DE2053513A1

DE2053513A1 - Verfahren und Anordnung zur Erhöhung der Auflösung in einem Farbfernsehbild in Vertikalrichtung

Info

Publication number: DE2053513A1
Application number: DE19702053513
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6100 Darmstadt Illetschko
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1970-10-31
Filing date: 1970-10-31
Publication date: 1972-05-04
Also published as: NL7114941A; DE2053513C3; FR2111975A1; DE2053513B2; GB1326474A; US3798353A; FR2111975B1

Description

STFERNSEH GMBH

Ul.-Nr. 1408/70 · TLI/Gr/Mü

29.10.1970

P EUNS E II G M Ii II , 61 Dannstadt, Am Alten Bahnhof 6

Vorfahren und Anordnung zur Erhöhung der Auflösung in einem Farbfornsohbild in Vortilcalriohtung

Dio Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erhöhung der Auflösung in Vertikalrichtung in. einem Farbfernsehbild, insbosondore zur Vermeidung dos Auflösungsvorlustes, der durch lineare Zusammensetzung des um eine oder mehrere Zeilonporiodon vorzögorten und dos unvorzögorten Farbbildsignals zur Trennung dos Leuchtdichte- und des Farbartsignals dos Farbbildsignals vorursacht wird.

Dio Aufspaltung eines Farbbildsignals in das Leuchtdichtesignal und das Farbartsignal durch lineare Zusammensetzung des um eine odor mohrore Zoilonporioden verzögerten und des unverzögerton Farbbildsignals mittels sogenannter Kammfiltor ergibt eine Trennung zwischon Leuchtdichte- und Farbartsignal im gesamten Frequenzbereich dos Farbbildsignals. Dieser vorteilhaften Eigenschaft der Kammfilter steht der Nachteil gegenüber, daß infolge dor Zusammensetzung des Louchtdichtosignals aus einem verzögorton und oinom unverzögorten Farbbildsignal eine Bildunschärfo in vortikalor IUohtung auftritt.

Man hat dahor bishor oino froquonzmäßige Aufspaltung dos Farbfernsohsignals in oinen höhorfroquonton Anteil im Boroich dos Farbartsignals und einen niederfrequenten Leuehtdichtosignalantoil bovorzugt angewendet und don damit verbundenen Auflösungsvorlust in Horizontalriohtung und das Übersprechen dor__O-

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hohorfrequonten Leuohtdiohteslgnalantoile in das Farbartsignal in Kauf genommen.

üio Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß aus dem Farbartsignal odor dessen Komponenten eines Kammfiltors ein Korrektursignal abgoloitot werden kann, welches den Auflösungsvorlust 'in Vortikalrichtung einos Farbfernsohbildos beseitigt.

Hoi oinom Vorfahren zur Erhöhung dor Auflösung in Vortikalrichtung oines Farbfornsehbildos, insbosondoro zur Vormoidung dos Auflösungsverlustes, der durch lineare Zusammensetzung dos um oino odor mohrere Zeilenperioden verzögerten und dos unverzögerton Farbbildsignals verursacht wird, worden erfindungsgemäß die bei der linearen Zusammensetzung bei unterschiedlichem Signalinhalt in aufeinanderfolgenden Zeilonperioden auftretenden vertikalen Leuchtdichtesignalanteile nach Entfernung der Farbartsignalanteile dom Leuchtdichtesignal als Korrektursignal zugesetzt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist bei den derzeit eingeführten Farbfernsehsystemen anwondbar, bei welchen das Farbbildsignal aus einem Leuchtdichtesignal und einem trägerfrequonton Farbartsignal gebildet ist, welches dom Leuohtdichtesignal additiv überlagert ist, und der Farbträgor derart gewählt ist, daß die Spektrallinien des einen Signalanteils in die Lücken zwischen die Spektrallinien des anderen Signalanteils fallen, und die Tronnung zwischen Leuchtdichte- und Farbartsignal mittels eines Kammfilters erfolgt. Von besonderer Dodoutung ist das orfindungsgomäßo Verfahren beim PAL-Farbfernsehsystora, boi welchem zur Tronnung zwischen Leuchtdichte- und Farbartsignal ein Kammfilter mit einer Verzögerung von zwei Zoilonporiodon dos Farbbildsignals erforderlich ist und daher ein erheblicher Auflösungsverlust in Vortikalriohtung auftritt.

