NL8204299A - Digitaal filter. - Google Patents

Description

> ϊ VO 38^5

Betr.: Digitaal filter.

De uitvinding heeft betrekking op een digitaal filter en meer in het Iiizonder op een' digitaal filternetwerk, dat twee uit-gangssigaalea levert aan uitgangen, die ten opzichte van het ingangs-signaal verschillende responsiekarakteristieken vertonen.

5 Bij televisie-ontvangers, waarinhet basisbandvideosignaal in digitale vorm wordt verwerkt, is het dikwijls gewenst, signaien, die op elkaar aansluitende-frequentiebanden in beslag nemen, van elkaar tescheiden. Wanneer bijvoorbeeld een videosignaal over de voile videobandbreedte aan . een kamfilter wordt onderworpen teneinde 10 de doorschoten Inminantie- en chrominanti esignaaloomponenten te schei-den, zal enige luminantie-infonmtie aanwezig zijn in het laagfre-: quente gedeelte van het signaal, dat wordt opgewekt in datgene, dat gewoonlijk het chrotainantiekanaal van het kamfilter wordt genoemd.

Deze luminantie-informatie, de vertikale detailinformatie genoemd, 15 moet dan van het gekamde chrcminantieaignaal met hogere frequentie warden gescheidea en opnieuw met het gekamde lumirtantiesignaal wor-den gecombineerd voor het versehaffen van een volledig hersteld lu~ minantiesignaal. Bij een 0TS6-televisiestelsel strekt het chrominan-tiesignaal zich mar beneden tot ongeveer 1,5 MHz onder de kleur-20 onderdraaggolffrequentie van 3,58 MHz uit en is de vertikale detail informatie aanwezig in de onderste 1,0 MHz van het signaal, dat in het na-rrf. i ftka.naa.7 wan het kamfilter wordt opgewekt. De luminan- tie- en chroainantiesignaalcemponenten van het uitgangssignaal van het nhrnminaa^.i frka.nafll Vtrrmpn tnasen de bovenste frequentie van het 25 vertikale detailsignaal, T,0 MHz, en de onderste frequentie van het chraminantiesignaal van bij benadering 2,1 MHz worden gescheiden.

Een inrichting om de vertikale detailinformatie en de chro-minantie-informatie aan de uitgang van het chrominantiekamfliter te scheiden, vindt men in het Amerikaanse octrooischrift ^.096.516· Sij 30 deze inrichting wordt het videosignaal aan een kamfilteren onder- worpen door een steekproefinformatiestelsel, dat voorzien is van een 8204291 ί· * - 2 - uit een ladingsgekoppelde inrichting (CCD) bestaand kamfilter. Het ge-kamde chrominantiesignaal aan de uitgang van het chrominantiekamfilter wordt gescheiden door twee filters, die elk geconcentreerde frequentie-selectieve filterelementen omvatten. De laagdoorlaatfilter met een door-5 laathand van 0..tot 1,5 MHz scheidt de vertikale detailinformatie van de chrominantie-informatie en voert de vertikale detailinformatie aan het luminantiesignaal bij de uitgang van het luminantiekamfilter toe. Een handdoorlaatfilter voert aan een banddoorlaatwerking onderworpen chromi-nantiesignalen uit de uitgang van het chrominantiekamfilter toe aan een 10 chrominantiesignaalprocessor.

Bij een digitale televisie-ontvanger, waarin de luminantie-en chrominantiesignalen worden gescheiden door een digitale kamfilter, is het eveneens. gevenst de vertikale detailinformatie van de chrominantie-informatie te scheiden om met het.gekamde luminantiesignaal opnieuw 1j. te worden gecombineerd wanneerhet videosignaal over de· voile aadeo-freq.uentieband aan een kamfaltering wordt onderworpen. Teneinde het aan-tsl ketenelementen, dat nodig is om de scheiding te verwezenlijken, tot een minimum terug te brengen, is het gewenst gebruik te maken van een enkel filter met een laagdoorlaatfilteruitgang voor de vertikale detail-20 informatie en een banddoorlaatfilteruitgang voor het chrominantiesig-naal.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is een digitaal filter aanwezig, dat een ingangssignaal verwerkt en twee uit-gangssignalen levert, die ten opzichte van het ingangssignaal verschil-25 lende responsiekarakteristieken bezitten. Dit filter omvat vertragings-organen, die op het ingangssignaal reageren. De vertragingsorganen om vatten een schuifregister met een aantal signaalaftakkingen en bezitten een bepaalde vertraging van ingang naar uitgang.· De vertragingsorganen leveren 00k het ingangssignaal, vertraagd over terminate de helft van 30 de bepaalde vertraging van het schuifregister. Het filter omvat voorts signaalkoppelorganen, die met de signaalaftakkingen van. het schuifregister zijn.gekoppeld. De signaalorganen wegen de signalen, welke deze organen passeren. Het filter omvat voorts organea om de aftak-gewogen signalen-... van de signaalkoppelorganen in samenwerking met het .schuif-35 register te sommeren. Tenslotte omvat het filter twee signaalcombina-tie-organen. De eerste combinatie-organen combineren de aftak-gewogen som met het vertraagde ingangssignaal in een zin teneinde het eerste 8204299 1 : ii,-it.·'' ^ί-V,'^ !·' ' .

* 4 - 3 - ..-. uitgangssignaal op te vekken. De tvee&e combinatie-organen combineren de aftak-gewages scm met bet vertraagde. ingangasignaal in een tegengestelde zin toot betopvekkea van bet tveede uitgangssignaal.

