DD292804A5 - Schaltungsanordnung zum verbinden und trennen von komponentenbestandteilen eines videosignals - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kodieren der zu verbindenen Videosignalkomponenten, beispielsweise der Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines Fernsehsignals. Um Luminanz/Chrominanz-UEbersprechstoerungen mit relativ einfachen Mitteln weiter zu reduzieren sind erfindungsgemaesz Mittel zur Lieferung einer verarbeiteten ersten und zweiten Komponente von sich einander ausschlieszenden, korrelierten Bildinformationspixeln mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe, die durch eine ungeradzahlige Anzahl von Bildabtastzeilen getrennt sind, und Mittel zum Verbinden der beiden Komponenten mit einem umkehrbaren Algorithmus vorgesehen, um ein verknuepftes kodiertes Videosignal zu erzeugen.{kodiertes Videosignal; Luminanz-/Chrominanzkomponenten; UEbersprechstoerung; Bildinformationspixel; Bildabtastzeilen; umkehrbarer Algorithmus}

Description

~ ι- ' . -· ;^:

18 384 57

Vorrichtung zum Verbinden und Trennen der Komponentenbestandteile eines Videosignals

Anwendungsgebiet der Erfindung ,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kodierung der zu verbindenden Videosignalkomponenten, beispielsweise der Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines Fernsehsignals vom NTSC-Typ, um die Trennung solcher Komponenten ohne Übersprechartefakte zu erleichtern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist allgemein bekannt, daß es die Frequenzverschachtelung der Komponenten des Luminanz- und Chrominanz-Basisbandes eines Fernsehsignals vom NTSC-Typ nicht immer erlaubt, die beiden Komponenten ohne Übersprechartefakte zu trennen, beispielsweise Cross-Colour und Cross-Luminanz-Störungen. Die Cross-Colour-Störung ergibt sich aus der Chrominanzverunreinigung der Luminanzinformation und kann als flimmerndes Regenbogenmuster in einzelnen Teilen eines Bildes beschrieben werden, in denen eine diagonale Hochfrequenz-Luminanzinformation vorhanden ist, beispielsweise auf einem gestreiften Hemd. Die Cross-Luminanz-Störung wird manchmal auf eine Störung in Form eines "hängenden Punktes" zurückgeführt, die in einem System sichtbar ist, in dem für die Luminanz/Chrominanz-Trenneinrichtung ein Kammfilter verwendet wird. Die Cross-Luminanz-Störung resultiert aus der Luminanz-Verunreinigung der Chrominanzinforamtion, insbesondere bei vertikalen Bildübergangsbereichen.

2HiZBiJ-0643875

Cross-Colour- und Cross-Luminanz-Störungen werden an zwei Stellen in das System eingebracht. Erstens bewirkt eine unvollkommene oder ungenaue Chrominanz/Luminanz-Trennung in einem Fernsehempfänger, daß Luminanz als Chrominanz interpretiert wird und umgekehrt. Die zweite Art und Weise, in welcher Cross-Colour- und Cross-Luminanz-Störungen eingebracht werden, erfolgt beim Kodierungsprozeß selbst, welcher die Luminanz- und Chrominanzkomponenten frequenzmäßig verschachtelt. ,. . . ;'·. .

Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die Trennung der Luminanz- und Chrominanzkomponenten im Empfänger durch Verringerung der Luminanz/Chrominanz-Übersprechstörungen zu verbessern. Einige dieser Verfahren enthalten Quellen- und Empfänger-Verarbeitungssysteme unter Verwendung von Zeilen-, Vollbild- und Halbbildkammfiltern, die beispielsweise von CH. Strolle in "Cooperative Processing of Improved NTSC Chrominance/Luminance Separation", SMPTE Journal, August 1986, beschrieben sind. Ein anderes System zur Vorfilterung der Luminanz- und Chrominanzinformation über multidimensionale Kammfilter vor deren Verbindung wird von Faroudja u.a. in "Improving NTSC to Achieve Near-RGB Performance", SMPTE Journal, August 1987 offenbart.

Die bisher vorgeschlagenen Verfahren, welche versuchen, Luminanz/ Chrominanz-Übersprechstörungen zu eliminieren, leiden an einem oder mehreren praktischen Nachteilen, die sich beispielsweise auf Schaltstörungen in bewegungsadaptiven Verarbeitungssystemen oder auf die Filterungskomplexität hinsichtlich Speichererfordernissen und der Anzahl der Filterabzweigungen beziehen.

