RU2013026C1

RU2013026C1 - Device for separation of brightness and chromaticity signals in secam system decoder

Info

Publication number: RU2013026C1
Authority: RU
Inventors: В.Т. Басий; О.В. Гофайзен; Ю.Р. Дидыч; Т.Д. Крюкова; Ю.А. Медведев; В.В. Скопенко
Original assignee: Басий Валерий Тимофеевич; Гофайзен Олег Викторович; Дидыч Юрий Романович; Крюкова Татьяна Дмитриевна; Медведев Юрий Андреевич; Скопенко Виталий Викторович
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: television equipment. SUBSTANCE: device is meant for design of decoders of SECAM system. It includes delay line 1, subtracter 2, three band-pass filters 3, 11, 14, frequency discriminator 4, demodulator 5, three mixers 6, 10, 13, differentiating unit 7, time interval-to-amplitude converter 8, two retunable low-pass filters 9, 12. EFFECT: improved quality of separation of brightness and chromaticity signals with large swings of color-differentiating signals. 1 dwg

Description

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано при построении декодирующих устройств системы СЕКАМ. The invention relates to television technology and can be used in the construction of decoding devices of the SECAM system.

Известны устройства разделения сигналов яркости и цветности, построенные на основе режекторных фильтров. Known devices for separating luminance and color signals based on notch filters.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство разделения сигналов яркости и цветности, содержащее полосовой фильтр, с помощью которого из полного видеосигнала выделяется сигнал цветности, частотный детектор, на выходе которого формируются цветоразностные сигналы, поступающие на реактивный каскад, управляющий частотой узкополосного следящего полосового фильтра, выделяющего из полного видеосигнала участок спектра вблизи поднесущей, затем выделенный сигнал вычитается из полного видеосигнала. The closest in technical essence to the proposed device is selected as a prototype device for separating luminance and color signals, containing a band-pass filter, with which a color signal, a frequency detector, at the output of which color-difference signals are fed to the reactive cascade, are generated from the full video signal frequency of a narrow-band servo bandpass filter that extracts from the full video signal a portion of the spectrum near the subcarrier, then the extracted signal is subtracted It is from the full video signal.

Однако с уменьшением полосы пропускания следящего полосового фильтра увеличивается его инерционность и фильтр не успевает следить за быстрыми изменениями частоты поднесущей на цветовых переходах, что ухудшает горизонтальную четкость телевизионного изображения. However, with a decrease in the passband of the tracking bandpass filter, its inertia increases and the filter does not have time to monitor the fast changes in the subcarrier frequency at color transitions, which worsens the horizontal definition of the television image.

Цель изобретения - уменьшение искажений яркости и цветности. The purpose of the invention is the reduction of distortion of brightness and color.

Это достигается тем, что в устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ, содержащее последовательно соединенные линию задержки, вход которой является входом устройства, и блок вычитания, выход которого является выходом сигнала яркости и последовательно соединенные первый полосовой фильтр, вход которого соединен с входом линии задержки, и частотный детектор, введены демодулятор, вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, последовательно соединенные первый смеситель, первый вход которого соединен с выходом первого полосового фильтра, первый перестраиваемый фильтр нижних частот (ФНЧ) и второй смеситель, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания через второй полосовой фильтр, последовательно соединенные второй перестраиваемый ФНЧ, вход которого соединен с выходом первого смесителя, третий смеситель и третий полосовой фильтр, выход которого является выходом сигнала цветности и последовательно соединенные блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом частотного детектора и преобразователь временного интервала в амплитуду, два выхода которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго перестраиваемых ФНЧ, а управляющие входы первого, второго и третьего смесителей соединены с выходом демодулятора. This is achieved by the fact that in the device for separating luminance and color signals in the SECAM system decoder, containing a delay line connected in series, the input of which is the device input, and a subtraction unit, the output of which is the brightness signal output and the first bandpass filter connected in series with the input a delay line input, and a frequency detector, a demodulator is introduced, the input of which is connected to the output of the first bandpass filter, the first mixer is connected in series, the first input of which connected to the output of the first band-pass filter, the first tunable low-pass filter (LPF) and a second mixer, the output of which is connected to the second input of the subtraction unit through a second band-pass filter, the second tunable LPF in series, the input of which is connected to the output of the first mixer, the third mixer and the third a band-pass filter, the output of which is the output of the color signal and series-connected differentiation unit, the input of which is connected to the output of the frequency detector and the time converter interval in amplitude, the two outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first and second tunable low-pass filters, and the control inputs of the first, second and third mixers are connected to the output of the demodulator.