Bij een eerste uitroeringsrorm is een uitgangsaftakking gevogen 5 FIR-filter rolgens da uitrinding opgebouvd roor bet rerscbaffen ran zo-vel een ban een banddoorlaatverking ondervorpen uitgangssignaal roor bet doorlaten ran de cbrcaainantie-informatie, en een aan een laagdoorlaatver-king uitgangssignaal ταon bet' doorlaten ran een rertikale detailinforma-tie. Bij een tveede uitroeringsrorm is een ingangsaftakkings-gevogen 10. FIR-filtar rolgens de uitrinding uitgeroerd roor bet rerscbaffen ran de gefilterie uitgangssignalen. :

De uitrinding zal oaderstaand nader worden toegelicbt onder rer-wijzing naarde tekening ♦ DaarbiJ toont : fig. 1 inbloks cbemarorm de digitale basisbandsignaalrerverkings-15 sectie ran een.telerisie-ontranger,. opgebouvd rolgens de uitrinding; fig. 2 in blokscbemarorm een uitgangs-afgetakt FIR-filter rol-gens de uitrinding; fig, 3 in blokscbemarorm een meer gedetailleerde roorstelling ran bet FISr-filtiT:rolgens fig. 2; : 20 fig. k in bloks cbemarorm een ingangsaftakkings-gevogen FIR- filter rolgens de uitrinding; en fig. 5 a 6 en 7 responsiekarakteristieken ter toelicbting ran de werking ran de uitroeringsrormen rolgens fig. 1 - k.

In fig. 1 is de digitale basisbandsignaalrerwerkingssectie ran 25 een telerisie-ontranger rolgens de uitrinding in blokscbemarorm weerge-geren. Videosignalen vorden uit een rideosignaalbron 10, die bijroor-beeld een rideodetector in eon telerisie-ontranger kan omratten, toegeroerd. De rideosignalen vorden toegeroerd aan een analoog-digitaalomzet-ter 12, die de analoge rideosignalen in digitale signalen in de rorm 30 ran bijroorbeela opeenrolgende voorden ran acbts bits omzet.·Bij deze en rolgende Uitroeringsrormen rolgens de uitrinding stellen de brede pijlen in de figuren parallelle lijnen ran digitale informatie roor, velke digitale voorden met een aantal bits ranuit een element aan een ander element toeroeren. De digitale signalen vorden toegeroerd aan de 35 ingang ran een digitaal kamfliter 1k, dat de signalen scheidt in afzon-derlijke luminantie-(Y) en cbraminantie-(C) componenten. Set digitale kamfilter 1k kan zodanig zijn opgebouvd, dat. dit verkt op een vijze, als 8204299 ί ί - k - beschreven in het artikel "Digital Tele-vision Image Enhancement" van John P. Rossi, 8¾ SMPTE. pag. 5^5 - 51 (197^)*

Het afgescheiden Y-signaal wordt via een vertragingselement 16 toegevoerd aan een ingang van een optelinrichting 30. De vertraging (.

5 van het vertragingselement l6 wordt. zodanig gekozen, dat deze in hoofd-zaak. is aangepast aan de vertraging, velke een vertikaal detailsignaal ondergaat wanneer dit wordt verwerkt door een gecomhineerd banddoorlaat-en laagdoorlaatfilternetwerk 20. Het gecombineerde banddoorlaat/laag-doorlaatfilternetwork 20 is tussen. de C-uitgang van het kamfilter 14 10 en een tveede ingang van de optelinrichting 30 gekoppeld en levert laagdoorlaat-gefilterde, vertikale detailinformatie. De optelinrichting 30 combineert het'vertikale detailinformatiesignaal met het gekamde lu-minantiesignaal voor het verschaffen van een hersteld luminantiesignaal. Het herstelde Y-signaal wordt aan.een ingang van. een optelinrichting 32 15 toegevoerd.

Het' banddoorlaat/laagdoorlaatfilter 20 levert de vertikale detailinformatie ook aan de ingang· van een niet-lineaire . detailsignaalpro-cessor 3^· De niet-lineaire processor 3^ bezit een niet-lineaire overdr achtsfunctie, als aangegeven in fig. 1 en beschreven op pagina twaalf 20 tot vijftien van het artikel "A CCD Comb Filter for Color TV Receiver Picture Enhancement" van D. H.. Pritchard, gepubliceerd in Vol k2 van RCA Review, pag. 3 en volgende, Maart 1^80. De niet-lineaire processor verwijdert signalen met kleine amplitude teneinde signalen met tussen-gelegen amplitude aan een' piekwerking te onderverpen en signalen met 25 grote. amplitude af.te snijden of te dempen. De niet-lineaire processor 3^ kan bijvoorbeeld een vrij toegankelijk geheugen (RAM) omvatten, waar-bij de aan de vertikale detailinformatie medegedeelde overdrachtsfunctie een functie is van informatie, die in de RAM is opgeslagen onder bestuur van een. (niet afgebeelde) processor. Hfieuwe informatie kan in de RAM 30 worden opgeslagen door een processorregeling van een uitlees/registratie-besturingslijn 38 en RAM-adreslijnen 36 tijdens inactieve video-inter-vallen, zoals het vertikale onderdrukkingsinterval. Het verwerkte vertikale detailsignaal wordt als een pieksignaal aan de andere ingang van de optelinrichting 32 toegevoerd. Het Y-pieksignaal, dat aan de uitgang van 35 de optelinrichting 32 optreedt, wordt toegevoerd aan een luminantie-signaalverwerkingsschakeling k0, welke zodanig kan worden bestuurd, dat de helderheid en het contrast van.het luminantiesignaal wordt gewijzigd.

