PL167747B1 - Odbiornik telewizyjny z procesorem nieliniowym sygnalów luminancji PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Odbiornik telewizyjny z procesorem nieli niowym sygnalów luminancji zawierajacy filtr do separacji zlozonego wyjsciowego sygnalu wizyj-n e g o na skladowa luminancji i skladowa chromi-- nancji, procesor obrazowy majacy wejscie sygnalu chrominancji do odbioru tej skladowej chrominan- cji i wejscie sygnalu luminancji, dolaczone poprzez procesor nieliniowy sygnalów luminancji, do odbioru skladowej luminancji oraz wyjscie dola- czone do urzadzenia wyswietlajacego do odtwarza- nia obrazów o zwiekszonych szczególach przy poziomach sygnalu luminancji okreslonych przez procesor nieliniowy sygnalów luminancji, znamien· ny tym, ze zawiera pierwszy uklad (50) polaczony równolegle z procesorem nieliniowym (2 0 ) sygna- lów luminancji dla bocznikowania skladowych wielkiej czestotliwosci sygnalu luminancji wzgle- dem procesora nieliniowego (2 0 ) sygnalów lumina- cji i drugi uklad (R1, R2, C3) dolaczony do proce- sora nieliniowego (2 0 ) sygnalów luminancji dla tlumienia skladowych wielkiej czestotliwosci syg- nalu luminancji przetwarzanego przez procesor nie- liniowy (2 0 ) sygnalów luminancji. FIG. 2 © PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest odbiornik telewizyjny z procesorem nieliniowym sygnałów luminancji dla wzmocnienia szczegółów w ciemnych i/lub jasnych obszarach wyświetlanych obrazów.

Znane są układy przetwarzania sygnałów wizyjnych zapewniające wzmocnienie szczegółów w ciemnych i jasnych obszarach wyświetlanych obrazów. Na przykład w opisie patentowym USA nr 2 760 008 jest przedstawiony wzmacniacz o regulowanej charakterystyce ekspansji i kompresji sygnałów, który zawiera układy przetwarzania nieliniowego „rozciągania czerni i „rozciągania bieli, zapewniające zwiększenie widoczności szczegółów obrazu w ciemniejszych i jaśniejszych obszarach wyświetlanych obrazów. Osiąga się to przez zmianę wzmocnienia sygnału luminancji w funkcji poziomu sygnału luminancji. Dla poprawy szczegółów w ciemniejszych obszarach obrazu (przetwarzanie z „rozciąganiem czerni), sygnał luminancji jest dostarczany do wzmacniacza

167 747 nieliniowego o stosunkowo większym wzmocnieniu dla sygnałów wejściowych o poziomiach poniżej 50 jednostek IRE. Jaśniejsze obszary z poprawionymi szczegółami obrazu (przetwarzanie z „rozciąganiem bieli“) o zwiększonym wzmocnieniu zapewnia się dla sygnałów wejściowych o poziomach powyżej 50 jednostek IRE.

Znany jest także z opisu patentowego USA nr 4 489 349 inny przykład nieliniowego przetwarzania sygnałów luminancji, w którym sygnał luminancji jest poddawany wzmocnieniu w różnym stopniu przy różnych poziomach sygnału. Opisany tam układ sterowania jaskrawością obrazu zawiera układ przetwarzania nieliniowego sygnałów wizyjnych, który zapewnia zmienną korekcję gamma sygnałów luminancji i w którym wartość gammajest określana automatycznie przez sygnał sterujący dostarczany do detektora średniego poziomu obrazu.

Przy nieliniowym przetwarzaniu sygnału luminancji sygnał luminancji jest poddawany większemu wzmocnieniu w pewnych zakresach amplitudy sygnału luminancji aniżeli w innych zakresach. Wówczas, gdy sygnał wizyjny jest „rozciągany“ (tj. wzmacniany nieproporcjonalnie) w określonym zakresie poziomu sygnału, zakłócenia w tym zakresie wzrastają proporcjonalnie względem załóceń w innych częściach obrazu. Widzialnym skutkiem jest to, że w przypadku sygnałów wejściowych o małych współczynnikach sygnału do szumu następuje niejednorodny rozkład zakłóceń w wyświetlanych obrazach, przez co powstaje obraz niejednolity, mający obszary jasne i „postrzępione⁴¹. To zjawisko jest szczególnie odczuwalne w obszarach krańcowych odbioru telewizyjnego, gdzie szum stanowi znaczną część odbieranych sygnałów, a także gdy widz stosuje jako źródło sygnałów magnetowid kasetowy nie wyregulowany lub wymagający oczyszczenia głowicy, względnie błędnie skierowaną antenę telewizji satelitarnej.