Das hierin offenbarte System der Luminanz/Chrominanz-Trennung verwendet in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein kooperatives Verarbeitungsverfahren mit aufeinander abgestimmten Kodierungs- und Dekodierungsprozessen. Das hierin offenbarte System weist eine verbesserte Luminanz/Chrominanz-Trennung in den vertikalen und vertikal-zeitlichen Richtungen mit minimalen Bildverschlechterungen auf und vermeidet viele der Nachteile der bekannten Systeme. Außerdem ist das offenbarte System mit dem bestehenden NTSC-System kompatibel.

Darlegung des Wesens der Erfindung

In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird in einem Videosignalkodierer eine Signalkomponente verarbeitet, um eine erste Komponente mit Gruppen sich einander ausschließender Bildelemente mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe und durch eine ungeradzahlige Anzahl von Bildabtastzeilen getrennt voneinander zu erzeugen. In gleichartiger Weise wird eine weitere Signalkomponente verarbeitet, um eine zweite Komponente mit Gruppen sich einander ausschließender Bildelemente mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe und durch eine ungeradzahlige Anzahl der Bildabtastzeilen getrennt voneinander zu erzeugen. Die verarbeiteten ersten und zweiten Komponenten werden mit Hilfe eines umkehrbaren Algorithmus miteinander verbunden. In einem Dekodierer wird die Umkehrung des Verknüpfungsalgorithmus verwendet, um das verknüpfte Signal in seine Bestandteile der verarbeiteten ersten und zweiten Komponententeile ohne ein Komponentenübersprechen zu trennen.

Ausführungsbeispiele

In einer dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jede Gruppe ein Paar vertikal gemittelter und räumlich korrelierter Bildelemente, die eine Horizontal-Abtastzeile (IH) voneinander getrennt sind, mit einer Luminanzinformation, die nur für Frequenzen oberhalb des vertikalen Detailbandes verarbeitet wird. Der umkehrbare Verknüpfungsalgorithmus umfaßt die additive und subtraktive Verknüpfung einer Luminanzkomponente mit einer Chrominanzkomponente, indem ein Chrominanz-Hilfsträger moduliert wird. Bei einer anderen dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jede Gruppe ein Paar gemittelter und räumlich korrelierter Bildelemente, die sich in einem Abstand von 263H voneinander befinden. ..-··.-. : .·. -.... ,

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Darstellung eines Verfahrens zur Luminanz/ Chrominanz-Kodierung und -Dekodierung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines IH-Zeilenintervall-Kodierungsprozesses; Figur 2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Figur 1;

die Figuren 3 und 4 zeigen Aspekte der Vorrichtung der Figur 2 mit größeren Einzelheiten;

Figur 5 ist eine Darstellung eines Verfahrens zur Luminanz/ Chrominanz-Kodierung und -Dekodierung nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer 263 H-Halbbild-Intervallkodierungstechnik; Figur 6 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung

ZSZ

des Verfahrens der Figur 5;

die Figuren 7 und 8 zeigen Aspekte der Vorrichtung der Figur mit größeren Einzelheiten; und

Figur 9 zeigt einen Teil einer Vorrichtung der Figur 2 mit größeren Einzelheiten.

Die Figur 1 veranschaulicht einen Prozeß, in welchem die Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines NTSC-Standard-Fernsehsignals in einem Sender kodiert und in einem Empfänger dekodiert werden. In der Figur 1 isrt ein ungeradzahliges Halbbild vor der Kodierung gezeigt, das eine verschachtelte Basisband-Luminanzinformation (Y) mit zugehörigen ungeradzahligen horizontalen Bildabtastzeilen aufweist, die mit Yl, Y3, Y5, Y7 usw. bezeichnet sind, und desgleichen eine verschachtelte Basisband-Chrominanz-(C)Information mit zugehörigen ungeradzahligen horizontalen Bildabtastzeilen enthält, die mit Cl, C3, C5, C7 usw. bezeichnet sind. Innerhalb jedes ungeradzahligen Halbbildes (und geradzahlige Halbbilder sind nicht gezeigt) eines gegebenen Vollbildes werden sich einander ausschließende nichtüberlappende Gruppen räumlich korrelierter Bildelement-(Pixel) Paare im Abstand von 1 H durch Mittelung vertikaler Zeilenpaare und Austauschen der ursprünglichen Bildelementwerte durch die Mittelwerte innerhalb jeder Bildelementgruppe verarbeitet. Dieser Prozeß wird für Luminanz- und Chrominanzinformation getrennt durchgeführt. Der Prozeß der Mittelwertbildung wird für alle Chrominanz-Horizontalfrequenzen durchgeführt, jedoch für die Luminanz-Horizontalfrequenzen wird er nur oberhalb von etwa 1,8 MHz durchgeführt, um die Vertikal-Detailinformation unterhalb von etwa 1,8 MHz zu erhalten. Die Chrominanzinformation, die eine Mittelwert-