8204299 .-5-

Het rerwerkte luminsntiesignael Y* aan de uitgang van de rerverkingss cba-keling 4θ wordt toegeroerd aan een ingang rande matrix. βθ. De cbromi-n^tiesignaalrerwerkingsschakeling 50· kan zijn roorzien van een chromapiek-inricbting ea een kleurmengselsignaaldemodulator, zoals beschreren in de 5 Amerikaanse octrooiaanrrage 297.556. De cbrcminantiesignaalrerwerkings-scbakeling- 50 lerert gedemodulesrde kleurmeng^Isignalen, zoals kleurrer- schilsignalen (B-Y) en (R-Y) of I- en Q-signalen. De kleurmengselsignalen worden toegeroerd aan de matrix 60. De matrix 6o combineert de kleur-mengsel- en luminantiesignalen roor bet opvekken ran rode, groene en 10 blauwe kleursignaien, die dan door een digitaal-analoogomzetter 5^ in analogs rorm vorden omgezet om te worden toegeroerd aan een niet-afge-beelde telerisiekineskoop.

Bij de inricbting rolgena fig. 1 dient bet banddoorlaat/laag-doorlaatfilternefcwerk 20 om de rertikale detailinformatie, velke aanwe-15 zig is in bet laagfrequeute gedeelte ran bet signaal, dat door bet chro-minantiekamfilter wordt opgewekt, te scbeiden ran de cbrominantie-informatie , welke aauwezig is in bet boogfrequente gedeelte ran bet signaal, dat door· bet cbrominantiekamfilter wordt opgewekt. Het filternetwerk 20 lerert bai^doorlaat-gefilterde chrominant iesignalen, welke geen lu-20 minantiesignaalccmponenten beratten, om te worden toegeroerd aan de chro-minantiRflignaalrarPXiiarkings3n1ia.fce7.-i-rig- Het filternetwerk 20 lerert ook bij een afzooderlijke uitgang laagdoorlaat-gefilterde, rertikale detail-informatie roor bet luminantiekanaal, zonder chrominantiesignaalresten, velke zouden .kunnen leiden tot "dot crawl" bij de randen ran bet berstel-25 de luminantiesignaal.

Een banddoorlaat/laagdoorlaatf ilternetverk, dat gescbikt is om bij de inricbting ran fig. 1 te worden toegepast en rolgens de uitrinding is uitgeroerd, is weergegeren in fig. 2. Het network rolgens fig. 2 omrat een uitgangsaftakkings-gewogen digitaal FIR-fliter, roorzien ran een af-30 getakt scbuifregister 100, weegfunctieketens 102 - 1l8 en een optelrer-takkings stelsel 120 - lb0.

In fig. 2 worden gekamde ciirominantiesignalen in de rorm ran bijroorbeeld woorden ran acht bits toegeroerd aan de eerste trap ran bet scbuifregister 100. Elke trap ran bet scbuifregister 100 kan een woord 35 van bet chrominantiesignaal onder bestuur ran een kloksignaal tijdelijk opslaan en orerdragen. Derbalre kan elke trap ran bet scbuifregister 100, genummerd e£n tot en met eenentvintig, gelijktijdig acbt bits rast-bouden. Het scbuifregister 100 rertoont een rertraging ranaf de ingang

8284IMI

4 ·» - 6 - -van de eerste trap naar de uitgang van de laatste trap, welke een func-tie is van het aantal trappea en de frequentie van het kloksignaal, dat de signalen door het register verschuift. De inrichting volgens fig. 2 omvat derhalve een FIR-filter van de eenentwintigste orde, waarvan af-5 takkingen zijn gekoppeld met de uitgangen van de trappen een,, ,vijf}l negen, elf, 1dertien, zeventien en eenentwintig.

De weegfunetieketens 102 - 118. zijn gekoppeld met de uitgangs-aftakkingen van het schuifregister 100 en vermenigvuldigen de afgetak-te signalen met de in de fig. aangegeven fractionele coefficienten. Het -10 FIR-filter vertoont een pulsresponsie, welke relatief geconcentreerd en symmetrisch om de afgetakte middentrap elf is. Signalen uit de trap elf worden bij dit. voorbeeld met: de helft gewogen door de weegfunctieketen 102 en de aftak-ge-wogen signalen worden dan toegevoerd aan een ingang van een optelinrichting 130 en aan een ingang van. een aftrekinrjobbing 15 1^0. Signalen uit de trappen negen en dertien, welke zich beide op een afstand van twee trappen van de middentrap elf bevinden, worden met de coefficient +(5/16) gewogen door weegfunetieketens 40¼.respectievelijk 11¼ en aan ingangen van.de optelinrichting 120 toegevoerd. Signalen uit de trappen vijf en zeventien,. welke_zich op een afstand van zes 20 trappen van de middentrap bevinden, worden door de respectieve weeg- functieketens 106 en 116 met de coefficient -(5/6¼) gewogen en toegevoerd aan de ingangen van een optelinrichting 122. Signalen uit de trap-pen eenen eenentwintig, welke zich beide op een afstand van tien trap-pen van de middentrap bevinden, worden door respectieve weegfunetieketens 25 108 en 118 met de coefficient +(1/6¼) gewogen en toegevoerd aan de in gangen van een optelinrichting 12¼. De symmetrische verdeling van de afgetakte trappen. een, vijf en.negen, en dertien, zeventien en eenentwintig, en de symmetrisch gewogen waarden van deze verdeling om de middentrap elf geven aan dit FIR-f ilter een lineaire fazekarakteristiek.