Znany odbiornik telewizyjny z przetwarzaniem nieliniowym sygnałów luminancji zawiera filtr do separacji złożonego wyjściowego sygnału wizyjnego na składową luminancji i składową chrominancji, procesor obrazowy mający wejście sygnału chrominancji do odbioru tej składowej chrominancji i wejście sygnału luminancji, dołączone poprzez procesor nieliniowy sygnałów luminancji, do odbioru składowej luminancji oraz wyjście dołączone do urządzenia wyświetlającego do odtwarzania obrazów o zwiększonych szczegółach przy poziomach sygnału luminancji określonych przez procesor nieliniowy sygnałów luminancji.

Odbiornik telewizyjny według wynalazku zawiera pierwszy układ połączony równolegle z procesorem nieliniowym sygnałów luminancji dla bocznikowania składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji względem procesora nieliniowego sygnałów luminancji i drugi układ dołączony do procesora nieliniowego sygnałów luminancji dla tłumienia składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji przetwarzanego przez procesor nieliniowy sygnałów luminancji.

Pierwszy układ zawiera filtr górnoprzepustowy o zadanej częstotliwości narożnej. Drugi układ zawiera filtr dolnoprzepustowy o częstotliwości narożnej zasadniczo równej zadanej częstotliwości narożnej filtru górnoprzepustowego..

Pierwszy układ zawiera kondensator dołączony do filtru górnoprzepustowego dla uwydatniania składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji bocznikowanego względem procesora nieliniowego sygnałów luminancji.

Procesor nieliniowy sygnałów luminancji zawiera pierwszy i drugi nieliniowe procesory połączone kaskadowo przez wzmacniacz tranzystorowy. Pierwszy nieliniowy procesor ma określoną impedancję wejściową, a drugi układ zawiera kondensator włączony pomiędzy układ obciążający i źródło potencjału odniesienia.

Pierwszy układ zawiera połączenie szeregowe rezystora i kondensatora, które jest włączone pomiędzy wejście procesora nieliniowego sygnałów luminancji i wejście obwodu sumującego sygnały, którego drugie wejście jest dołączone do wyjścia procesora nieliniowego synałów luminancji i wyjście jest dołączone do wejścia procesora obrazowego.

Odbiornik według wynalazku zawiera kondensator dołączony do pierwszego układu dla uwydatniania bocznikowych składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji.

Zaletą wynalazku jest pokonanie problemu niejednolitego obrazu przy zachowaniu przetwarzania nieliniowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w schemacie blokowym, częściowo w postaci ideowej znany odbiornik telewi4

167 747 zyjny wykorzystujący nieliniowe przetwarzanie sygnału luminancji z rozciąganiem czerni i rozciąganiem bieli, a fig. 2 - w schemacie blokowym, częściowo w postaci ideowej odbiornik według wynalazku.

Figura 1 przedstawia odbiornik telewizji kolorowej, który wykorzystuje nieliniowe przetwarzanie sygnału wizyjnego z rozciąganiem czerni i rozciąganiem bieli. Odbiornik 10 zawiera filtr 12 separacji sygnału chrominancji/luminancji do rozdzielania złożonego wejściowego sygnału wizyjnego SI, dostarczanego do niego ze źródła 14 sygnałów wizyjnych, na składową chrominancji Cl i składową luminancji Y1.

Odbiornik 10 zawiera ponadto procesor obrazowy 16 posiadający wejście sygnałów chrominancji do odbioru składowej chrominancji Cl i wejście sygnałów luminancji, dołączone poprzez procesor nieliniowy 20 sygnałów luminancji oznaczony linią przekreskowaną, do odbioru składowej luminancji Y1 dostarczanej przez filtr 12, po poddaniu jej nieliniowemu przetwarzaniu w jednostce 20 do postaci składowej luminancji Y2. Wyjście procesora obrazowego 16 jest dołączone do urządzenia wyświetlającego np. kineskopu 18 dla odtwarzania obrazów o zwiększonych szczegółów w zakresach poziomu sygnału luminancji, określonych przez procesor nieliniowy 20 sygnałów luminancji.