bildung erfahren hat, moduliert einen Chrominanz-Hilfsträger mit 3,58 MHz mit entgegengesetzter Phase von Zeile zu Zeile innerhalb eines Halbbildes, bevor eine Verknüpfung mit der gemittelten Luminanzinformation in einer Standardweise erfolgt, um ein zusammengesetztes Basisband-Farbvideosignal zu bilden. Das modulierte Chrominanzsignal wird anschließend mit der verarbeiteten Luminanzinformation kombiniert. Die von Zeile zu Zeile entgegengesetzte Phase, die durch die Chrominanzinformation im Ergebnis des Hilfsträger-Modulationsprozesses dargestellt wird, erzeugt additive und subtraktive Kombinationen der Luminanz- und Chrominanzinformation innerhalb jeder Gruppe der kombinierten Luminanz/Chrominanzinformation. Die additiven und subtraktiven Luminanz/Chrominanz-Verknüpfungen in Verbindung mit dem Verknüpfungsprozeß "' (z.B. Y. _ + C,' A),repräsentieren einen umkehrbaren Algorithmus, um die Trennung der Luminanz— und Chrominanzinformation im Empfänger zu erleichtern. Insbesondere verändert sich die Phase des^:Chrominanz-Hilfsträgers derart, daß die Phase des modulierten Chrominanzsignals für die Abtastmuster mit einem Abstand von 262 H innerhalb eines Vollbildes von Zeile zu Zeile dieselbe ist, aber sie ist entgegengesetzt für die ungeradzahlig numerierten Zeilenmuster mit einem Abstand von 1 H innerhalb eines Halbbildes und mit einem Abstand von 263 H innerhalb eines Vollbildes. Dieser Phasenwechsel von Zeile zu Zeile liefert den subtraktiven Aspekt des additiv-subtraktiv umkehrbaren Algorithmus.

Die Dekodierung im Empfänger verwendet einen Zeilenpaar-Dekodierungsprozeß innerhalb eines Halbbildes. Ein empfangenes kodiertes zusammengesetztes Signal wird in horizontale nieder-

Z9Z

und hochfrequente Bänder getrennt. Oberhalb von etwa 2 MHz werden die sich einander ausschließenden nichtüberlappenden Gruppen, die Zeilenpaare im Abstand von 1 H enthalten, summiert, um eine Hochfrequenz-Luminanzinformation zu erzeugen, und differenziert, um die modulierte Chrominanzinformation abzugeben. Die Hochfrequenz-Luminanzinformation wird zu der Niederfrequenz-Luminanzinformation hinzugefügt, um das Luminanzsignal wiederzugewinnen, und die modulierte Chrominanzinformation wird in der Standardweise demoduliert. Das 1 H-Zeilenpaar-Verarbeitungssystem der Figur 1 weist eine verbesserte Luminanz-Chrominanz-Trennung in der Vertikaldimension auf. Das Luminanzsignal, das nach der Zeilenpaar-Dekodierung (Y _, Y „usw.) erzeugt wird, enthält keine Cross-Colour-Störungen, und der Chrominanzkomponente, die nach der Zeilenpaar-Dekodierung (C „, C^₊₇ usw.) erzeugt wird, fehlen Cross-Luminanzstörungen. Die Mittelwertbildung des Zeilenpaars, die bei dem Kodierungsprozeß verwendet wird, weist eine geringfügige Wirkung auf die Bildauflösung aus, und zwar wegen der hohen Korrelation der Bildinfoiration einer einzelnen Zeile innerhalb eines Halbbildes oder eines einzelnen Halbbildes innerhalb eines Vollbildes.

Der Kodierungs-Dekodierungsprozeß der Figur 1 kann, wie in Figur 2 dargestellt, wie folgt durchgeführt werden. In einem Senderkodierer liefert eine Quelle 10 der Farbfernsehsignale, z.B. einschließlich einer Farbkamera, eine Luminanzkornponente Y und Komponenten I und Q des Chrominanz-Farbdifferenzsignals in digitaler Form. Die Luminanzkomponente wird mittels eines 1,8 MHz-Horizontal-Tiefpaßfilters 12 gefiltert, um ein Luminanzsignal YL niederer Frequenz zu erzeugen. Das Signal YL