30 De uitgangssignalen van de optelinrichtingen 122 en 12¼ worden toegevoerd aan de ingangen van een optelinrichting 126, die de toegevoer-de signalen combineert en een uitgangssignaal levert, dat aan een ingang van een optelinrichting 128 wordt toegevoerd. De optelinrichting 128 combineert de door de optelinrichting 126 opgewekte signalen met de door 35 de optelinrichting 120 geleverde signalen en levert zijn uitgangssignalen aan een ingang van de optelinrichting 130. De optelinrichting 130 combineert.de aftak-gewogen signalen, die in de optelinrichting 128 zijn 8204299 ——— , ,At - ψ’Ζ -λ ' - * x ~T - gesccmeerd, met hart middenaftakkings-gewogen signaal en vertoont aan de uitgang daarvan een laagdoorlaatfilterresponsiekarakteristiek. Derhalve worden aan de Uitgang van de optelinrichting 130 laagdoorlaat-gefliter-de verbikale detailsignalen opgewekt.

5 De gecambineerde aftakkings-gevagen signalen aaa de uitgang van de optelinrichting 128 warden ook tpegevoerd aan een ingang van de aftak-inrichting t^O, waar zij subtract!ef met de gebogen middenaftakkingssignalen worden gecambineerd. De aftakinri chting 1Uo vertoont daardoor aan de uitgang daarvan een banddoorlaatfilterre sp ons i ekar akt eristiek, welke ' 10 het complement is van de reaponsiekarakteristiek aan de uitgang van de opteiinrichting 130. Aan de uitgang van de aftrekinrichting 1^0 worden. banddoorlaat-gefilterde cbrominantresignalen opgewekt. Derhalve wordt een enkel filter gebruik voor het verschaffen van zowel. een laagdoorlaat-flitering als een, banddoorlaatfiltering.

Een meer gedetailleerde uitvoeringsvorm van het FIR-fliter vol-gens. fig... 2 is illustratief weergegeven in fig. 3. Aangezien de weeg-functiecoifficlenten volgens fig. 2 alle noemers hebben, welke machten van twee zijn, kunnen de afgetakte signalen worden gebogen door een schuif-enfeoptelmethode, als aangegeven in fig. 3, waarbij geen coeffi-20 cientvermenigvuldigers nodig zijn. Omdat de signalen uit de schuifre-gistertrappen negen en dertien beide met dezelfde coefficientwaarde (5/16). worden’.gewogen3 kunnen. bijvoorbeeld deze twee signalen worden op-get eld in da optelinrichting 120 voordat, zij worden gewogen, als aangegeven in fig. 3. Indien, zoals bij. dit voorbeeld, de afgetakte signalen elk een lengte, vanacht bits hebben, zal het uitgangssignaal van de optelinrichting T2D een woord van negen bits zijn. Het uitgangssignaal met negen bits van de optelinrichting 120 wordt, als aangegeven door de rechthoek 15^, gedeeld door zestien en, als aangegeven door de rechthoek 156, gedeeld door vier, wanneer het signaal uit de optelinrichting 120 ^ aan de ingangen vaneen optelinrichting 158 wordt toegevoerd.

Bij dec,finale rekenkunde kan een deling van een getal door een macht van tien. warden beschouwd als. of het decimaalpunt een cijfer naar links te verschuiven of een verschuiving van de cijfers van het getal over een cijfer naar rechts. 0p een soortgelijke wijze kan bij binaire 35 rekenkunde het delen van een getal door een macht van twee worden beschouwd als het naar links aver een bit verschuiven van het binaire punt of het naar rechts over een bit verschuiven van de bits van het getal.

8204299 - 8 - * ·*

Het uitgangs signaal van negen bits van de optelinrichting 120 wordt door zestien gedeeld door slechts slechts de. vijf meest significante bits: van het uitgangs signaal te koppelen met de bitingangea met lage orde van een ingang van de optelinrichting 158, waardoor de bits vier 5 bits naar links worden verschoven, terwijl een. deling door vier wordt uitgevoerd. door de zeven meest significante bits naar de bitingangea met lagere orde van een tweede ingang van de optelinrichting 158 te voeren, waardoor de bits over twee bits naar links worden verschoven.

De optelinrichting 158 telt deze twee woorden ibij elkaar op voor het 10 verschaffen van een uitgangssignaal van acht bits, dat de som is van (1/16.) plus (1 /¾), of .(5/160 van de waarden van de afgetakte signalen. Dit is de gewenste weegcoeffieient voor signalen, die uit.de trappen 9' en 13. worden afgetakt.

Op een soortgelijke wijze.worden signalen, die uit de schuif-15 registertrappen yijf en zeventien worden afgetakt, in de optelinrichting 122 gesommeerd, welke een uitgangssignaal van negen bits levert..

Het uitgangssignaal van de optelinrichting 122 wordt door vierenzestig en door zestien gedeeld wanneer het signaal aan de twee ingangen van ‘ een optelinrichting 160 wordt toegevoerd, zoals is aangegeven door de 20 respectieve rechthoeken 162 en 16¾. De optelinrichting 160 levert een uitgangssignaal van.zes bits, dat ten o.pzichte van de afgetakte signalen is gewogen. met (5/6¾). Dit. uitgangssignaal wordt door .een omkeer-keten 170 omgekeerd en toegevoerd aan een ingang van de optelinrichting .126, tezamen met een logische ,T1"-invoerbit. De signaalomkering en de 25 invoerbit voeren een”twee-complementing" van het uitgangssignaal van de optelinrichting 160 uit, waardoor in de binaire rekenkunde op een doeltreffende wijze het minteken voor de weegcoeffieient wordt verschaft.