Diο Erfindung soll nunmehr anhand dor boigegebenon Figuren,

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wolclio Schultuugsunordnungon zur Ausübung des erfindungsgomüiJon Vorfnlirons darstollen, erläutert worden. Es zeigen:

Figur 1 dia grundsatzliche Schaltungsanordnung zur Ausübung do 8 or findung s go malic η Verfahrens für ein NTSC-Farbbildsignal,

Figur 2 dio Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Figur i boim Auftreten eines vertikalfrequenten Signalspruugos,

Figur 3 die grundsätzliche Schaltungsanordnung für ein PAL-Farbbildsigiinl,

Figur 4 die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Figur 3,

Figur 5, β u. 7 praktisch ausgeführte Schaltungsanordnungen für oiii PAL-Farbbildsignal,

Figur 8, 9 u. 10 dioⁿdon Schaltungsanordnungen nach Figuren 5, Gu. 7 boi einem vertikalfrequenten Signalsprung nuftretendon Signalformen zur Erklärung der Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnungen.

In Figur i wird das der Anordnung zugoführte Farbbildsignal FBAS dor NTSC-Norm in der Verzögerungseinrichtung 1 um eine Zeilenporiode II verzögert und das vorzögerte Farbbildsignal mit dem unvorzögerton Farbbildsignal in den Einrichtungen 3 und 4 subtraktiv und additiv zusammengesetzt. Aus der Differenz des verzögerten und des unvorzögerten Signals erhält man das Farbartsignal mit doppelter Amplitude 2Cr; die Summe der beiden Signale stellt das Leuchtdichtosignal mit doppelter Amplitude 2Y dar.

Figur 2 zeigt das Vorhalten dieser soweit bekannten Schaltungsanordnung boim Auftreten eines vertikalfrequenten Signalsprungs. Diosor orschoint gegenüber dom unverzögerten Signal A₁ am Eingang der Schaltungsanordnung am Ausgang dor Verzögerungseinrichtung 1 um eine Zoiloiipcriode II verzögert (B₁). Man erkennt aus Figur 2, daü das durch Addition der beiden Signale A₁ und D₁ gebildete Louchtdichtesignal mit doppelter Amplitude sich aus zwei um eine Zeilenperiode zeitlich versetzten Anteile zusammensetzt, daß also dor Signalspriaig um eine Zeilenperiode verbreitert ist, was einem Auflösungsverlust in Vertikalrichtung entspricht. - 4 -

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Um diosGii Integrationsvorlust zu vermoiden, wird der beim Auftreten eines vertikalfrequenten Signalsprungos im Farbartsignal entstehende niederfrequente Leuchtdichtesignalantoil mittels einos Tiefpassos 5 dom Differonzsignal D. entnommen und dem Louchtdichtesignal C^ in der Addierstufe 12 als Korrektursignal K zugesetzt. Vfie aus Figur 2 zu ersehen ist, wird dadurch der Intogrationsverlust im Leuchtdichtesignal kompensiert und im Louchtdichtesignal 2Y_K tritt der Signalsprung zur gleichen Zeit und mit gleicher Flankensteilheit auf wie der Signalsprung im Eingangssignal A,.

Figur 3 zeigt die entsprechende Schaltungsanordnung wie nach Figur 1 für ein PAL-Farbbildsignal. Da bei diesem infolge der zeilenweise wechselnden Phasenlage des Farbartsignals und dem angewendeten Farbträgeroffset in den Lücken zwischen den Spektrallinien des Louchtdiohtesignals je zwei Spektrallinien des Farbartsignals im Abstand einor Viertelzeilenperiode von den benachbarten Spektrallinien des Leuchtdichtesignals auftreten^ ist zur Gewinnung des Leuchtdichte- und des Farbartsignals durch Addition und Subtraktion des unverz'dgerten und des verzögerten Farbbildsignals eine Verzögerung um zwei Zeilenperioden 211 erforderlich.