Z9ZJ0</

wird nach der Inversion in einem Inverter 14 in einem Addierer 16 mit dem ursprünglichen Luminanzsignal (Y) verknüpft, um ein Luminanzsignal YH hoher Frequenz zu erzeugen. Eine Verzögerungs-Anpassungseinheit 18 gleicht die Laufzeiten der Signale aus, die in einem Addierer 16 verknüpft werden, und zwar durch Kompensation für die Verzögerung des Filters 12. Das Signal YH,. das Luminanzfrequenzen oberhalb von annähernd 1,8 MHz enthält, wird einem Prozeß der Mittelwertbildung eines 1 H-Zeilenpaares innerhalb eines Halbbildes unterworfen, wie es in Verbindung mit Figur 1 erörtert ist, und zwar mittels eines Prozessors 20. In einem Addierer 32 wird ein Signal YH' aus dem Prozessor 20 mit einem Luminanzsignal YL' niederer Frequenz vom Ausgang eines 1 H-Zeilenverzögerungsnetzwerkes 21 verknüpft. ·

Die Komponenten I und Q des Farbdifferenzsignals von der Quelle 10 werden in einem 0,5 MHz-Tiefpaßfilter 22 bzw. einem 1,3 MHz-Tiefpaßfilter 24 gefiltert, bevor sie getrennt einem Prozeß der 1 H-Zeilenpaar-Mittelwertbildung in den Einheiten 26 und 28 unterworfen werden.; Die Chrominanzsignale I' und Q' der Einheiten 26 und 28, die eine Zeilenpaar-Mittelwertbildung erfahren haben, werden einem NTSC-Standard-Modulator 30 zur Quadraturmodulation eines 3,58 MHz-Chrominanz-Hilfsträgers zugeführt. In dem Modulator 30 befindet sich ein Verzögerungs-Anpassungsnetzwerk zum Ausgleichen der Laufzeiten der Farbdifferenzsignale der Einheiten 26 und 28 vor der Modulation des Chrominanzhilfsträgers. Ein moduliertes Chrominar.zsignal C des Modulators 30 weist eine Phasenumkehrung von Zeile zu Zeile auf und wird in einem Addierer 33 mit dem Signal Y¹ des Addierers 32 verknüpft, um ein NTSC-Ausgangssignal zu erzeugen,

welche über eine geeignete Übertragungsvorrichtung, beispielsweise einschließlich eines HF-Modulator-Netzwerks, zu einem Fernsehsignalempfänger übertragen wird. Von einem Zeilenkennzeichnungsnetzwerk 11 wird ein Zeilenkennzeichnungssignal F geliefert, um die Steuereingänge der Einheiten 20, 26 und 28 zu schalten. Das Netzwerk 11 spricht auf die Luminanzkomponente Y, insbesondere auf die Synchronisationsinformation der Luminanzkomponente Y, an. Das Signal F

L·

sichert zusammen mit einem ähnlichen Signal F ', das von

einem Zeilenkennzeichnungsnetzwerk 41 als Erwiderung auf das empfangene NTSC-Signal zu einem Empfängernetzwerk 41 geliefert wird, daß die Zeilenkodierungs- und Dekodierungsprozesse synchronisiert werden, um mit Bezug auf dieselben Zeilenpaare zu erscheinen. Eine geeignete Vorrichtung zur Verwendung als Netzwerke 11 und 41 ist in Figur 9 dargestellt. ..·· -'

Inr dem Fernsehsignalempfänger wird nach der HF-Demodulation und der damit verbundenen herkömmlichen Eingangssignalverarbeitung zur Erzeugung eines Basisbandsignals (nicht gezeigt) das NTSC-Signal mittels eines 2 MHz-Tiefpaßfilters 40 gefiltert, um ein Luminanzsignal YL¹ niederer Frequenz zu erzeugen. Die 2 MHz-Grenzfrequenz des Filters 40 erzeugt zusammen mit der 1,8 MHz-Grenzfrequenz des Kodiererfilters 12 ein 200 KHz-Sicherheitsband zur Reduzierung des horizontalen überSprechens. Das Signal YL¹ wird nach der Umkehrung in einem Inverter 42 mit dem empfangenen NTSC-Signal mit voller Bandbreite in einer Kombi\ationseinrichtung 44 verknüpft, um ein Videosignal hoher Frequenz oberhalb von 2 MHz zu erzeugen. Ein Verzögerungsnetzwerk 46 kompensiert

Z9ZJO<f

die Verzögerung Infolge des Filters 40 und gleicht die Laufzeiten der in der Einhext 44 verknüpften Signale aus, Das Signal hoher Frequenz der Kombinationseinrichtuno, 44 wird von einer Einheit 48 zur Mittelwertbildung und öifferenzierung verarbeitet, welche die Zeilenpaare mit einem Abstand von IH verarbeitet, um das Eingangssignal In die Luminahz- und Chrominanzkomponenten YH' und C hoher Frequenz zu trennen. Das hochfrequente Luminanzsignal YH¹ wird in einem Addierer 52 mit dem niederfrequenten Luminanzsignal YC verknüpft, nachdem das Signal YL' einer Verzögerung um 1 H in einer Einheit 50 unterworfen wurde, um ein Luminanzsignal Y'mit voller Bandbreite zu erzeugen.