Procesor nieliniowy 20 zawiera połączenie kaskadowe procesora 22 sygnałów luminancji z rozciąganiem bieli oraz procesora 24 sygnałów luminancji z rozciąganiem czerni pomiędzy wyjściem składowej luminancji Y1 filtru 12 i wejściem składowej luminancji Y2 procesora obrazowego

16. Dla wyjaśnienia jest pokazany szczególny układ połączeń pomiędzy przetwarzaniem z rozciąganiem czerni i bieli, który zawiera rezystancyjny układ obciążający 30 służący jako obciążenie wyjściowe dla procesora 22 sygnałów luminancji z rozciąganiem bieli i wtórnik emiterowy 40 doprowadzający sygnał rozciągania bieli, występujący w wyjściowym węźle 32 układu obciążającego 30, do wejścia procesora 24 sygnałów luminancji z rozciąganiem czerni. Układ obciążający 30 zawiera rezystory R1 i R2 włączone pomiędzy węzeł 32 i źródło 34 dodatniego napięcia + V lub źródło potencjału odniesienia (np. masę). Wtórnik emiterowy 40 zawiera tranzystor npn Q1 w układzie o wspólnym emiterze, którego baza jest dołączona do węzła 32, kolektorjest dołączony do źródła 36 dodatniego napięcia + V i emiter jest dołączony do źródła potencjału odniesienia (np. masy), poprzez rezystor R3 obciążenia emiterowego, dołączony do wejścia procesora 24 sygnałów luminancji z rozciąganiem czerni.

Sygnał chrominancji Cl i nieliniowo przetworzony sygnał luminancji Y2 są przetwarzane przez procesor obrazowy 16 i odtwarzane w kineskopie 18 w postaci obrazów o poprawionych szczegółach w jaśniejszych i ciemniejszych obszarach w wyniku przetwarzania z rozciąganiem bieli i rozciąganiem czerni, realizowanym przez procesor nieliniowy 20. Szum, który może towarzyszyć wejściowemu sygnałowi wizyjnemu SI, jest wzmacniany w procesorze nieliniowym w „rozciąganych obszarach obrazu. To zjawisko szumu nie jest kłopotliwe, gdy sygnał wejściowy SI ma stosunkowo mały współczynnik sygnału do szumu, natomiast wzmacnianie szumu w obszarach „rozciąganego obrazu staje się widoczne jako obraz niejednolity w wyświetlanych obszarach rozciąganych o większych szumach niż inne obrazy.

Figura 2 przedstawia przykład wykonania odbiornika według wynalazkupokonującego problem niejednolitego obrazu przy przetwarzaniu nieliniowym poprzez szczególne połączenie dwóch układów. Pierwszy układ zawiera selektywny częstotliwościowo obwód bocznikujący 50 połączony równolegle z procesorem nieliniowym 20 sygnałów luminancji, który bocznikuje składowe wielkiej częstotliwości sygnału luminancji Y1 względem nieliniowego procesora 20 sygnałów luminancji. Drugi układ, opisany dalej, tłumi składowe wielkiej częstotliwości sygnału luminancji, przetworzonego przez procesor nieliniowy 20 sygnałów luminancji.

Obwód bocznikujący 50 zawiera obwód sumujący 52, którego pierwsze wejście odbiera nieliniowo przetworzony sygnał luminancji Y2 z procesora nieliniowego 20, drugie wejście odbiera sygnał luminancji Y1 z filtru górnoprzepustowego 54, a wyjście dostarcza do procesora obrazowego 16 sygnał luminancji Y2' stanowiący sumę odfiltrowanego górnoprzepustowo sygnału luminancji Y3 i przetworzonego nieliniowo sygnału luminancji Y2. Filtr górnoprzepustowy 54 zawiera połączenie szeregowe rezystora R4 i kondensatora C1. Dla przykładowych wartości elementów, pokazanych na rysunku, filtr ma częstotliwość „narożną około 680 kHz. Cechę korzystną wynalazku stanowi to, że rezystor R4 filtru górnoprzepustowego 54 może być częściowo bocznikowany przy wielkich częstotliwościach przez kondensator C2, który w połączeniu z rezystorem R4

167 747 zapewnia uwydatnianie częstotliwości w paśmie sygnału luminancji przy częstotliwości przykładowo 3,7 MHz. Kondensator C2 może być pominięty, jeżeli takie uwydatnianie częstotliwości nie jest wymagane.

Drugi układ, który tłumi składowe wielkiej częstotliwości sygnału luminancji przetwarzane przez procesor nieliniowy 20 zawiera kondensator C3 włączony pomiędzy węzeł 32 rezystancyjnego układu obciążającego 30 procesora 22 sygnałów luminancji z rozciąganiem bieli a masę, tworzący filtr dolnoprzepustowy w połączeniu z układem obciążającym 30. Wartość kondensatora C3 jest wybrana przy uwzględnieniu równoważnej rezystancji rezystorów R1 i R2 w celu zapewnienia częstotliwości narożnej filtru dolnoprzepustowego takiej samej jak częstotliwość narożna filtru górnoprzepustowego 54 w obwodzie bocznikującym 50.