Signalen, welke worden afgetakt uit de schuifregistertrappen een en eenentwintig, worden gesommeerd in de optelinrichting 12¾, waar-30 van het uitgangssignaal wordt gedeeld door vierenzestig door de drie meest significante uitgangsbits van de optelinrichting 12¾ aan de tweede Ingang ran de optelinrichting 126 toe te voeren, zoals aangegeven door de rechthoek 166. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 126 wordt toegevoerd aan een ingang van de optelinrichting 128, en het uitgangs-35 signaal van de optelinrichting 158 wordt toegevoerd aan de tweede ingang van de optelinrichting 128. De optelinrichting 128 levert een uitgangssignaal, dat de som van de gewogen signalen uit alle schuifregisteraf- 8204299 :..........T' .....:" ..................................... v·................ ' - 9 - takfcingen, hehalve de middenaftakkf.ng elf is.

Het uitgangssignaal van de optelinrichting 128 wordt toegevoerd «an een ingang van een optelinrichting 130. De zeven meest significante tits van het signaal,. dat uit de middentrap elf wordt afgetakt, -warden 5 toegevoerd aan de· tweede ingasg van de optelinrichting 130, als aange-geven door de rechthaek 152* Be optelinrichting 130 vertoont derhalve een laagdoorlaatfiitarkarakteristiek aan de uitgang daarvan, hij welke uitgang de vertikale detailinformatie van het ingangssignaal wordt ver-schaft* ; .

to \^''·’δβ··:ζ*τνβη meeat significante hits van het signaal, dat uit de middentrap elf wordt afgetakt, worden toegevoerd aan een ingang van een optelinrichting 180. Het uitgangssignaal van de optelinrichting 128 wordt toegevoerd aan een tveede ingang van de optelinrichting 180 en wel door een omkeerketen 172, tezamen met een logische ”1”-invoerbit. De 15 cankering van het uitgangssignaal -van de optelinrichting 128 tezamen met de invoerhit voorziet in een "twee-complementing” van het uitgangssignaal van de optelinrichting 128,. Hierdoor wordt het uitgangssignaal van de optelinrichting 128 van het gewogea. middenaftakkingssignaal in de optelinrichting 180 afgetrokken, waardoor de optelinrichting 180 een hand-20 doorlaatfilterresponsiekarakteristiek aan. de uitgang daarvan vertoont. Daardoor treedt aan de uitgang daarvan handdoorlaat-gefilterde chromi-nantie-informatie op.

Be working van de uitvoeringsvormen volgens fig* 2 en 3 hlijkt uit de responsiekarakteristieken van de fig* 5» 6 en T- Fig. 5 toont de 25 responsiekarakteristiek 200, welke aan de uitgang van de optelinrichting 128 optreedt, wanneer het schuifregister 100 door een signaal van 1^,32 MHz wordt.geklokt. Deze responsiekarakteristiek 200 hlijkt in hoofdzaak gelijke amplitudevariaties om een middenvaarde van 0,00 te hehhen.

Wanneer gewogen signalen uit de middenaftakkingstrap elf addi-30 tief met signalen, welke door de optelinrichting 128 worden opgewekt, in de optelinrichting 130 worden gecomhineerd, treedt aan de uitgang van de optelinrichting 130 een responsiekarakteristiek op, als aangegeven in fig. 6. Bit omdat de middenaftakking elf een vlakke amplitude-frequentie-responsie vertoont, die een constante amplitude van een half ten opzich-35 te van de piek-tot-piekamplitude van de kromme 200 volgens fig. 5 heeft. De halve amplitudewaarde is een gevolg van de waarde van de middenaftak-kingsweegcoefficient ten hedrage van een-half. De optelinrichting 130 8204299 # s - Ίο - combineert derhalve op een doeltreffende wijze de responsiekromme 200 met een vlakke responsiekarakteristiek van in hoofdzaak de helft van de relatieve amplitude daarvan, waardoor de responsiekromme 200 met de helft ten opziehte van de relatieve amplitudeschaal, aangegeven bij de 5 ordinaat in fig. 5, naar. boven wordt bewogen. Het resultant is de responsiekromme 210' van fig. 6, waarbij de 0,00-waarde zich nu bij de on-derzijde van. de responsiekromme bevindt. De responsiekromme 210 be-paalt derhalve een laagdoorlaatfilterresponsie van nul Hz tot een punt van zes dB bij ongeveer 1,8 MHz, en een hoogdoorlaatfilterresponsie ' * i 10 boven bij benadering 5tZ MHz, met- een blokkeerband gelegen in bet tussen-frequentiegebied. Aangezien evenvel bet videofrequentiegebied bij bet HTSC-televisiestelsel zich slechts tot ongeveer k,2 MHz uitstrekt, be-vat bet boogdoorlaatgedeelte van de responsie praktiscb geen signaalin- . boud in de televisie-ontvanger. Het laagdoorlaatfiltergedeelte bepaalt 15. dan een doorlaatband voor laagdoorlaat-gefilterde, vertikale detailinfor-matiesignalen aan de uitgang van de optelinrichting 130.