Устройство разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ содержит линию 1 задержки, блок 2 вычитания, первый 3, второй 11, третий 14 полосовые фильтры, частотный детектор 4, демодулятор 5, первый 6, второй 10 и третий 13 смесители, блок дифференцирования 7, преобразователь 8 временного интервала в амплитуду, первый 9 и второй 12 перестраиваемые фильтры нижних частот. Демодулятор 5 может быть выполнен в виде амплитудного ограничителя или фазового детектора и фазомодулированного генератора, на выходе которого присутствует входной сигнал без амплитудной модуляции. Смесители 6, 10, 13 могут быть построены на основе балансного модулятора. The device for separating luminance and color signals in the SECAM system decoder contains a delay line 1, a subtraction unit 2, a first 3, a second 11, a third 14 band pass filters, a frequency detector 4, a demodulator 5, a first 6, a second 10 and a third 13 mixers, a differentiation unit 7 , a converter 8 of the time interval into amplitude, the first 9 and second 12 tunable low-pass filters. The demodulator 5 can be made in the form of an amplitude limiter or phase detector and a phase-modulated generator, at the output of which there is an input signal without amplitude modulation. Mixers 6, 10, 13 can be built on the basis of a balanced modulator.

Преобразователь 8 временного интервала в амплитуду может быть построен на основе нелинейных элементов: диодов, транзисторов или на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП), двух постоянных запоминающих устройства (ПЗУ), двух цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). The converter 8 of the time interval into amplitude can be built on the basis of nonlinear elements: diodes, transistors, or on the basis of an analog-to-digital converter (ADC), two read-only memory devices (ROM), two digital-to-analog converters (DACs).

Перестраиваемые ФНЧ 9, 12 могут быть построены на основе нерекурсивного адаптивного фильтра с перестраиваемыми весовыми коэффициентами. Tunable low-pass filters 9, 12 can be constructed on the basis of a non-recursive adaptive filter with tunable weighting factors.