Nieliniowemu przetwarzaniu z rozciąganiem bieli i rozciąganiem czerni są poddawane jedynie składowe małej cząstotliwości sygnału luminancji Y1 w związku z tłumieniem wielkich częstotliwości dostarczanych przez filtr dolnoprzepustowy R1, R2, C3 w procesorze nieliniowym 20 sygnałów luminancji. Sygnały o wielkich częstotliwościach, które nie są poddawane przetwarzaniu nieliniowemu, są bocznikowane względem procesora nieliniowego 20 przez obwód bocznikujący 50, przez co składowe wielkiej częstotliwości sygnału luminancji nie są poddawane zwiększonemu wzmocnieniu i są mniej zakłócone niż gdyby poddawane rozciąganiu.

Składowe szumu wielkiej częstotliwości są widoczne jako niejednorodny rozkład jaskrawości wyświetlanych obrazów, a efekt wzmocnienia szumu jest ograniczony tylko do składowych szumu małej częstotliwości. Przy częstotliwości narożnej dla obu filtrów około 550 kHz uzyskano współczynnik sygnału do szumu około 3,6 dB przy pracy układu rozciągania bieli i układu rozciągania czerni. Skutek widzialny jest wówczas nieco podobny do tego, gdy jest stosowany układ separujący. Wysokie poziomy rozciągania powodują wyższe poziomy współczynnika sygnału do szumu czyli mniejsze obniżenie współczynnika sygnału do szumu przez układy rozciągania.

Opisany odbiornik telewizyjny o poprawionych szczegółach w jasnych i ciemnych obszarach obrazu zmniejsza niejednorodny rozkład zakłóceń. Filtry mogą wykorzystywać elementy rezystancyjno-indukcyjne (RL) zamiast elementów rezystancyjno-pojemnościowych (RC) w odbiornikach wykorzystujących przetwarzanie cyfrowe. Filtracja dolnoprzepustowy może poprzedzać całe przetwarzanie nieliniowe, inaczej niż w przykładowym wykonaniu. Zaletą przedstawionej filtracji pomiędzy układami rozciągania bieli i czerni jest to, że filtr dolnoprzepustowy można utworzyć przez zwykłe dodanie jednego kondensatora do istniejących układów odbiornika.

L *>__ J

FIG. 1

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Odbiornik telewizyjny z procesorem nieliniowym sygnałów luminancji zawierający filtr do separacji złożonego wyjściowego sygnału wizyjnego na składową luminancji i składową chrominancji, procesor obrazowy mający wejście sygnału chrominancji do odbioru tej składowej chrominancji i wejście sygnału luminancji, dołączone poprzez procesor nieliniowy sygnałów luminancji, do odbioru składowej luminancji oraz wyjście dołączone do urządzenia wyświetlającego do odtwarzania obrazów o zwiększonych szczegółach przy poziomach sygnału luminancji określonych przez procesor nieliniowy sygnałów luminancji, znamienny tym, że zawiera pierwszy układ (50) połączony równolegle z procesorem nieliniowym (20) sygnałów luminancji dla bocznikowania składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji względem procesora nieliniowego (20) sygnałów luminacji i drugi układ (R1, R2, C3) dołączony do procesora nieliniowego (20) sygnałów luminancji dla tłumienia składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji przetwarzanego przez procesor nieliniowy (20) sygnałów luminancji.
2. 2. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy układ (50) zawiera filtr górnoprzepustowy (54) o zadanej częstotliwości narożnej, a drugi układ zawiera filtr dolnoprzepustowy (30, C3) o częstotliwości narożnej zasadniczo równej zadanej częstotliwości narożnej filtru górnoprzepustowego (54).
3. 3. Odbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwszy układ (50) zawiera kondensator (C2) dołączony do filtru górnoprzepustowego (54) dla uwydatniania składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji bocznikowanego względem procesora nieliniowego (20) sygnałów luminancji.
4. 4. Odbiornik według zastrz. 3, znamienny tym, że procesor nieliniowy (20) sygnałów luminancji zawiera pierwszy i drugi nieliniowe procesory (22, 24) połączone kaskadowo przez wzmacniacz tranzystorowy (Q1), pierwszy nieliniowy procesor (22) ma określoną impedancję wejściową, a kondensator (C3) jest włączony pomiędzy układ obciążający (30) i źródło potencjału odniesienia.
5. 5. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy układ (50) zawiera połączenie szeregowe rezystora (R4) i kondensatora (Cl), które jest włączone pomiędzy wejście procesora nieliniowego (20) sygnałów luminancji i wejście obwodu sumującego (52) sygnały, którego drugie wejście jest dołączone do wyjścia procesora nieliniowego (20) sygnałów luminancji i wyjście jest dołączone do wejścia procesora obrazowego (16).
6. 6. Odbiornik według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera kondensator (C2) dołączony do pierwszego układu (50) dla uwydatniania bocznikowanych składowych wielkiej częstotliwości sygnału luminancji.