DE2945997A1 - Signalmischschaltung zum mischen von bildsignalen - Google Patents

Description

Dipl. Ing. H. MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr.rer. not. W. KÖRBER Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 22 Steinsdorfstraße 10

& (089) * 29 66 84

14. November 1979

SONY CORPORATION

7-35, Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo, Japan

Signalmischschaltung zum Mischen von Bildsignalen

OJ. .22/0702

Dipl. Ing. H. MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr. rer. not. W. KÖRBER

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 22 Steinsdorfstraße 10

'S» (089) ' 29 66 84

14. November 1979

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich generell auf eine Signalmischschaltung, die zwei benachbarte Bildsignalzeilen zusammenfaßt bzw. kombiniert, und insbesondere auf eine solche Mischschaltung, die zwei Bildsignalzeilen durch Ausführen von Umschaltoperationen wirksam kombiniert.

Beim Bildsystem bzw. Videosystem, wie bei Bildbandaufzeichnungsgeräten, Fernsehkameras, etc., werden Mischvorgänge von zwei benachbarten Bildzeilen häufig in einer Signalverarbeitungsstufe ausgeführt. Wenn zwei benachbarte Bildsignalzeilen gemischt werden, wird eine Verzögerungsschaltung oder Verzögerungseinrichtung bereitgestellt, die die eingangsseitig ihr zugeführten Bildsignale um die Dauer eines Horizontal-Intervalls verzögert, und eine Signalmischschaltung dient dann dazu, die eintreffenden Bildsignale und die von der Verzögerungsschaltung gelieferten verzögerten Bildsignale zu addieren. Wenn die Bildsignale digitalisiert sind, hat die Signalmischschaltung eine digitale Addierschaltung zu sein, die einen ziemlich komplexen Aufbau aufweist. Wenn das System selektiv gemischte und nicht gemischte Bildsignale erfordert, ist ein zusätzlicher Schaltkreis vorzusehen, um selektiv die gemischten Bildsignale und die nicht gemischten Bildsignale zum Ausgang hin durchzuschalten.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein neues Signalmischsystem zu schaffen.

Darüber hinaus soll ein Signalmischsystem geschaffen werden,

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bei dem der Signalmischvorgang ohne Verwendung einer herkömmlichen Signalmischschaltung ausgeführt wird. ;!ine Mischschaltung gemäß der j-rf Lndung soll dabei verwendet werden, wenn zwei benachbarte ßildsi .nalzeilen gemischt werden.

Gelöst wird di vorsteven:- aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte ..rii

g stellt üin Πι Idsignal, ein Sipia! dar, welches mit einer bes Limmten Fruquinz ic uog^ta..; te l wird, und vorzugsweise ein in digitalisierter Form vorliegendes ßildsignal. Wenn das Bildsignal ein üiidsignalgemisch Lt, dann wird das betreffende Bildsignal vorzugsweise mit einer Taktfrequenz von ^li f_t„ abgetastet, wouei £^ die Frequenz eines Farbhilfsträgers bedeutet, die beim UToC-Farbsystem gegeben ist mit j>,5ü MHz. Deragemäli weist der Abtastträger die Frequenz von 1^,32 Milz auf.

Gemäß der Erfindung wird eine tatsächliche Addieroperation durch die Umschaltoperation ausgeführt. Dies Dedeutet, daß ein i'Jingangs-Bildsignal und ein verzögertes Bildsignal abwechselnd mit jeder Abtastung abgeleitet bzw. gewonnen werden, um ein neues Bildsignal zusammenzusetzen. In diesem Fall entspricht das verzögerte Bildsignal einem Ausgangssignal von einer Verzögerungsschaltun,;, die eine Verzögerung um ein Horizontal-Intervall bzw. Zeilenintervall (1 H) einführt. Gemäß der Erfindung bilden di·· 1H-Verzögerungsschaltung oder -einrichtung und ein Schalt- bzw. Umschaltkreis eine Fiischschaltung.

Die vorliegende ^Jrfindung kann bei verschiedenen Fällen angewandt werden. So wird die Erfindung beispielsweise zur Verarbeitung von Bildsignalen in einem Spezialwiedergabebetrieb eines Bildbandaufzeichnungsgerätes verwendet. Dies bedeutet, daß dann, wenn ein Bildsignal in einem ungeradzahligen Teilbild durch ein Synchronisiersignal eines geradzahligen Teilbildes synchronisiert ist, um wiedergegeben oder in dem BiId-

