DE3423114A1

DE3423114A1 - Digitale versteilerungsschaltung mit steuerbarem versteilerungsgrad

Info

Publication number: DE3423114A1
Application number: DE19843423114
Authority: DE
Inventors: Thomas Vincent Merchantville N.J. Bolger
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1985-01-03
Also published as: ES533503A0; GB2142501A; KR920010505B1; KR850000883A; JPH0438186B2; JPS60216674A; ES8504414A1; ATA201684A; GB8415647D0; FR2549315A1; IT8421447A0; IT1174020B; CA1216661A; AU2945984A; AT386913B; AU572154B2; FR2549315B1; GB2142501B; IT8421447A1; DE3423114C2

Description

RCA 7 934 4 Dr.v.B/Ri

RCA Corporation
New York, N.Y. 10020, V.St.A.

Digitale Versteilerungsschaltung mit steuerbarem Ver-

steilerungsgrad

Die vorliegende Erfindung betrifft digitale Signalverarbeitungseinrichtungen und insbesondere eine digitale Signalversteilerungsanordnung, deren Versteilerungsgrad in Abhängigkeit von mindestens einem Teil des zu versteuernden digitalen Signals steuerbar ist. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für die Verarbeitung digitaler Fernsehsignale in einem Fernsehempfänger.

Unter einer "Versteilerung" soll hier eine Signalverarbeitungsoperation verstanden werden, bei der höherfrequente Signalkomponenten angehoben oder abgesenkt werden, um das Signalfrequenzspektrum als Ganzes in gewünschter Weise zu beeinflußen. Eine Versteilerung im engeren Sinne, also eine Anhebung der höherfrequenten Signalanteile, ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn diese höherfrequenten Anteile durch vorangegangene Signalverarbeitungsoperationen oder -einrichtungen in unerwünscher Weise gedämpft worden sind. Bei Fernseh-(TV)-Signalen hat z.B. eine Dämpfung der höherfrequenten Anteile des Leuchtdichtesignals einen unerwünschten Verlust von horizontalen Details im wiedergegebenen Bild zur Folge. Eine solche Dämpfung kann durch die Hochfrequenz-Tuner- und Verstärkerschaltungen, den Zwischenfrequenzverstärker, oder die Schaltungsanordnung zur

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Trennung der Leuchtdichte und der Farbartsignale verursacht werden. Feste Versteilerungsschaltungen sind bei Fernsehempfängern nicht ausreichend, da sie auf Änderungen der empfangenen Signale oder des Empfänger-Verhaltens nicht reagieren können und sich auch nicht entsprechend den Wünschen des Betrachters einstellen lassen (die nicht nur von Betrachter zu Betrachter sondern auch bei einem bestimmten Betrachter in Abhängigkeit vom Programminhalt verschieden sein können).

Man benötigt also eine steuerbare Versteilerungsanordnung, mit'der der Grad der Versteilerung durch ein vom Betrachter betätigbares Stellglied und in Abhängigkeit von Änderungen des Zustandes der verarbeiteten Signale veränderbar ist. Wenn solche Versteilerungsanordnungen in Fernsehempfängern verwendet werden, neigen sie dazu, den horizontalen Detailgehalt der reproduzierten Bilder zu erhöhen. Analoge Schaltungsanordnungen mit diesen Eigenschaften für Fernsehempfänger, bei denen die Signale analog verarbeitet werden, sind aus der US-PS 4,437,123 bekannt und in der US-Patentanmeldung 394,885 vom 2.7.1982 enthalten.

Bei digitalen Signalverarbeitungseinrichtungen muß die Versteilerungsoperation jedoch durch eine digitale Signalversteilerungsschaltung bei Signalen bewirkt werden, die digitale Zahlen, welche Signalwerte darstellen, sind und nicht mit den Signalwerten selbst. Es müssen also digitale Schaltungen vorgesehen v/erden, um ein digitales Signal, das einen Versteilerungspegel darstellt, zu erzeugen, um dann aus diesen unter bestimmten Bedingungen des digitalen Signals ein Multiplikatorkoeffizientensignal zu gewinnen, und um versteuerte digitale Signale unter Steuerung durch das Multiplikatorkoeffizientensignal zu erzeugen.

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Die oben erwähnten analogen Versteilerungsschaltungen arbeiten hinsichtlich der Steuerung des Versteilerungsgrades mit einer Rückführungsanordnung, die ein Bandfilter enthält. Bei digitalen Versteilerungseinrichtungen erlaubt die Möglichkeit, digitale Signale vorherbestimmbar und genau zu wichten, eine Rückführungsanordnung und den mit ihr verbundenen Aufwand zu vermeiden. Außerdem kann das erwähnte Bandfilter entfallen.