Wie Figur 4 zeigt, erstreckt sich der Signalsprung C₂ im Leuchtdichtesignal nunmehr über zwei Zeilenperioden, was einen entsprechend großen Integrationsverlust zur Folge hat. Dieser läßt sich in gleicher Weise wie in der Schaltungsanordnung in Figur durch Ilinzufügung in der Addierstufe 6 des im Farbartsignal enthaltenen niederfrequenten Leuchtdichtesignalanteils zum Suuunensignal vermoiden.

Figur 5 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein praktisch ausgeführtes Kammfilter für ein PAL-Farbbildsignal·. Die für dieses erforderliche Verzögerung um insgesamt zwei Zoilonporioden erfolgt hier in zwei Stufen mit je einer Zeilonperiode. In der ersten Verzögerungsleitung 1 mit Zeilen-

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dauer wird das Farbbildsignal FMS um eine Zeilenperiode verzögert, und das Differonz- und das Sumraonsignal in der Subtraktionsstufo 3 und der Addiorstufo 4 gebildet. Figur 8 zeigt wieder die daboi auftretenden Signalformen eines vertikalen Signnlsprungos A₃ am Eingang dor Schaltungsanordnung; B₃ ist das um eine Zoilonporiodo verzögerte Signal, C_Q das Suiiunensignal und D₃ das üifferonzsignal. Dieses wird in der Verzögerungsleitung 6 um eino weitere Zeilenperiode vorzögert; es entsteht das Signal E₃. Durch Differenzbildung der Signale C₃ und E₃ in der Subtraktionsstufe 7 entsteht das Leuchtdichtesignal 2Y, das sich wieder aus zwei um zwei Zeilenperioden gegeneinander verschobenen Anteilen zusammensetzt. Durch Summenbildung'der Signale D₀ und E₃ der Addierstufe 8 entsteht das Farbartsignal mit doppelter Amplitude 2Cr. Die im Farbartsignal beim Auftreten eines vertikalen Signalsprunges enthaltenen niederfrequenten Leuchtdichtosignalkomponenten werden wieder durch einen Tiefpaß 5 abgetrennt und bilden das Korrektursignal, das in einer Addierstufe 10 dem Leuchtdichtesignal zugesetzt wird. Man erhält auf diese Weise ein korrigiertes Leuchtdichtesignal 2Y, in welchem der Signalsprung bezüglich seiner zeitlichen Lage und Form dem Signalsprung A₃ im Eingangssignal entspricht.

Don Schaltungsanordnungon nach den Figuren 1, 3 und 5 ist gemeinsam, daß das Korrektursignal aus dem Farbartsignal durch Bandbegrenzung mittels des Tiefpasses 5 abgeleitet und dom Leuchtdichtesignal zugesetzt ist. Der Signalsprung im korrigierten j Leuchtdichtesignal weist dann, wfe schon erwähnt, etwa die gleiche, zoitlicho Lage und die gleiche Form wie der Signalsprung im ursprünglichen Farbbildsignal auf.

Uoi den Schaltungsanordnungen nach den Figuren G und 7 ist dies nurmohr zum Teil der Fall. Es erfolgt auch hier eino vollständige Kompensation dos durch die Zusammensetzung des Leuchtdichtosignals aus Signalanteilen mit verschiedener zeitlicher Lage vorursaohton Auflösungsverlust in Vertikalrichtung im Leuchtdichtosignal. Der Signalsprung ist jedoch um eine Zoilonporiodo gegen-

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iibor dom Signalai>rung im ursprünglichen Farbbildsignal versetzt. lHos ermöglicht durch Überkompensation dos Intogrationsvorlustos oino zusätzliche Erhöhung der Auflösung in Vertikalrichtung von aus andoren Gründon entstehenden Auflösungsverlustes im Farbbildsignal, eine Maßnahme, die als vertikale Aperturkorrektur bekannt ist; dies wird im Folgenden noch näher erläutert.