Die modulierte Chrominanzkomponente C der Einheit 48 wird zu einer Einheit 54 übertragen, welche eine Verzögerungsanpassung und Quadraturdemodulations—Funktionen liefert, um die Farbdifferenzsignale I' und Q' zu erzeugen. Die Signale I¹ und Q' werden in einem Chrominanzprozessor 56 einschließlich Verstärkungssteuerungs- und Phasenschiebeschaltungen, beispielsweise, verarbeitet, und das Luminanzsignal Y' wird von einem Lüminanzprozessor 58 verarbeitet, der einschließlich Verstärkungssteuerungs- und Pegelschiebeschaltungen veranschaulicht ist, bevor es einer Matrix 60 zur Verknüpfung der Luminanz- und Chrominanzsignale zugeführt wird, um rote, grüne und blaue bildrepräsentierende Signale R, G und B zu erzeugen. Eine Wiedergabe-Treiberstufe 62 verstärkt diese Signale bis zu einem Pegel, der zur Ansteuerung einer Bildwiedergaberöhre geeignet ist.

Die Figur 3 zeigt eine Schaltung zur Zeilenpaar-Mittelwert-

bildung, die zur Verwendung in den Einheiten 20, 26 und der Kodiereranordnung in Figur 2 geeignet ist. Die Eingangssignale werden von einem Vertikal-Tiefpaßfilter 70 gefiltert, welches dazu enthalten ist, die Störungen der Vertikalverfälschung zu verringern, die bei bestimmten diagonalem Szenenmaterial auftreten. Das Filter 70 ist frei wählbar. Das gefilterte Eingangssignal ist über eine 1 H-Zeilenverzögerungseinheit 72 mit einem Eingang eines Netzwerkes 74 zur Mittelwertbildung verbunden, und ist direkt mit einem Eingang B des Netzwerkes 74 zur Mittelwertbildung verbunden. Ein gemitteltes Zeilensignal des Netzwerks 74 ist direkt mit einem Eingang eines Zeilenfrequenz-Multiplexers (MUX) 76 und mit einem anderen Eingang des Zeilenfrequenz-Multiplexers 76 über eine 1 H-Zeilenverzögerung 78 verbunden. Das Signal F_T des Netzwerks 11 ist an einen Schaltsteuereingang des Multiplexers 76 gelegt.

Die Figur 4 zeigt Einzelheiten der Zeilenpaar-Mittelwert- und Differenzbildungseinrichtung 48 in Figur 2. Eine Einheit 80 empfängt eine zeilenverzögerte Version des Eingangssignals an einem eingang A über eine 1 H-Zeilenverzögerungseinheit und empfängt das Eingangssignal selbst an einem Eingang B. An einem Ausgang wird ein gemitteltes Signal (A+B)/2lwird an einem anderen Ausgang erzeugt. Die um eine Zeile 1 H verzögerten und unverzögerten Versionen des gemittelten Signals der Einheit 80 werden über einen Zeilenfrequenzmultiplexer MUX 83 und ein Vertikal-Tiefpaßfilter 84 zu einem Ausgang übertragen, an welchem das Signal YH erzeugt wird. Die um eine Zeile 1 H verzögerten und unverzögerten Versionen des differenzierten Signals der Einheit 80 werden über einen Zeilenfrequenz-Multi-

er-zeugt, und ein differenziertes Signal (A-3)/2

_ ₁₂ _ ZSZ/O^

plexer 86 und ein Vertikal-Bandpaßfilter 88 zu einem Ausgang übertragen, an welchem das Chrominanzsignal C entwickelt wird. Das Signal F ist an einen Schaltsteuereingang des Multiplexers 83 und des Multiplexers 86 gelegt. Die Ausgangsfilter 84 und 88 sind frei wählbar und dienen im wesentlichen demselben Zweck wie das Filter 70 in Figur 3.

Die Figur 5 veranschaulicht ein anderes Verfahren, mit welchem Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines NTSC-Standard-Fernsehsignals in einem Sender kodiert und in einem Empfänger ohne Luminanz/Chrominanz-Übersprechen dekodiert werden. Das in Figur 5 veranschaulichte Verfahren ist dem in Figur 5 ähnlich, außer, daß in Figur 5 eine 263 H-Halbbildpaar-Verarbeitung und nicht eine 1 H-Zeilenpaar—Verarbeitung angewendet wird..