Eine digitale Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung enthält also ein digitales Filter, welches bestimmte Frequenzkomponenten von digitalen Eingangssignalen erzeugt, die durch eine Wichtungsanordnung in Abhängigkeit von einem Wichtungssignal gewichtet und mit den digitalen Eingangssignalen kombiniert werden. Das Wichtungssignal wird durch eine Steueranordnung entsprechend den bestimmten Frequenzkomponenten der digitalen Eingangssignale erzeugt und der Wichtungsanordnung zugeführt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:
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Figur 1 ein Blockschaltbild einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält;

Figur 2, 4 und 5 grafische Darstellungen von Übertragungskennlinien auf die bei der Erläuterung der Einrichtung gemäß Figur 1 Bezug genommen wird und

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Figur 3, 6, 7, 8, 9 und 10 zum Teil in Blockform gehaltene Schaltbilder von beispielshaften Ausführungsformen von Teilen der Einrichtung gemäß Figur 1.
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In den Zeichnungen bedeutet ein breiter Pfeil einen Signalweg für parallele digitale Mehrbit-Signale und Pfeile mit einem einfachen Strich Signalwege für Ein-Bit- oder serielle digitale Signale, für Taktsignale oder für Steuersignale. Ein Kreis am Eingang eines logischen Elements oder Gatters zeigt an, daß das Element auf die Negation des diesem Eingang zugeführten Signals anspricht.

Figur 1 zeigt einen Teil einer digitalen Signalverarbeitungssektion eines Fernsehempfängers, in dem Leuchtdichtesignale digital verarbeitet werden. Die vorliegende Erfindung wird hier anhand eines digitalen Leuchtdichtsignalverarbeitungsteils eines Fernsehempfängers beschrieben, da die digitale Versteilerungsoperation, welche in Abhängigkeit von veränderbaren digitalen Versteilerungssignalen steuerbar ist, hier mit besonderem Vorteil Anwendung finden kann. Die Erfindung ist jedoch ganz allgemein auch bei anderen Anwendungen mit Erfolg verwendbar.

Die Einrichtung gemäß Figur 1 enthält einen digitalen Addierer 10, der eine Quelle für breitbandige digitale Luminanz- oder Leuchtdichtsignale Y_r7 bildet, die in

ihm durch Addieren vertikaler Detailinformation, die in kammgefilterten digitalen Chrominanz- oder Farbartsignalen C_p enthalten sind, mit kammgefilterten digitalen Leuchtdichtesignalen Y_c erzeugt werden. Die Größe der digitalen Leuchtdichtesignale Y als Funktion der Frequenz f einschließlich der breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignals Y_w ist in Figur 2 dargestellt.

Die breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignale Y_w werden einem digitalen Filter 12 der Einrichtung gemäß Figur 1 zugeführt, welches tiefpaßgefilterte digitale Leuchtdichtesignale Y_T einschließlich der relativ niederfrequenten Anteile des Signals Y_w sowie bandgefilterte digitale Leuchtdichtesignale Y

einschließlich der verhältnismäßig hochfrequenten Anteile des breitbandigen Leuchtdichtesignals liefert. Die gefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y_T und

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Yt, haben vorzugsweise einen im wesentlichen komplementären Frequenzgang oder komplementäres Frequenz-Amplitiden-Spektrum, wie die mit Y_T und Y_n bezeichneten Kurven in Figur 2 zeigen.

Ein in Figur 3 dargestelltes Ausführungsbeispiel des digitalen Filters 12 enthält ein mehrstufiges Schieberegister 14, welches an verschiedenen Ausgangsabgriffen verzögerte Abbilder der breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignale Y_w in Ansprache auf die Eingangssignale Y„ und ein nicht dargestelltes Taktsignal liefert. Die an den Abgriffen des Schieberegisters 14 erzeugten verzögerten digitalen Leuchtdichtesignale werden durch digitale Wichtungsschaltungen W1, W2 und W3, bei denen es sich beispielsweise um digitale MuI-tiplizierer handeln kann, gewichtet. Die Werte der Wichtungskoeffizienten der Wichtungsschaltungen W1, W2 und W3 bestimmen bekanntlich den Frequenzgang des digitalen Filters 12.

Die gewichteten verzögerten Leuchtdichtesignale werden durch einen digitalen Addierer 16 unter Erzeugung der bandgefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y_n summiert. Ein Ausgangsabgriff an der mittleren Stufe des Schieberegisters 14 liefert verzögerte breitbandige Leuchtdichtesignale Y„', von denen die bandgefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y_, in einem Subis

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trahiercr 18 subtrahiert werden, um die tiefpaßgefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y₇. zu erzeugen. Die

Signale Y und Y sind daher im wesentlichen komplementär zueinander.