Bio Schaltungsanordnung nach Figur 6 entspricht bezüglich der Bildung des Leuchtdichtesignals und dos unkorrigierten Farbartsignals weitgehend der Schaltungsanordnung nach Figur 5, wie aus dem Vergleich der beiden Schaltungsanordnungen und der Figuren 8 und 9 hervorgeht. Im Gegensatz zu Figur 5 wird jedoch das Korrektursignal nicht aus dem durch Summenbildung des DifXorenzsignals D₄ und deö um eine weitere Zeilenperiode verzögerten Differenzsignals E₄ gebildeten Farbartsignal abgeleitet, sondorn aus der Differenz der beiden genannten Signale D₄ und E₄, die in der Subtraktionsstufe 11 gebildet wird.

Figur 9 zeigt die dabei entstehenden Signalformen. Im Differen'z-

ignal E₄ und U₄ tritt der Signalsprung mit doppäter Amplitude wie im !eingangssignal, jedoch um eine Zeilenperiode gegenüber die sem verzögert auf . Das mittels des Tiefpasses aus diesem Differenzsignal abgeleitete Korrektursignal K hat die gleiche Form. Wird das Signal K dem unkorrigiorten Leuchtdichtesignal 2Y »inzugofügt, so ist in dem korrigierten Signal, wie aus Figur 9 lervorgoht, der Signalsprung ebenfalls um eine Zeilenperiode gegenüber dem Signalsprung im ursprünglichen Farbbildsignal verzögert. Das korrigierte Leuchtdichtesignal zeigt jedoch das

loich'e Spannungsvorhalten wie das Eingangssignal. Duron die Verzögerung des korrigierten Leuchtdichtesignals gegenüber dem ,ouclitdichtesignalanteil am Eingang der Schaltung entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Laufzeitspannung des Leuohtdichtosignals an das Farbartsignal.

j]in weiterer Vorteil besteht, wie schon erwähnt, darin, daß man boi Vergrößerung der Amplitude des Korrektursignals gegenüber

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dor zur Kompensation dos Intogrationsverlustos durch die Signalvorzögorung orfordorlichen Größe zusätzlich einen vorbossorton Schärfooindruck in vertikaler Richtung erhalten kann. Um diese Liborkompensation wahlweise einstellen zu können, ist in der Schaltungsanordnung nach Figur 6 in den Weg des Korroktursignals oino Einstollmöglichkeit 12 für die Amplitude dos dom unkorrigiorton Louchtdiohtesignal in der Addierstufe 10 zugesetzten Korrektursignals vorgesehen.

Figur 7 zoigt schließlich eine etwas anders aufgebaute Schaltungsanordnung oinos Kainmfilters für oin PAL-Farbbildsignal mit einer Korrektureinrichtung nach dom erfindungsgemäßen Verfahren. Ähnlich wie boi der prinzipiellen Schalimgsanordnung nach Figur 3 wird das der Anordnung zugeführte PAL-Farbbildsignal um zwoi Zoilonporiodon verzögert. Durch Addition und Subtraktion dioses vorzögerten und des unverzögorten Farbbildsignals in der Addierstufe 24 und der Subtraktionsstufe 23 werden das Louchtdichtosignal und das Farbartsignal mit doppelter Amplitude gebildet.

Figur 10 zoigt die dabei entstehenden Signalformen. Die Verzögerung um doppolte Zeilendauer erfolgt in zwei Stufen durch zwoi in Serie geschaltete Verzögerungsglieder 21 und 22 mit einer Vorzögorungsdauor von je einer Zeilenperiode. Das Korrektursignal wird aus dem einfach und zweifach verzögerten und dem unvorzögorten Farbbildsignal folgonderweise abgeleitet: In den Subtraktionsstufen 25 und 26 wird einerseits die Differenz dos um oino Zeilenperiode verzögerten und des unverzögerton Farbbildsignals und andererseits die Differenz des um zwoi Zoilenporioden und des um eine Zeilenperiode verzögerten Farbbildsignals gebildet. Es entstehen die üifferenzsignale D,- und D,. Aus dioson Differonzsignalen wird in der Addierstufe 27 das Suiiiinonsignal D_r und D_n gebildet, das die in Figur 10 dargostollto Form aufweist. Durch Bandbegrenzung mittels dos Tiofpassos 28 entsteht aus diesem Summensignal das Korroktursignal K, das, gogebenenfalls über eine Einrichtung 31 zur

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Veränderung seiner Amplitude, dem Louohtdichtosignal in der Addiorstufo 30 zugesetzt wird.