In Figur 5 enthält jedes ungeradzahlige Halbbild eine verschachtelte Basisband-Luminanzinformation in Verbindung mit ungeradzahligen Horizontal-Bildabtastzeilen Yl, Y3 usw. und zugehörigen verschachtelten Basisband-Chrominanzinformationen Cl, C3 usw. Jedes geradzahlige Halbbild enthält eine verschachtelte Basisband-Luminanzinformation in Verbindung mit geradzahligen Bildabtastzeilen Y2, Y4 usw. und zugehörigen verschachtelten Basisband-Chrominanzinformationen C2, C4 usw. Innerhalb jedes Vollbildes werden Zeilenpaare mit einem Abstand von 263 H so verarbeitet, daß sich einander ausschließende nichtüberlappende Gruppen von Bildelementen mit einem Abstand von 263 H vertikal gemittelt werden, wobei die Mittelwerte die ursprünglichen Werte innerhalb jeder Gruppe ersetzen. Dieser Prozeß wird für Luminanz- und Chrominanz-

UZ

information getrennt durchgeführt. Der Prozeß der Mittelwertbildung wird für alle Chrominanz-Horizontalfrequenzen durchgeführt, wird jedoch nur für Luminanz-Horizontalfrequenzen oberhalb von etwa 1,8 MHz durchgeführt, um die Vertikaldetail-Luminanzinformation unterhalb von etwa 1,8 MHz zu erhalten. Die gemittelte Chrominanzinformation moduliert einen 3,58 MHz-Chrominanz-Hilfsträger mit entgegengesetzter Phase von Zeile zu Zeile, bevor eine Verknüpfung mit der gemittelten Luminanzinformation in einer Standardweise erfolgt, um ein zusammengesetztes Basisband-Farbvideosignal zu bilden. Die Umkehrung von Zeile zu Zeile, die durch das modulierte Chrominanzsignal als Ergebnis des Chrominanz-Modulationsprozesses dargestellt ist, erzeugt additive und subtraktive Kombinationen der Luminanz- und Chrominanzinformation innerhalb jeder Gruppe der verknüpften Luminanz/Chrominanzinformation. Wie im Fall des Systems der Figur 1 repräsentiert die additive und subtraktive Luminanz/ Chrominanzkombination einen umkehrbaren Algorithmus, um die Luminanz/Chrominanztrennung im Empfänger zu erleichtern.

Die Dekodierung in einem Empfänger ist im wesentlichen dieselbe, wie sie in Verbindung mit der Anordnung der Figur 1 erörtert wurde, außer, daß die Anordnung der Figur 5 einen 263 H-HaIbbildpaar-Dekodierungsprozeß innerhalb eines Vollbildes anwendet. Das Halbbildpaar-Verarbeitungssystem der Figur 5 weist eine verbesserte Luminanz-Chrominanztrennung in der vertikal-zeitlichen Dimension ohne Cross-Colour- oder Cross-Luminanzstörungen auf.

Der Kodierungs-Dekodierungsprozeß der Figur 5 kann, wie in

Figur 6 gezeigt ist, durchgeführt werden. Die Anordnung der Figur 6 ist derjenigen in Figur 2 ähnlich, außer, daß Figur 6 263 H-Halbbild-Verarbeitungsnetzwerke 120, 121, 126, 128, 148 und 150 verwendet und nicht 1 H-Zeilen-Verarbeitungsnetzwerke, und Halbbild- und nicht Zeilen-Kennzeichnungsnetzwerke zur Erzeugung von Halbbild-Kennzeichnungssignalen F₁₇, und F¹ - -

Γ Γ

Die Figur 7 zeigt ein 263 H-Halbbildpaar-Netzwerk zur Mittelwertbildung, das zur Verwendung in Kodierernetzwerken 120, 126 und 128 der Figur 6 zur Halbbildpaar-Mittelwertbildung geeignet ist. Die Figur 8 zeigt eine Einrichtung zur Halbbildpaar-Mittelwert- und Differenzbildung, die zur Verwendung in einem Dekodierer-Netzwerk 148 der Figur 6 geeignet ist. Die Vorrichtung der Figuren 7 und 8 sind der Vorrichtung der Figuren 3 und 4 ähnlich, außer, daß die Vorrichtung der Figuren 7 und 8 263 H-Halbbildpaar-Verarbeitungseinheiten und nicht 1 H-Zeilenpaar-Verarbeitungseinheiten verwenden.