Durch eine digitale Entkernungsschaltung 20 werden in der Einrichtung gemäß Figur 1 entkernte digitale Leuchtdichtesignale Y^ erzeugt, die beispielsweise in Ansprache auf die tiefpaßgefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y_T steuerbar entkernt werden können. Wenn die Werte oder Pegel der digitalen Leuchtdichtesignale Y verhältnismäßig hoch sind, was einem hellen Bild entspricht, weist die Coring- oder Entkernungsschaltung 2 0 einen Entkernungsschwellwert Y_mT verhält-

TL nismäßig niedrigen Betrages auf, so daß entkernte Sianale Υ_Ώ_ nur dann erzeuqt werden, wenn die Größe von Y die von Y überschreitet. Wenn die Werte des digitalen Leuchtdichtesignals Y verhältnismäßig klein sind, was einem dunklen Bild entspricht, weist die digitale Entkernungsschaltung 20 einen Entkernungsschwellwert Y_TH verhältnismäßig hohen Betrages auf und erzeugt entkernte Signale Υ_Ώη nur wenn die Größe von Y_, die von Y_m„ überschreitet.

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Die Entkernungsschaltung 20 bewirkt daher bei dunklen Szenen ein tieferes Entkernen als bei helleren Szenen. Dies ist wünschenswert, da die höherfrequenten Signale relativ niedrigen Wertes, die diese Schaltung entfernt, oft unerwünschten Rausch- oder Störsignalen entsprechen, die dazu neigen, in dunkleren Szenen leicht sichtbare und störende Flecke zu erzeugen. Als digitale Entkernungsschaltung 20 kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung verwendet werden, wie sie in der gleichrangigen Anmeldung, die auf der US-Patentanmeldung Nr.

507,555 (T. V. Böiger) basiert, beschrieben ist.

Die entkernten digitalen Leuchtdichtesignale Y von der Entkernungsschaltung 30 werden durch einen digitalen Multiplizierer 30 steuerbar gewichtet. Diese Wichtung wird durch einen Multiplikatorkoeffizienten MC gesteuert, der durch eine digitale Versteilerungssteuerschaltung erzeugt wird. Der Multiplizierer 30 erzeugt dementsprechend multiplizierte digitale Leuchtdichtesignale Y_M mit Kennlinien, die in Figur 2 durch die Schar von mit Y bezeichneten Kurven dargestellt ist. Der Multiplizierer 30 ist beispielsweise ein Acht-mal-Acht-Bit-Multiplizierer, es kann jedoch auch ein verhältnismäßig einfacher Schieberegister- und Addierer-Multiplizierer verwendet werden, wenn relativ wenige Werte des Multiplikatorkoeffizienten MC ausreichen.

Die digitale Versteilerungssteuerschaltung 40 erzeugt die Multiplikatorkoeffizienten MC in steuerbarer Weise in Ansprache auf die bandgefilterten digitalen Leuchtdichtesignale Y_D und ein vom Betrachter von Hand einstellbares Versteilerungssteuersignal MPC. Der Multiplikatorkoeffizient MC wird in Ansprache auf das Verhältnis der Spitzengrößen oder -amplituden Y_Dr)„ der

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bandpaßgefilterten Leuchtdichtesignale Y_n zur Größe des Steuersignals MPC entsprechend einer vorgegebenen Kennlinie gesteuert, wie sie beispielsweise in Figur 4 dargestellt ist. Wenn die Spitzenamplitude Y_Dri„ kleiner als MPC ist, was einen relativ niedrigen hochfrequenten Leuchtdichtesignalanteil anzeigt, wird ein Signal MC-I, wie es durch die Linie 60 dargestellt ist, erzeugt, um eine maximale Versteilerung, d.h. eine maximale Anhebung von etwa vorhandenen hochfrequenten Signalanteilen zu bewirken. Wenn der Spitzenbetrag Υ_ητιτ,

JtSPK.

größer als das Doppelte von MPC ist, was einen relativ großen hochfrequenten Leuchtdichtesignalanteil anzeigt, wird ein Signal MC=O erzeugt, wie es durch die Linie dargestellt ist, so daß praktisch keine Versteilerung, d.h. keine Anhebung des hochfrequenten Signalanteils

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eingeführt wird. Zwischen diesen Werten von Y_n~_r, wird MC entsprechend dem Verhältnis Y _pK./MPC zwischen Eins und Null gesteuert, wie es beispielsweise durch die Linie 62 dargestellt ist. Die Kurve 60 ist praktisch eine treppenartige Kennlinie, bei der die Anzahl der Stufen durch die Anzahl der digitalen Werte bestimmt wird, die MC annehmen kann und die durch die Anzahl der Bits des digitalen Signals MC begrenzt ist.