Wird koine Üborkompensation zur Korrektur zusätzlicher Auflösungsvorlusto in Vertikalrichtung genötigt, so könnon dio Ainplitudonroglor 12 und 31 in den Figuren 6 und 7 entfallen.

Dio vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen sind lediglich Ausführungsbeispiele zur Erläuterung und praktischen Durchführung dos orfindungsgemäßon Verfahrens. Dieses kann auch in andoror V/oise durch im Rahmen des fachmännischen Könnens liegende Anordnungen ausgeübt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorfahren zur Erhöhung der Auflösung in Vertikalrichtung eines Farbfornsohbildos, insbesondere zur Vermeidung des Auflösungsvorlustos, der durch lineare Zusammensetzung des um eine oder mohrore Zoilenporioden verzögerten und des unverzögerten Farbbildsignals zur Tronnung des Leuchtdichte- und des Farbartr. signals des Farbbildsignals vorursacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die bei unterschiedlichem Signalinhalt in aufeinanderfolgenden Zoilenporioden auftretenden vertikal-Xrequenten Leuchtdiohtesignalantoilo nach Entfernung der Farbartsignalanteile dom Louchtdichtesignal als Korrektursignal zugesetzt werden.

2. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Korroktursignal dem Farbartsignal durch Bandbegrenzung entnommon wird.

3. Vorfahren nach Anspruch 2 für Farbbildsignale nach dem NTSC-System, wobei das unverzögerte und das um eine Zoilonperiode verzögerte Farbbildsignal zum Erhalt dos Farbartsignals subtrahiort werden, daduroh gekennzeichnet, daß das Korrektursignal dom Differenzsignal entnommen wird (Figur 1).

4. Vorfahren nach Anspruch 2 für Farbbildsignale nach dem PAL-System, woboi das verzögerte und das um zwei Zeilenperiodon verzögorte Farbbildsignal zum Erhalt des Farbartsignals subtrahiort werden, dadurch gekonnzeichnet, daß das Korrektursignal dom üifferonzsignal entnommen wird (Figur 3).

5. Verfahron naoh Anspruch 1 für Farbbildsignalo nach dom PAL-Systom, wobei das um oino Zoilenporiodo vorzögorto und das unvorzögorto Farbbildsignal addiert und subtrahiort und das Difforonzsignal und das um oine Zeilonuoriodo vorzögerfco Difforonzsignal zur Gewinnung dos Farbartsignals addiort

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wordoii, und das um eino Zeilonporiodo vorzögorto üifforonzsignal und das aus dem unvorzögorten und dom um oine Zeilonporiode vorzögerten Farbbildsignal gobildote Sunimonsignal zur Gowinnung des Leuohtdiohtosignals subtrahiert werdon, dadurch gokonnzeiohnet, daß das Korroktursignal dom durch Subtraktion des Difforenzsignals des um oine Zeilonperiode verzögerten ' und dos unvorzögerton FarbbildsignalB und des um eine Zeilenperiode verzögorton Difforenzsignals gebildeten Signal entnommen wird (Figur 6).

6. Verfahren nach Anspruch i für Farbbildsignale nach dem PAL-System, wobei das um zwei Zeilenperioden verzögerte und das unvorzögerte Farbbildsignal zum Erhalt des Leuchtdichtesignals und des Farbartsignals addiert und subtrahiert worden, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz des um eine Zeilenperiode vorzögerten und des unverzögerten sowie dos um eine Zeilonperiodo und des um zwei Zeilenperioden verzögerten Farbbildsignals gebildet werden und das Korrektursignal dem Summensignal der beiden Differenzsignale entnommen wird (Figur 7).

7. Vorfahren naoh Anspruch i, daduroh gekennzeichnet, daß die Amplitude des KorrektursignaIs einstellbar ist.

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