Die Figur 9 zeigt eine Vorrichtung, die zur Verwendung für die Netzwerke 11 und 41 der Figur 2 geeignet ist. An eine Synchrontrenneinrichtung und Taktsignalgenerator 160 wird ein Eingangssignal gelegt, beispielsweise die Luminanzkomponente Y im Fall des Generators 11. Der Generator 160 enthält eine synchronisierende Signaltrenneinrichtung und Abtastschaltungen und Zählerschaltungen zur Erzeugung eines Horizontal-Austastintervallsignals, welches an einen Takteingang (CLK) eines Zeilenzählers 165 gelegt ist, und zur Erzeugung eines Vertikal-Austastintervallsignals, das an einen RESET-Eingang eines Zeilenzählers 165 gelegt ist.

- is -

Der Zähler 165 wird am Ende jedes Vertikal-Austasteingangssignals zurückgestellt und löst anschließend einen Zählprozeß der Horizontalzeilen als Erwiderung auf das Horizontalaustastsignal am Takteingang aus. Das OÜTPUT-Signal wird durch Abtastung des letzten signifikanten Bits der Zeilenzählung gebildet, um z.B. einen niedrigen Logikpegel für geradzahlige Zeilen und einen hohen Logikpegel für ungeradzahlige Zeilen zu erzeugen. Eine geeignete Vorrichtung zur Verwendung als Halbbild-Kennzeichnungsnetzwerke, dargestellt in Figur 6, für die Erzeugung von Halbbild-Kennzeichnungssignalen F und F' kann leicht entwickelt werden, wie dies beispielsweise in dem Text "Circuit Concepts" von Gerald A. Eastman, S. 88 bis 92, erhältlich von Tektronix, Inc., Beaverton, Oregon, erläutert ist.

Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können für die Verbindung und nachfolgende Trennung verwendet werden, um Signale anstelle der Luminanz- und Chrominanzkomponenten, wie es offenbart ist, zu kodieren. In einem solchen Fall sollte eines der zu verknüpfenden Signale eine Phasenänderung von Zeile zu Zeile (d.h. mit einer beträchtlichen negativen Korrelation) innerhalb eines Halbbildes oder innerhalb eines Vollbildes aufweisen, um so einen umkehrbaren Algorithmus zu entwickeln, beispielsweise den veranschaulichten Algorithmus, welcher die additive und subtraktive Signalverknüpfung verwendet. Die geforderte Phasenänderung kann der Art eines solchen Signals zugehörig sein oder kann durch äußere Mittel erzeugt werden, beispielsweise durch einen Modulationsprozeß.

Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können auch verwendet

werden, um eine Kodier/Dekodier-Anordnung eines kooperativen Vollbildprozessors zu entwickeln, wobei Elemente in einem Abstand von 525 H voneinander in Gruppen anzuordnen sind, d. h. im Abstand eines Vollbildes und nicht im 1 H- oder 263 Η-Abstand, wie veranschaulicht.

Claims (19)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung zur Kodierung erster und zweiter Komponenten eines Videosignals, gekennzeichnet durch: Mittel (12, 16, 18, 20, 21, 32) zur Lieferung einer verarbeiteten ersten Komponente ohne die genannte zweite Komponente, mit Gruppen von sich einander ausschließenden korrelierten Bildinformationspixeln mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe, die durch eine ungeradzahlige Anzahl von Bildabtastzeilen getrennt sind; Mittel (22, 24, 26, 28) zur Lieferung einer verarbeiteten zweiten Komponente, ohne die genannte erste Komponente, mit Gruppen von sich einander ausschließenden korrelierten Bildinformationspixeln mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe, die durch eine ungeradzahlige Anzahl von Bildabtastzeilen getrennt sind, wobei die genannte zweite Komponente von einer Bildabtastzeile zur nächsten eine entgegengesetzte Phase aufweist; und Mittel (33) zum Verbinden der genannten verarbeiteten ersten und zweiten Komponenten mit einem umkehrbaren Algorithmus, um ein verknüpftes kodiertes Videosignal zu erzeugen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente eine Komponente der Luminanzinformation und die genannte zweite Komponente eine Komponente der Chrominanzinformation ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Informationsbildelemente innerhalb jeder entsprechenden Gruppe durch eine ungerad-

   innerhalb eines Vollbildes voneinander getrennten Bildelemente gewonnen werden.
4. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verarbeitete erste Komponente eine Information hoher Frequenz ohne eine Information niederer Frequenz enthält.
5. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verarbeitete Luminanzinformation hoher Frequenz im wesentlichen ohne Vertikaldetailinformation ist.
6. 10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2 und weiterhin gekennzeichnet durch Mittel (30) zur Modulation eines Trägersignals mit der genannten zweiten Komponente, um die genannte entgegengesetzte Phase zu erzeugen.
7. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte verknüpfte kodierte Videosignal enthält:

   a) die genannte verarbeitete zweite Komponente einschließlich des genannten modulierten Trägers,

   b) die genannte verarbeitete erste Komponente, welche die Information hoher Frequenz ohne die Information niederer Frequenz enthält, und

   c) die genannte Information niederer Frequenz.
8. 12. Vorrichtung zum Empfang des verknüpften kodierten Signals der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (48), die das Inverse des genannten umkehrbaren Algorithmus zum Trennen des genannten verknüpften kodierten Videosignals