Bei der Einrichtung gemäß Figur 1 werden die breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignale Y. ferner durch eine digitale Verzögerungsschaltung 22 zeitlich verzögert, die verzögerte digitale Leuchtdichtesignale Y erzeugt. Die Verzögerungsschaltung 22 ist beispielsweise ein Schieberegister mit einer solchen Anzahl von Stufen, daß sich eine zeitliche Verzögerung ergibt, die im wesentlichen gleich der Verzögerung ist, die bei der Erzeugung der multiplizierten digitalen Leuchtdichtesignale Y_M aus dem breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignal Y im Signalweg mit den Schaltungseinheiten 12, 20, 30 auftritt.

Die verzögerten breitbandigen digitalen Leuchtdichtesignale Y und die multiplizierten, gesteuert entkernten digitalen Leuchtdichtesignale Y„ werden durch einen digitalen Addierer 24 unter Erzeugung versteuerter Leuchtdichtesignale Y_p kombiniert. In Figur 2 ist außerdem eine Schar von Amplituden-Frequenz-Kennlinien von versteuerten digitalen Leuchtdichtesignalen Y_p dargestellt, die die Summen entsprechender Kennlinien aus der Schar Y_M und der Kennlinie von Y_w (die der von Y_n entspricht) sind. Die übertragungsfunktion der Versteilerungsschaltung der Figur 1 als Ganzes kann wie folgt ausgedrückt werden:

Y_p= [i + H (12) ' H (20) ' MC? Y_w (1)

hierin bedeuten H(12) die Übertragungsfunktion des digitalen Filters 12 und H(20) die Übertragungsfunktion der Coring- und Entkernungsschaltung 20; die Verzögerung ist dabei in der oben angegebenen Weise bemessen. Wenn man die Betrachtung auf den Teil Y' der diaitalen Leuchtdichtesignale Y„ beschränkt, die im Durchlaßband des digitalen Filters 12 liegen (so daß |ll(12)|s1 ist) und wenn der Entkernungsschwellwert der Entkernungsschaltung 20 so niedrig ist, daß er vernachlässigt werden kann (d.h. so daß |H(2O)[ξ 1 ist), dann reduziert sich die Übertragungsfunktion auf

Y'_p = [1 + MC] Y'_b. (2)

Da der Bereich von MC beispielsweise zwischen Null und Eins liegt, wird Y¹ im Bereich zwischen Eins und dem Zweifachen von Y' liegen.

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Es sei beispielsweise der Fall betrachtet, daß die digitalen Leuchtdichtesignale Y' Digitalwerte entsprechend Dezimalzahlen zwischen Null und etwa Achtzig haben, wie es in Figur 5 dargestellt ist, und daß das von Hand einstellbare Versteilerungssteuersignal MPC auf einen Wert entsprechend der Dezimalzahl Zwanzig eingestellt ist. Für Werte von Y' < 20 erzeugt die Versteilerungssteuerschaltung 40 ein Signal MC=1 entsprechend dem Kurvenabschnitt 60 in Figur 4 und Y¹ = 2Y' entsprechend Gleichung (2). Dieser Bereich ist

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durch die Linie 70 in Figur 5 dargestellt. Wenn der Wert von Y¹ auf Vierzig ansteigt, verringert die

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Versteilerungssteuerschaltung 40 die Versteilerung entsprechend der Linie 62 der Figur 4, so daß Y' mit Werten erzeugt wird, wie sie durch die Linie 72 in Figur 5 dargestellt werden. Für Werte von Y' > 40 erzeugt die Steuerschaltung 40 das Signal MC=O entsprechend dem Kurvenabschnitt 6 4 in Figur 4, so daß Y¹ mit Werten,

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wie sie durch die Linie 74 in Figur 5 dargestellt werden, erzeugt wird.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer digitalen Versteilerungssteuerschaltung 40, welche einen Multiplikatorkoeffizienten MC mit der unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 4 erläuterten Kennlinie 60-62-64 liefert. Die Spitzengröße oder -amplitude Υ__πτ. des

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bandpaßgefilterten digitalen Leuchtdichtesignals Y_n

wird durch einen digitalen Peak- oder Spitzendetektor 42 ermittelt. Das Spitzenwertsignal Y_0n^ und das Sianal MPC werden einem digitalen Grobverstärkungsgraddetektor 44 zugeführt, der einen digitalen Koeffizientenspeicher 48 veranlaßt, Multiplikatorkoeffizienten MC entsprechend den Kurvenabschnitten 6 0 und 64 konstanten Wertes in Figur 4 zu erzeugen. Die Signale Y_nT,„ und MPC werden