. Wanneer de uitgangssignalen van de optelinrichting 128 "twee ge-c implement e#r dVworden. voor 0 c omb inat ie.. mat-.de‘vmiddenaftakkings -gewogen signalen in de optelinrichting 180 (of de aftrekinrichting 1^0), wordt 20 de responsiekarakteristiek 200 van fig. 5 in wezen oragekeerd om de mid-denwaarde 0,00. De ccanbinatie van de afgetakte signalen uit de midden-trap, gewogen met een-half, brengt de 0,00-scbaalwaarde op een doeltreffende wijze weer bij de onderzijde van de geinverteerde responsiekarakteristiek, zoals aangegeven door de responsiekarakteristiek 220 in fig.7* 25 Het blijkt, dat de responsiekarakteristiek 220 een banddoorlaatfilter-karakteristiek met een doorlaatband tussen bij benadering 1,8 MHz en 5,2 MHz bepaalt. Aangezien de cbrominantiedoorlaatband bij bij benadering it-,1 MHz eindigt, zal de optelinrichting 180 (of de aftrekinrichting 1J+0) het chrominantiesignaal van een televisie-ontvanger in de doorlaatband 30 van bij benadering 1,8 - U,1 MHz doorlaten.

Het banddoorlaat/laagdoorlaatfilternetverk volgens de uitvinding kan 00k worden uitgevoerd als een ingangs-afgetakt FIR-filter, zoals aaa-gegeven in fig. Bij deze uitvoeringsvorm wordt een scbuifregister 302 met tvintig trappen in het FIR-filter gebruikt, waarbij tussen viertraps-35 segmenten van het schuifregister optelinrichtingen 320 - 328 zijn opge-nomen. Gewogen ingangssignalen uit bet gekamde chrominantiesignaal, dat aan de filteringang 300 wordt toegevoerd, worden aan de ingang van de 8204299 — s- - VJ:^,: > ;'; ~:ψ ' ··* *?.

· ‘ ·:'ί ‘ ’ -J .

- ----------'--------1 —r"— ----- --------------------! - 11 - ’ - eerste trap ran het'. schuifregister 302 en aaa.de tussengelegen optel inrichting toegevoerd. De schuif regi stertrapp en worden door een gemeen-schappelijk kloksignaal geklikt,

Het gekamde chrominantie-ingangssignaal wordt toegevoerd aaa.

5 de ingang van de* eerste trap en aan.een ingang van de opteliarichting 330 door de respectieve veegiunctieketens 304 en 316, die de toegeroerde signalea met' +(1/¾} vegen. De optelinrichting 330 bezit een tweede ingang,, welke is gekoppeld met de uitgang van de laatste schuifregister^ trap twintig. Het' ingangssigaaal wordt toegevoerd aaa een ingang van een 10 optelinrichting 320, welke tussen de schuifregistertrappen vier en vijf aanwezig is, en wel. door de veegfunetieketen 306. Het ingangssignaal wordt 00k toegevoerd aaa een ingang van. een optelinrichting 328, velke is gekoppeld tussen de schuifregistertrappen 16 en 17, en vel door een weegfunctieketen 314. De weegfunctieketens 306 en 314 wegen de ingangs-15/ signalen met een factor -(5/¾).. Het ingangssignaal wordt met een factor +(5/16) gewogendoor weegfunctieketens 308 en 312, die respectievelijk met de ingaagen van de optelinrichtingen 322 en 326 zijn gekoppeld. De optelinrichting 322 is tussen de schuifregistertrappen acht en aegen gekoppeld en de optelinrichting 326 is tussen de schuifregistertrappen 20 twaalf en dertien gekoppeld.

De pulsresponsie van het PIR-filter volgens fig. 4 is geapncen-treerd om het verhindingspunt van de schuifregi stertrappen tien en elf, dat zich op gelijke afstandea van de eerste en laatste trappen bevindt. Gewogen signaalcomponenten worden in de optelinrichtingen geaccumuleerd 25 wanneer zij het schtdfregistir en de optelinrichtingen doorlopen, waar-bij aan de uitgang van de optelinrichting 330 de responsiekarakteristiek volgens fig. 5 optreedt. De signalen op de uitgang van de optelinrichting 330 worden aan een ingang van een optelinrichting 340 toegevoerd can. te worden gecombineerd met door een schuifregister 360 geleverde 30 signalen. Het schuifregister 360 ontvangt ingangs signalen, we Ike door de weegfuncrfcieketen 31¾ met de helft zijn gewogen, en vertraagt deze signalen met dezalfde hoeveelheid vertraging als door het FIR-filter wordt vertoond vanaf het pulsrespohsiemidden daarvan aan de uitgang van trap tien naar de uitgang van de optelinrichting 330. De signalen aan de uit-35 gang van het schuifregister 3^0 komen derhalve overeen met de middenaf-takkings-gewogen signalen van de uitvoeringsvormen volgens fig. 2 en 3. Derhalve zal de optelinrichting 340 de laagdoorlaatfilterresponsiekarak- 8204299 •r * .-12.- teristiek volgens fig. 6 aaa.de uitgang daarvan vertonen, bij welke uit-gang de vertikale.detailinformatiesignalen. worden geleverd.

De signalen,. die aan.de uitgang van de optelinrichting 330 vor-den opgevekt, zijn "twee gecamplementeerd'1, voor subtractieve combina-5 tie met door een schuifregister 3&0 geleverde signalen in een optelinrichting 35o. De uitgang van de optelinrichting 330' is via.een omkeer-keten 352 gekoppeld met een ingang van de' optelinrichting 350, waarbij de optelinrichting 350 tevens eeh logische "T’-invoerbit ontvangt. De optelinrichting 350 vertoont.derhalve aan de uitgang daarvan de banddoor— 10 laatfilterresponsiekarakteristiek volgens fig. 7 tengevolge van de sub-tractieve combihatie van de door.het schuifregister 3^0 en de optelinrichting 330 geleverde signalen..