Вход устройства разделения сигналов яркости и цветности в декодере системы СЕКАМ является входом линии 1 задержки и первого полосового фильтра 3, выход которого соединен с входами частотного детектора 4, демодулятором 5 и первым входом первого смесителя 6, второй вход которого соединен с вторыми входами второго 10 и четвертого 13 смесителей и выходом демодулятора 5. Выход частотного детектора 4 соединен с входом блока 7 дифференцирования, выход которой соединен с входом преобразователя 8 временного интервала в амплитуду, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого 9 и второго 12 перестраиваемых ФНЧ. Первый вход первого перестраиваемого ФНЧ 9 соединен с выходом первого смесителя 6 и первым входом второго перестраиваемого ФНЧ 12, а выход соединен с первым входом второго смесителя 10, выход которого соединен с входом второго полосового фильтра 11. Выход второго полосового фильтра 11 соединен с вторым входом блока 2 вычитания, первый вход которого соединен с выходом линии 1 задержки. Выход блока 2 вычитания является выходом сигнала яркости. Выход второго перестраиваемого ФНЧ 12 соединен с первым входом третьего смесителя 13, выход которого соединен с входом третьего полосового фильтра 14, выход которого является выходом сигнала цветности. The input of the separation device for luminance and color signals in the decoder of the SECAM system is the input of the delay line 1 and the first bandpass filter 3, the output of which is connected to the inputs of the frequency detector 4, demodulator 5 and the first input of the first mixer 6, the second input of which is connected to the second inputs of the second 10 and the fourth 13 mixers and the output of the demodulator 5. The output of the frequency detector 4 is connected to the input of the differentiation unit 7, the output of which is connected to the input of the converter 8 of the time interval in amplitude, the first and second output which are respectively connected to second inputs of the first 9 and the second tunable lowpass filter 12. The first input of the first tunable low-pass filter 9 is connected to the output of the first mixer 6 and the first input of the second tunable low-pass filter 12, and the output is connected to the first input of the second mixer 10, the output of which is connected to the input of the second band-pass filter 11. The output of the second band-pass filter 11 is connected to the second input of the block 2 subtraction, the first input of which is connected to the output of the delay line 1. The output of the subtraction unit 2 is the output of the luminance signal. The output of the second tunable low-pass filter 12 is connected to the first input of the third mixer 13, the output of which is connected to the input of the third band-pass filter 14, the output of which is the output of the color signal.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На вход устройства поступает полый видеосигнал. Первый полосовой фильтр 3 выделяет из него участок спектра, содержащий сигнал цветности и высокочастотные составляющие сигнала яркости. Сигнал цветности поступает на демодулятор 5, который формирует сигнал цветности без амплитудной модуляции. В первом смесителе 6 происходит перенос частоты сигналов, поступающих с выхода первого полосового фильтра 3, на частоту, поступающую с выхода демодулятора 5. Сигналы низкой частоты с выхода первого смесителя 6 поступают соответственно на входы первого 9 и второго перестраиваемых ФНЧ, полосы пропускания которых регулируются сигналами, поступающими соответственно с первого и второго выхода преобразователя временного интервала в амплитуду 8, на вход которого поступают сигналы цветовых переходов, выделенные в частотном детекторе 4 и блоке 7 дифференцирования. Законы нелинейных преобразований входных сигналов для первого и второго выхода преобразователя временного интервала в амплитуду 8 могут устанавливаться экспериментально и различаться между собой. Сигнал с выхода первого перестраиваемого ФНЧ 9 поступает на второй смеситель 1, где происходит перенос частоты этого сигнала в обратном направлении. Сигналы с выхода второго смесителя 10 поступают на вход второго полосового фильтра 11, который отфильтровывает зеркальные составляющие сигнала, полученные вследствие переноса центральной частоты, и на выходе второго полосового фильтра 11 получаем сигнал цветности. A hollow video signal is input to the device. The first band-pass filter 3 extracts from it a portion of the spectrum containing a color signal and high-frequency components of the luminance signal. The color signal is supplied to the demodulator 5, which generates a color signal without amplitude modulation. In the first mixer 6, the frequency of the signals coming from the output of the first band-pass filter 3 is transferred to the frequency coming from the output of the demodulator 5. The low-frequency signals from the output of the first mixer 6 go respectively to the inputs of the first 9 and second tunable low-pass filters, the passband of which is regulated by the signals coming respectively from the first and second output of the converter of the time interval into the amplitude of 8, the input of which receives the color transition signals allocated in the frequency detector 4 and block 7 d fferentsirovaniya. The laws of nonlinear transformations of the input signals for the first and second output of the converter of the time interval into amplitude 8 can be established experimentally and differ from each other. The signal from the output of the first tunable low-pass filter 9 is fed to the second mixer 1, where the frequency of this signal is transferred in the opposite direction. The signals from the output of the second mixer 10 are fed to the input of the second band-pass filter 11, which filters out the mirror components of the signal obtained as a result of the central frequency transfer, and we obtain a color signal at the output of the second band-pass filter 11.

Сигнал цветности поступает на второй вход блока 2 вычитания, в котором происходит вычитание сигналов цветности из полного видеосигнала. Линия 1 задержки компенсирует задержку сигналов цветности. На выходе блока 2 вычитания получаем сигнал яркости. The color signal is fed to the second input of the subtraction unit 2, in which the color signals are subtracted from the full video signal. The delay line 1 compensates for the delay of the color signals. At the output of the subtraction block 2, we obtain a brightness signal.

Сигнал с выхода второго перестраиваемого ФНЧ 12 поступает на третий смеситель 13, где происходит перенос частоты этого сигнала в обратном направлении. Сигналы с выхода смесителя 13 поступают на вход полосового фильтра 14, который отфильтровывает зеркальные составляющие сигнала, полученные вследствие переноса центральной частоты, и на выходе третьего полосового фильтра 14 получаем сигнал цветности, предназначенный для дальнейшего детектирования в декодере СЕКАМ. The signal from the output of the second tunable low-pass filter 12 is fed to the third mixer 13, where the frequency of this signal is transferred in the opposite direction. The signals from the output of the mixer 13 are fed to the input of the band-pass filter 14, which filters out the mirror components of the signal obtained by transferring the center frequency, and at the output of the third band-pass filter 14 we obtain a color signal intended for further detection in the SECAM decoder.