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außerdem einem digitalen Verstärkungsgradverhältnisdetektor 46 zugeführt, der den digitalen Koeffizientenspeicher 48 veranlaßt, Multiplikatorkoeffizienten 0 MC entsprechend dem geneigten Kurvenabschnitt 62 der Figur 4 zu erzeugen. Ausführungsbeispiele der Detektoren 42, 4 4 und 4 6 sowie des Speichers 48 werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 10 erläutert.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines digitalen Spitzendetektors 42, in dem die festgestellte Größe Y_nri„ durch den in einem Vorwärts/Rückwärts-Zähler 424 gespeicherten Zählwert dargestellt wird. Ein digitaler Vergleicher 420 liefert ein Ausgangssignal, das ein UND-Glied 422 ansprechbereit macht, wenn die Größe des bandpaßgefilterten digitalen Leuchtdichtesignals Y die Größe von Y_nnt» überschreitet, im übrigen liefert der Vergleicher 420 ein Ausgangssignal, das das UND-Glied 422 sperrt. Bei Freigabe des UND-Gliedes 422 wird ein Taktsignal 4f einem Vorwärtszähleingang U des Zählers 422 zugeführt, um den Zählwert im Speicher zu erhöhen. Das Taktsignal 4f hat eine relativ hohe

S C

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Frequenz, beispielsweise gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz f , so daß der Zähler 424 verhältnis-

S C

mäßig schnell weitergeschaltet wird. Dem Abwärtszähleingang D des Zählers 424 wird ein Taktsignal f zugeführt, um den Zählwert im Zähler herabzusetzen. Das Taktsignal f„ hat eine relativ niedrige Frequenz, z.B. die Frequenz der Fernseh-Horizontalsynchronisierimpulse, so daß der Zähler 424 mit verhältnismäßig langsamer Zählgeschwindigkeit abwärts zählt. Der Spitzendetektor 40 erzeugt also ein Spitzengrößen- oder Spitzenamplitudensignal Yt₃^_x,, das schnell ansteigen kann jedoch langsam absinkt und dadurch die Spitzengröße des Leuchtdichtesignals Y_D darzustellen vermaa.

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Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Grobverstärkungsgraddetektors 44, der mit dem digitalen Koeffizientenspeicher 48 hinsichtlich der Erzeugung der Werte Null und Eins der Multiplikatorkoeffizienten MC entsprechend den Kurvenabschnitten 64 bzw. 60 in Figur 4 zusammenarbeitet. Das Spitzenamplitudensignal Y _K und das von Hand eingestellte Versteilerungssteuersignal MPC werden einem digitalen Vergleicher zugeführt, der ein Signal S abgibt, wenn MPC den Wert von Y_TIT,_V überschreitet, d.h. im Falle daß (Y_ryr._v/MPC) < ist. Das Auftreten des Signals S zeigt an, daß MC=1 erforderlich ist.

Die Größe von MPC wird durch eine digitale Wichtungseinrichtung 442 um den Faktor 2 vergrößert und das resultierende Signal wird einem digitalen Vergleicher 444 zugeführt. Der Vergleicher 444 erhält das resultierende Signal 2*MPC sowie das Spitzenamplitudensignal Y_ßpK und erzeugt ein Signal R wenn Y_RDK. den doppelten Wert von MPC überschreitet, d.h. für den Fall das (Y_n_.„/MPC) > 2 ist. Das Auftreten des Signals

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R zeigt an, daß MC=O benötigt wird. Im Zustand 2 > (Y_Dr>l,/MPC} > 1 , in dem ein zwischen Null und Eins lie-

gender Wert von MC benötigt wird, werden weder das Signal R noch das Signal S erzeugt.

Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Koeffizientenspeichers 48, der die Multiplikatorkoeffizienten MC erzeugt. In einem durch Acht teilenden digitalen Zähler 480 wird ein Zählwert erzeugt und gespeichert, der nach übertragung und Speicherung in einem digitalen Signalspeicherregister 482 der Multiplikatorkoeffizient MC werden soll. Die Zuführung eines Setzsignales S vom Detektor 44 bewirkt auf die folgende Weise, daß MC=1 erzeugt wird: Das Signal S wird dem Setzeingang SI des Zählers 480 zugeführt, um den in ihm gespeicherten Zählwert auf den Maximalwert zu bringen und zu halten, d.h. daß dann alle Bits Einsen sind. Das Signal S wird ferner über ein ODER-Glied 486 dem Register 482 zugeführt, um in diesem den aus lauter Einsen bestehenden Zählwert vom Speicher 480 zu speichern und dadurch MC=1 zu erzeugen.