De FIR-filteruitvoeringsvorm.volgens deuitvindinghebben complement air e vormen, welke kunnen' worden verkregen..door een. selectieve am— 15 ' kering- van de tekehs van de weegcoefficienten en/of een omkering van de verrichtingen van de signaalcambinatie-elementen, die de uitgangssignalen leveren. Indien bijvoorbeeld de tekens van de.weegfunctiecoeffi-cient van de ketens 10'U» 106, 108 en ITh, 116, 118 van fig. 2 alle voreen omgekeerd, zal.de optelinrichting 130' de banddoorlaatresponsiekarakte-20 ristiek-vertonen en'zal-de aftrekinrichting 1U0 de laagdoorlaatrespon-siekarakteristiek vertonen. Indien bovendien.de richtingen van de optelinrichting 130 en de aftrekinrichting thO worden gewijzigd, zodat de op- telinrichting 130 eaaaftrekinrichting wordt en de aftrekinrichting 1h0 een optelinrichting wordt, zal de nieuve optelinrichting tho een banddoor-25 laatresponsie vertonen en zal de nieuve aftrekinrichting 130 een laagdoor-laatresponsie vertonen. Signalen, die door de nieuve aftrekinrichting 130' vorden doorgelaten, zullen nu evenvel een faze-omkering ten opzichte van de ingangssignalen van het filter vertonen. Als een ander voorbeeld zal,. indien de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 zodanig wordt gewijzigd, 30 dat de aftrekinrichting 110 het gevogen middenaftakkingssignaal van de door de optelinrichting 128 opgevekte signalen aftrekt in plaats van het tegengestelde, als aangegeven in de figuur, de aftrekinrichting 1U0 een banddoorlaatresponsie met een' faze-omkering van de doorgelaten signalen ten opzichte van het filteringangssignaal vertonen. Deze andere filter-35 uitvoeringen, vaarbij signalen aan ien of zelfs beide uitgangen een faze-omkering vertonen, kunnen gevenst zijn wanneer een van de daaropvolgende signaalververkingstrappen in faze caagekeerde ingangssignalen vereist.

8204299 ; · . -13.-.

Een analyse be eft aangetoond, dat tenminste twaalf Tan dergelijke complement aire filteruitvoeringsvormen voor elk van de afgebeelde uit-voeringsvormen tamft worden verkregen.

5 Bet is duidelijk,. dat de banddoorlaat/laagdoorlaatfilternet- wsprken. volgens de uitvinding tonnen worden toegepast in televisie-ont-vangers, waarin te Tyiiiantiat. an clrrfmTnantie-infQrmatie niet door kam-faltering wordt gescbeiden. Inminantie- en chrominantiesignalen kunnen dan direkt door bet banddoorlaat/laagdoorlaatfilter worden gescheiden.

10 Bij een dergelijke· ontvanger kunnen de waarden van de weegfunctie-coef-ficientes of de klokfrequentie zodanig worden ingesteld, dat de over-1 kruisingsfrequenties (overgangsbanden) van de uitgangsresponsiekarakte-ristieken we ear bij een hogere frequentie komen te liggen- Bij bet NTSC-televisiestelsel is deze overioniisingsfreqaentie bij benadering 3,2 MHz.

15- De laagdoorlaatfilteruitgang bijeen dergelijke inricbting laat signalen door tot bij benadering 3,2 ffiz en de banddoorlaatfilt emit gang levert signalen met frequenties van 3,2 MHz tot de bovengrens van het video-frequent iegebied. Wanneer bet digitale videosignaal uit de A/D-omzetter aan de ingang van bet filter wordt toegevoerd, zullen aan de uitgang, 20 die de laagdoorlaatfilterresponsie vertoont, luminantie-informatiesigna-len optreden, en zullen aan de uitgang, die de banddoorlaatfilterres-. ponsie vertoont, chrominantie-informatiesignalen optreden.

—/ 8204299

Claims (8)

1. Digitaal filter, dat. in responsie op een ingangssignaal eerste en tweede uit'gangssignalen bij uitgangen, die verschillende responsie-karakteristieken vertonen, opwekt gekenmerkt door vertragingsorganen (100; 302, 360), die in responsie. op bet ingangssignaal de toegevoerde 5 signalen vertragen, voorzien van een schuifregister (100, 302) met een ' aantal signaalaftakkingen, welk schuif register een bepaalde tijdver-traging, tussen een ingang en een uitgang vertoont, waarbij de vertra-' gingsorganen tevens bet ingangssignaal opwekken met een vertraging,, die tenminste gelijk is aan de helft van de bepaalde tijdvertraging, signaal- 10... koppelorganen (104 - 118'; 304 — 316), die met aftakkingen van bet schuif register zijn gekoppeld voor bet wegen van daarover gevoerde signalen, organen (120- 128; 320 - 330), die met de signaalkoppelorganen zijn gekoppeld en in combinatie met bet schuif register bij. eenetweede ingang een signaal'opwekken, dat een som van aftakkings-gewogen signalen 15 is, eerste signaaleombinatie-organen (130; 340) met een eerste ingang voor bet ontvangen van de som van aftakkings-gewogen signalen en een tweede ingang voor bet ontvangen van bet vertraagde ingangssignaal, ten-einde de toegevoerde signalen in een eerste zin te combineren am bet eerste uitga.ngssignaal op te wekken, en tweede signaalcombinatie-orga-20 nen (140; 350) met een eerste ingang voor bet ontvangen van de som van aftakkings-gewogen signalen en een tweede ingang voor bet ontvangen van bet vertraagde ingangssignaal. teneinde de toegevoerde signalen in een tweede sin;te combineren cm bet tweede uitgangssignaal op te wekken.