   - 13-

   in dessen Bestandteile der verarbeiteten ersten und der verarbeiteten zweiten Komponenten verwenden; und Mittel (52, 54) zum Übertragen der genannten getrennten verarbeiteten Komponenten in einen bildsignalverarbeitenden Kanal (56, 58).
9. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, weiter gekennzeichnet, durch frequenzselektive Mittel (40) zum Trennen des genannten empfangenen verknüpften kodierten Signals in Komponenten niederer und hoher Frequenz; und Mittel (42, 44) zum Übertragen der genannten getrennten Komponente hoher Frequenz zu der genannten Trenneinrichtung für die Bildung der genannten Bestandteile der verarbeiteten ersten und zweiten Komponenten aus der genannten getrennten Komponente hoher Frequenz.
10. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das' genannte Trennmittel (48) additive und subtraktive Signalverarbeitungsmittel enthält.
11. 15. Vorrichtung zum Empfangen eines Videosignals mit einer ersten Komponente mit Gruppen sich gegenseitig ausschließender korrelierter Bildinformationspixel mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe, getrennt durch eine ungeradzahlige Anzahl von Bildabtastzeilen, verknüpft mit einer zweiten Komponente mit Gruppen sich einander ausschließender korrelierter Bildinformationspixel mit identischem Wert innerhalb jeder Gruppe, die durch eine ungeradzahlige Anzahl Bildabtastzeilen getrennt sind, wobei die genannte verknüpfte zweite Korn-

    ponente von einer Abtastzeile zur nächsten eine entgegengesetzte Phase aufweist, und die genannte Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

    Mittel (40, 42, 44, 46, 48) zum Trennen der genannten verknüpften ersten und zweiten Komponenten; und Mittel (52, 54) zum Übertragen der genannten getrennten ersten und zweiten Komponenten in einen bildsignalverarbeitenden Kanal.
12. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Komponente eine Komponente der Luminanzinformation und die genannte zweite Komponente eine Komponente der Chrominanzinformation ist.
13. 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Trennmittel (48) additive und subtraktive Signalverarbeitungsmittel (42, 44) enthält.
14. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Trennmittel (48) Mittel zur Summen- und differenzbildung der Bildelementgruppen einer einzelnen Abtastzeile enthält.
15. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Trennmittel (148) Mittel zur Summen- und Differenzbildung der im Abstand von 263 H befind-1-ichen Bildelementgruppen enthält, wobei H ein Abtastzeilenintervall ist.

    ZS Z J OV
16. 20. Vorrichtung nach den Ansprüchen 15 oder 16 und weiter gekennzeichnet durch frequenzselektive Mittel (40) zum Trennen des empfangenen Videosignals mit den verknüpften ersten und zweiten Komponenten in Komponenten niederer und hoher Frequenz; und Mittel (44) zur Übertragung der genannten verknüpften Komponente hoher Frequenz zu dem genannten Trennmittel (48) für die Lieferung einer getrennten ersten Komponente hoher Frequenz und einer
    getrennten zweiten Komponente.
17. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
    daß das genannte Trennmittel (48) additive und
    subtraktive Signalverarbeitungsmittel umfaßt.
18. 22. Vorrichtung nach Anspruch 20 bei Abhängigkeit von
    Anspruch 16 und weiter gekennzeichnet durch:

    ein Mittel (52) zum Verbinden der genannten getrennten Luminanzkomponente hoher Frequenz mit der genannten
    Komponente niederer Frequenz aus dem genannten frequenzselektiven Mittel (40), um ein verknüpftes Signal zu erzeugen;

    ein Mittel (58) der Luminanzsignalverarbeitung zum
    Empfangen des genannten verknüpften Signals; und
    ein Mittel (54, 56) der Chrominanzsignalverarbeitung
    zum Empfangen der genannten Chrominanzkomponente aus
    dem genannten Trennmittel.
19. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
    daß das genannte Verarbeitungsmittel des Chrominanzsignals ein Mittel (54) der Chrominanzdemodulation enthält.

    Hierzu 7 Blatt Zeichnungen.