Durch die Zuführung eines Rückstellsignals R vom Detektor 44 wird auf folgende Weise der Multiplikatorkoeffizient MC=O erzeugt: Das Signal R wird über ein ODER-Glied 484 dem Rückstelleingang RI des Zählers 480 zugeführt, um den in ihm gespeicherten Zählwert auf seinen minimalen Wert zu bringen und zu halten, d.h. alle Bits sind Nullen. Das Signal R wird außerdem über das ODER-Glied 486 dem Signalspeicherregister 482 zugeführt, um den aus lauter Nullen bestehenden Zählwert vom Speicher 480 in diesem Register zu speichern und dadurch MC=O zu erzeugen. Die Funktionen der Signale EN, UP und T bezüglich des Speichers 48 werden unten im Zusammenhang mit dem Detektor 46 erläutert. Die Detektoren 42, 44 und der Speicher 48 arbeiten also zusammen, um zwei feste Werte von MC entsprechend zwei nicht überlappenden Bereichen des Verhältnisses Y_ßpK/MPC zu

erzeugen.

Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Verstärkungsgradverhältnisdetektors 46, der mit dem Speicher 48 bei der Erzeugung von Werten von MC zwischen Null und Eins zusammenarbeitet. Angenommen, die Bedingung 2 > (Υ-η-τ,τ, - MPC) > 1 sei erfüllt und dem Rückstelleingang

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RI eines Flip-Flops 462 sei ein Signal zugeführt, das das Flip-Flop zurücksetzt und die Erzeugung eines Ausgangssignals für Steuerschalter 464 und 466 bewirkt, das diese in die dargestellten Stellungen schaltet. Der Schalter 4 64 führt also das Signal Y_Dr>Lr einem digitalen Subtrahierer 468 zu während der Schalter 466 diesem das Signal MPC zuführt. Der Subtrahierer 468 erzeugt ein Differenzsignal DS der Größe DS = (Y_OT,„ - MPC) an seinem Ausgang, das dort in Ansprache auf das Taktsignal 4f

gespeichert bzw. gehalten wird.

Da die Bedingung 2 > (Y_T!r._v./MPC) > 1 erfüllt ist, ist das Differenzsignal DS größer als Null, so daß der digitale Vergleicher 470 ein Ausgangssignal liefert, da die Bedingung (Y_0n^ - MPC) > 0 erfüllt ist. Das Ausgangssig-

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nal vom Vergleicher 470 wird einem UND-Glied 474 zugeführt, um dieses für das Taktsignal 4f durchlaßfähig zu machen und einen Ausgangspuls UP zu erzeugen. Das Ausgangssignal vom Vergleicher 470 wird dem Setzeingang SI des Flip-Flops 462 zugeführt, das dadurch gesetzt wird, und bewirkt, daß die Schalter 464 und 466 umschalten, so daß das Differenzsignal DS vom Ausgang des Subtrahierers dem einen Eingang und das Inkrementwertsignal MPC/8 dem anderen Eingang des Subtrahierers zugeführt wird. Der Wert MPC/8 ist der durch Acht geteilte von Hand eingestellte Versteilerungssteuerwert; die Division läßt sich leicht dadurch bewirken, daß man die Bits von MPC in Bitstellen von MPC/8 mit niedrigeren Bitgewichten verschiebt.

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Der Subtrahierer 468 erzeugt nun ein Difforenzsignal DS mit dem Wert DS = £(Y_BpK - MPC) - (MPC/8)J , der, wenn er größer als Null ist, bewirkt, daß der Vergleicher 470 weiterhin das UND-Glied 474 offen hält und dadurch einen zweiten Ausgangsimpuls UP entstehen läßt. Die Sequenz des Subtrahierens von MPC/8 vom letzten Differenzsignal DS und Erzeugen eines Impulses UP wiederholt sich, bis das neue Differenzsignal DS kleiner oder gleich Null geworden ist. Wenn das Differenzsignal DS kleiner oder gleich Null ist, erzeugt der digitale Vergleicher 472 ein Ausgangssignal, das als Transfer-Ende-Signal T dient. Das Signal T setzt das Flip-Flop 462 zurück und bewirkt dadurch ein Umschalten der Schalter 464 und 466, so daß der Detektor 46 die eben beschriebene Sequenz wiederholt.