Нелинейная зависимость изменения добротности первого перестраиваемого ФНЧ 9 от изменения частоты цветовой поднесущей вызвана тем, что чем больше размах скачком частоты, тем более широкая полоса частот требуется для эффективной режекции цветовой поднесущей, т. к. при этом расширяется полоса частот спектра ЧМ сигнала цветности. Эта зависимость в общем случае нелинейна и определяется экспериментально. The nonlinear dependence of the change in the quality factor of the first tunable low-pass filter 9 on the change in the frequency of the color subcarrier is caused by the fact that the larger the span of the frequency jump, the wider the frequency band is required for effective rejection of the color subcarrier, since the frequency band of the spectrum of the FM color signal expands. This dependence is generally non-linear and is determined experimentally.

Нелинейная зависимость изменения добротности второго перестраиваемого ФНЧ 12 от изменения частоты цветовой поднесущей вызвана тем, что при малых и средних размахах скачков цветоразностных сигналов на частотный детектор в декодере СЕКАМ должен поступать сигнал цветовой поднесущий, содержащий незначительную часть высокочастотных составляющих сигнала яркости. Это позволяет защитить детектор от шумов, т. е. добротность должна изменяться незначительно. The nonlinear dependence of the change in the quality factor of the second tunable low-pass filter 12 on the change in the frequency of the color subcarrier is caused by the fact that, at small and medium ranges of jumps in color difference signals, a color subcarrier containing a small part of the high-frequency components of the luminance signal should be received at the SECAM decoder. This allows you to protect the detector from noise, i.e., the quality factor should vary slightly.

При больших размахах цветоразностных сигналов, когда сигнал цветности обладает широким спектром, на частотный детектор в декодере СЕКАМ должен поступать широкополосный сигнал цветности, обеспечивающий сохранение фронтов детектированных цветоразностных сигналов. Это обеспечит полную цветовую четкость. Таким образом, добротность перестраиваемого ФНЧ 12 должна изменяться значительно. For large ranges of color difference signals, when a color signal has a wide spectrum, a broadband color signal must be supplied to the frequency detector in the SECAM decoder, which ensures the preservation of the fronts of the detected color difference signals. This will provide full color clarity. Thus, the quality factor of the tunable low-pass filter 12 should vary significantly.

Применение предлагаемого устройства позволяет устранить недостатки в работе прототипа и улучшить качество разделения сигналов яркости и цветности, что в конечном результате повысит качество ТВ изображения. (56) Патент НРБ N 17931, кл. Н 01 N 9/78, 1974. The application of the proposed device can eliminate the shortcomings in the work of the prototype and improve the quality of separation of luminance and color signals, which in the end result will increase the quality of the TV image. (56) Patent NRB N 17931, cl. H 01 N 9/78, 1974.

Claims

DEVICE FOR SEPARATION OF BRIGHTNESS AND COLOR SIGNALS IN THE SECAM SYSTEM DECODER, containing a delay line connected in series, the input of which is the input of the device, and a subtraction unit, the output of which is the output of the luminance signal, and a series-connected first pass filter, the input of which is connected to the input of the delay line, and frequency detector, characterized in that, in order to reduce the distortion of brightness and color, introduced a demodulator, the input of which is connected to the output of the first band-pass filter, sequentially The first mixer, the first input of which is connected to the output of the first band-pass filter, the first tunable low-pass filter (LPF) and the second mixer, the output of which is connected to the second input of the subtraction unit through the second band-pass filter, are connected in series to the second tunable low-pass filter, the input of which is connected to the output the first mixer, the third mixer and the third band-pass filter, the output of which is the output of the color signal, and series-connected differentiation unit, the input of which is connected to the output ohm of the frequency detector, and a time interval to amplitude converter, the two outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first and second tunable low-pass filters, and the control inputs of the first, second, and third mixers are connected to the output of the demodulator.