2. Filter volgens conclusie 1 met bet kenmerk, dat bet schuifregis-25 ter (100) is voorzien van een ingang voor bet ontvangen van bet ingangssignaal, ,waarbij bet schuifregister bij bet aantal uitgangsaftakkingen signalen opwekt, die relatief minder en relatief meer zijn vertraagd dan signalen, welke worden opgewekt bij een uitgangsaftakking, die tussen bet aantal aftakkingen is gelegen, waarbij de eerste signaalcombinatie-orga- 30 nen (130) signalen ontvangen. uit de tussengelegen aftakking en uit de som-meerorganen (120 - 128) om de toegevoerde signalen in een eerste zin te combineren, en de eerste signaaleombinatie-organen een uitgang bezitten, die een eerste amplitude-frequentieresponsiekarakteristiek vertoont, en de tweede signaaleombinatie-organen (l4o) signalen uit de tussenge-35 legen aftakking en uit de sommeerorganen ontvangen om de toegevoerde 8204299 - 1? - r*· signal an fn een tweede zin te combineren, waarbij de tweede signaalcom-binatie-crgapen zijn voorzieft van een uitgang, die een tweede-amplitude-frepuentieresponsiekarakteriatiek. vertoont.

3. Filter volgens conclusie 2 met bet kenmerk, dat bet aantal uit- 5 gangsaftakkingea van bet scbuifregister (100) symmetriscb ten opzicbte van de tussengelegen uitgangaaftakking is gelegen,. de signaalkoppelor-ganen (10k - 118) zijn voorzien van een aantal weegfunctieketens, die met aftakkingen van bet aantal ultgangsaftakkingen zijn gekoppeld en symmetriscbe weegfunctiewaarden ο» de tussengelegen uitgangsaftakking 10 vertonen, en de sommeerorganen (120 - 128) zijn voorzien van een optel-. vertakkingsstelsel, dat met de weegfunctieketens is verbonden en een uitgang bezit,. waarop bet aftakkings-gewogen signaal wordt opgevekt. k. Filter volgens conclusie 3 gekemerkt door een weegfunctieketen (102)» die tussen de tussengelegen aftakking en de eerste en tweede 15 signaalcombinatie-organen (130 respectievelijk Iko) is gekoppeld om daaraan aftakkings-gewogen slgnalen toe te voeren.

5· Filter volgens conclusie k met bet kenmerk, dat de eerste sig- . naalcombinatie-organen (130) zijn voorzien van een additieve signaalcom-binatie—inricbting voor bet aiMitief combineren van signalen,. welke 20 worden apgewekt op de uitgang van het optelvertakkingsstelsel (1.20 - 128) met aftakkings-gdwogen signalen,. welke afkomstig zijn uit de tussengelegen •-.S" · 4'.· β· . aftakking» en detweede signaalcombinatie-organen (iko) zijn voorzien van een subtractieve signaalcombinatie-inricbting voor bet subtractief combineren van signalen, welke worden opgewekt op de uitgang van bet opt el-25 • vertakkingsstelsel,. met aftakkings-gewogen signalen, die afkomstig zijn uit de tussengelegen aftakking.

6. Filter volgens conclusie 1 met bet kenmerk, dat bet scbuifre- gister (302)is voorzien'van een aantal in serie gekoppelde trappen, de sommeerorganen (320 - 330). zijn voorzien van een aantal optelinricbtingen, 30 die tussen bepaalde trappen zijn gekoppeld, de signaalkoppelorganen (30k - 316) op bet ingangssigaaal reageren en gewogen signalen aan bepaalde optelinricbtingen toevoeren,. de vertragingsorganen (302, 360) zijn voorzien van organen (3$0) , die in responsie op bet ingangssignaal signalen op een uitgang opweMten, welke signalen met tenminste de belft 35 van de :bepaalde tijdvertraging zijn vertraagd, de eerste signaalcombin natie-organen (3kQ) een eerste amplitude-frequentieresponsiekarakteris-tiek vertonen en de tweede signaalcombinatie-organen. (350) een tweede 8 2 0 4 2 ▼ -16- L V amplitude-frequentieresponsiekarakteristiek vertonen.

7. Filter volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de signaal- koppelorganen (304 - 316) zijn voorzien van een aantal weegfunctieketens met symmetrische a weegfunctiewaarden ten opzichte van een tussengelegen 5 punt van het schuifregister, vaarbij de sommeerorganen (320 - 330) zijn voorzien van een aantal optelinrichtingen, die symmtrisch om het tussengelegen punt van het schuifregister (302) zijn gelegen. 8. · Filter volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat de vertragings- organen (302, 3βθ) eeniseriecombinatie van een weegketen (310) en een 10 tweede schuifregister (360) met de helft van het aantal trappen van het eerstgenoemde schuifregister omvatten. 9* Filter volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de eerste signaalcomhinatie-organen (340) zijn voorzien van een additieve signaal-ccrabinatie-inrichting voor het additief combiner en van signalen, welke 15 door d'e vertragingsorganen (360) en door het eerstgenoemde schuifregister (302) worden opgewekt, en de tweede signaalcombinatie-organen zijn voorzien van een subtractieve signaalcambinatie-inrichting voor het subtractief combineren van signalen, die door de vertragingsorganen (360) en het eerstgenoemde schuifregister (302) worden opgewekt.

10. Filter volgens conclusie 3 of T met het kenmerk, dat de weeg- functieketens·- (102 - 118'; 304 - 310) schuif-ezfcoptelketens omvatten.

11. Filter volgens conclusie 5 of 9 met het kenmerk,. dat de subtractieve signaalcambinatie-inrichting (1-4-0; 350) is voorzien van organen (172; 352) voor een ,Ttwee-complementing" van een van de toegevoerde 25 signalen, en een optelinrichting (180; 350). 8204299