Das Ubertragungs-Ende-Signal T wird nur dann zu Beginn der Sequenz des Detektors 4 6 niedrig, wenn der Vergleicher 472 nichts wahrnimmt, d.h. nur wenn Zwischenwerte von MC zu erzeugen sind. Man beachte, daß das Signal S niedrig und das UND-Glied 460 dadurch ansprechbereit ist. Das niedrigwerdende Signal T wird dem Setzeingang SI des Flip-Flops 476 im invertierten Sinne zugeführt, so daß das Flip-Flop 476 gesetzt wird und ein Ausgangssignal liefert, das im UND-Glied 460 eine Koinzidenz erzeugt, wodurch das Freigabesignal EN entsteht. Das Taktsignal 4f wird dem Rück-

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Stelleingang RI des Flip-Flops 476 zugeführt, das dadurch zurückgesetzt wird und das Signal EN beendet, welches dementsprechend ein nur kurzzeitig hohes Signal ist. Das Signal EN setzt, wie oben beschrieben, den Koeffizientenspeicher 48 in Vorbereitung für das Zählen des Wertes von MC zurück.

Der in Figur 9 dargestellte Koeffizientenspeicher 48 erzeugt die Koeffizienten MC in Ansprache auf die Funktion des Verstärkungsgradverhältnisdetektors 46

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wie folgt: Das kurzzeitige Freigabesignal EN wird über das ODER-Glied 484 dem Rückstelleingang RI zugeführt, so daß der Zähler 480 auf einen anfänglichen Zählwert aus lauter Nullen zurückgestellt wird. Danach werden Signale UP vom Detektor 46 dem Takteingang CK des Zählers 480 zugeführt, um den in ihm gespeicherten Zählwert bei jedem Auftreten des Signals UP um Eins zu erhöhen und dadurch den erforderlichen Wert des Multiplikatorkoeffizienten MC zu zählen. Das vom Detektor 46 am Ende seiner Vergleichsfrequenz erzeugte Signal T wird über das ODER-Glied 486 zugeführt, um den im Zähler 480 gespeicherten Zählwert als Multiplikatorkoeffizienten MC in das Signalspeicherregister 482 zu übertragen und dort zu speichern. Die Detektoren 42, 44, 46 und der Speicher 48 arbeiten also hinsichtlich der Erzeugung von Zwischenwerten von MC in einem mittleren Wertebereich des Verhältnisses Y_DT)I,/MPC zusammen.

Die beschriebenen Ausführungsformen lassen sich selbstverständlich in der verschiedensten Weise abwandeln. In manchen Fällen kann beispielsweise eine Einrichtung benötigt werden, die Y„ "entsteilert" oder.verflacht. Dies entspricht einer Situation, bei der zumindest einige der Kurven der Schar Y_ in Figur 2 unterhalb der Kurve von Y„ verlaufen. Bei einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 wird eine "Entsteilerung" durch negative Werte von MC bewirkt, die die Versteilerungssteuerschaltung 40 für bestimmte Werte des von Hand einstellbaren Versteilerungspegels MPC erzeugt. Aus diesem Zweck ist der Zähler 480 (Figur 9) ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler, der für bestimmte Werte von MPC abwärts zählen kann. Eine Entsteilerung läßt sich auch dadurch erreichen, daß man die Einrichtung gemäß Figur 1 so abwandelt, daß das tiefpaßgefilterte digitale Leuchtdichtesignal Y_T anstelle des Signals Y_r7 der Ver-

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zögerungsschaltung 22 zugeführt wird; in diesem Falle werden nur positive Werte von MC einschließlich Werten, die größer als Eins sind, benötigt. Alternativ kann der Multiplizierer 30 auch eine Wichtung mit Faktoren größer als Eins vorsehen, z.B. durch eine Aufwärtsverschiebungsoperation, das Faktoren 2 erzeugt, wobei N die Anzahl der Aufwärtsverschiebungen bedeutet.

Weiterhin kann auch das entkernte digitale Leuchtdichtesignal Y anstelle des Signals Y_ß der Versteilerungssteuerschaltung 4 0 zugeführt werden. Gemäß noch einer weiteren Modifikation können durch die Schaltungen der Figur 9 und 10 andere Zahlen von Zwischenwerten von MC als die oben beschriebenen acht Werte einfach dadurch erzeugt werden, daß man für den Zähler 480 einen durch N teilenden Zähler verwendet und den MPC/8-Eingang des Schalters 466 entsprechend auf den Wert MPC/N ändert.

Gemäß wieder einem anderen Beispiel kann das digitale Filter 12 ein digitales Hochpaßfilter sein, das die Signale Y liefert, da die digitalen Leuchtdichtesignale Y„ Frequenzkomponenten innerhalb eines begrenzten Frequenzbereiches enthält. Weiterhin kann auch die Entkernungsschaltung 20 weggelassen werden, da ihre Funktion für die Signalversteilerungsoperation nicht notwendig ist. Schließlich kann die mittels der Verzögerungsschaltung 22 eingeführte zeitliche Verzögerung durch das Schieberegister 14 im Filter 12 bewirkt werden, indem man als verzögerte Signale Y diejenigen Signale verwendet, die an einem Abgriff dieses Registers mit genügend langer Verzögerung auftreten.

Claims

Dft. DIETER V. 3EZOrLD:

dipl. inc.wolfgang heusler

PATENTANWÄLTE

MARlA-THLRLSIA-STRASiI '21 POSTFACH «ft Oa 60

D-8OOO MUENCHEN

U.S.-Ser.No. 507,554

AT: 24. Juni 1983 RCA 79344 Dr.v.B/Ri

RCA Corporation New York, N.Y. 10020, V.St.A.

Digitale Versteilerungsschaltung mit steuerbarem Ver-

steilerungsgrad

Patentansprüche

'i^. Digitale Signalverarbeitungsschaltung mit einer Quelle (10) für zu verarbeitende digitale Eingangssignale, gekennzeichnet durch eine mit der Signalquelle gekoppelte digitale Filteranordnung (12) zum Erzeugen von gefilterten digitalen Signalen, die relativ höherfrequente Komponenten der digitalen Eingangssignale enthält; eine mit der digitalen Filteranordnung gekoppelte Wichtungsanordnung (30) zum Wichten der Größen der gefilterten digitalen Signale entsprechend einem Wichtunassignal zum Erzeugen gowichteter digitaler Signale;

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eine mit der Signalquelle und der Wichtungsanordnung gekoppelte Kombinieranordnung (24) zum Kombinieren der digitalen Eingangssignale und der gewichteten digitalen Signale unter Erzeugung verarbeiteter digitaler Signale und

eine Steueranordnung (40), die mit der digitalen Filteranordnung gekoppelt ist, um das Wichtungssignal in Ansprache auf die gefilterten digitalen Signale zu erzeugen, und die mit der Wichtungsan-Ordnung gekoppelt ist und dieser das Wichtungssignal zuführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (40) eine Vergleicheranordnung (44) zum Erzeugen des Wichtungssignals in Ansprache auf die relativen Größen der gefilterten digitalen Signale (^γ _Βρκ) und einen Steuersignalwert (MPC) enthält.
0 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (40) eine Schaltungsanordnung (42) zum Erzeugen von Signalen (Y_n^) , die für den Spitzenwert der gefilterten digitalen Signale repräsentativ sind, und zum Zuführen der für den Spitzenwert repräsentativen Signale an die Vergleicheranordnung enthält.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicheranordnung (44) eine Detektoranordnung (440, 444) zum Erzeugen des Wichtungssignals mit einem ersten und einem zweiten vorgegebenen Wert entsprechend einem ersten und einem sich mit diesem nicht überlappenden zweiten Bereich des Verhältnisses der Größe der gefilterten digitalen Signale zu der des Steuersignalwertes enthält.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung einen ersten Vergleicher (444), der das Wichtungssignal des ersten vorgegebenen Wertes erzeugt, wenn das Verhältnis einen Wert von etwa Eins nicht überschreitet, und einen zweiten Vergleicher (444), der das Wichtungssignal des zweiten vorgegebenen Wertes erzeugt, wenn das Verhältnis einen Wert, der wesentlich größer als Eins ist, überschreitet, erzeugt, enthält. 10
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung eine Zähleranordnung (480) zum Speichern eines Zählwertes enthält, die auf einen ersten bzw. einen zweiten vorgegebenen Zählwert entsprechend dem ersten bzw. zweiten vorgegebenen Wert einstellbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicheranordnung außerdem eine zweite Detektoranordnung (46) zum Erzeugen des Wichtungssignales mit Werten zwischen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Wert entsprechend Werten des besagten Verhältnisses in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich enthält.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicheranordnung eine Zähleranordnung (480) zum Speichern eines Zählwertes, aus dem das Wichtungssignal erzeugt wird, enthält und daß die Zähleranordnung durch die Detektoranordnung auf den ersten bzw. zweiten vorgegebenen Zählwert entsprechend dem ersten bzw. zweiten vorgegebenen Wert einstellbar ist und zur Speicherung von Zählwerten zwischen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Zählwert durch die zweite Detektoranordnung (46) steuerbar ist.

3A231U

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß eine digitale Entkernungsanordnung (20) zwischen die digitale Filteranordnung (12) und die Wichtungsanordnung (30) geschaltet ist, um einen Bereich von Größen der gefilterten digitalen Signale, die auf die Wichtungsanordnung gekoppelt werden, auszukernen.