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Λ-

bandaui'zeichnungs-/V/iedergabegerät reproduziert zu werden, das wiedergegebenc Bild in der vertikalen Richtung verschoben ist, und zwar aufgrund des Zeilensprungverfahrens. Wenn beispielsweise ein Bildsignal von einen: Bildbandaufzeichnungs-/ Y.'iedergabegerät mit Helical-Abtastung in einem Zustand abgegeben wird, in welchem ein Band angehalten ist, dann wird das Bildsignal desselben Teilbildes wiederholt wiedergegeben. In dem oben erwähnten Zustand ist das wiedergegebene Bild somit ein auf dem Anzeigeschirm des Monitors bzw. Überwachungsgerätes stillstehendes Bild. Da das Be/.ugr.-.'jynchronisiersignal Jedoch in der richtigen Reihenfolge von ungerade, gerade, ungerade, etc. zyklisch wiederholt auftritt, wird eine Schwingung bzw. Vibration in dem wiedergegebenen Bild hervorgerufen, wie dies zuvor erwähnt worden ist. \7enn zwei benachbarte Bildsignalzeilen in jedem zweiten Teilbild addiert werden, dann kann die oben erwähnte Schwingung bzw. Vibration in visueller Hinsicht vermieden worden. Die > rt und Weise oder die Berücksichtigung der Anwendung der vorliegenden Erfindung wird an anderer Stelle näher beschrieben (siehe US-Patentanmeldung vow 9.A.79, Serial Uo. 28 597).

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nschstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2Λ zeigt den Verlauf eines Taktsignal» mit einer Frequenz von A f_sc.

Fig. 2B zeigt den Verlauf eines Taktsignals mit einer Frequenz von 2 f .

Fig. 2C zeigt ein digitalisiertes Bildsignal. Fig. 2D zeigt ein verzögertes Bildsignal. Fig. 2E zeigt ein verschachteltes Bildsignal. Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm eine Zusammensetzungsschaltung, in der die vorliegende Erfindung übernommen ist.

In Fig. 1 ist das Grundkonzept der Erfindung veranschaulicht. Dabei ist eine Verzögerungsleitung oder Verzögerungsschal-

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tung 1 gezeigt, die eine Verzögerungszeit von einem Horizontal- bzw. Zeilenabtastintervall aufweist. Die Verzögerungsschaltung 1 erhält die eintreffenden abgetasteten Bildsignale, die in acht Bits umfassende parallele Digital-Signale umgesetzt sind. Deshalb kann die Verzögerungsschaltung 1 acht Schieberegister enthalten, deren jedes eine Länge von beispielsweise 640 Bits aufweist. Ein Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 1 wird einem Schalt- bzw. Umschaltkreis zugeführt, dem das betreffende Ausgangssignal zusammen mit den eintreffenden abgetasteten Bildsignalen zugeführt wird, die nicht verzögert sind. Einem Takteingangsanschluß 2 wird ein Taktsignal f. zugeführt, welches mit dem eintreffenden digitalisierten Bildsignal synchronisiert ist. Die Frequenz des Taktsignals beträgt 4 f (wobei f die Frequenz eines

SC SC

Farbhilfsträgers ist). Dieses Taktsignal f , wird der Verzögerungsschaltung 1 zugeführt und außerdem einem Teiler 3, der beispielsweise eine Untersetzung von 1/2 vornimmt. Dadurch wird das 4 f -Taktsignal in ein 2 f -Taktsignal untersetzt.

SC SC

In Fig. 2A ist das dem Takteingangsanschluß 2 zugeführte 4 f Taktsignal gezeigt, und in Fig. 2B ist das von dem Teiler 3 erhaltene 2 f -Taktsignal gezeigt.

SC

Das so von dem Teiler 3 erhaltene 2 f „-Taktsignal wird einem

SC

Eingangsanschluß eines UND-Gliedes 5 zugeführt, welches an seinem anderen Eingangsanschluß ein Steuersignal zugeführt erhält, welches über einen Steuersignal-Eingangsanschluß 6 zugeführt wird. Wenn das Steuersignal mit hohem Pegel auftritt, arbeitet die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung wie folgt.

Das in Fig. 2C dargestellte digitalisierte Bildsignal wird dem Umschaltkreis 4 und der Verzögerungsschaltung 1 zugeführt. Das von der betreffenden Verzögerungsschaltung abgegebene verzögerte Bildsignal ist in Fig. 2D angedeutet; es wird dem Umschaltkreis 4 zugeführt. Der Umschaltvorgang dieses Umschaltkreises 4 hängt von Signalen ab, die von dem UND-Glied 5 abgegeben werden. Wenn das Steuersignal einen hohen Pegel aufweist, wird als Ergebnis das 2 f_sc-Taktsignal

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an den Umschaltkreis 4 abgegeben. In diesem Fall verschiebt sich während der Dauer hohen Pegels des 2 f -Taktsignals der bewegliche Umschaltkontakt 4c des Umschaltkreises 4, zu dessen einen feststehenden Kontakt 4a hin, der mit dem Ausgangsanschluß der Verzögerungsschaltung 1 verbunden ist. Während der Dauer niedrigen Pegels verschiebt sich der betreffende bewegliche Kontaktarm zu dem anderen feststehenden Kontakt 4b hin, der das eintreffende digitale Bildsignal zugeführt erhält.

Damit gibt der Umschaltkreis 4 die aus Fig. 2 .'JJ ersichtlichen verschachtelten Signal folgen an dir- nächste Stufe ab.

Wenn das über den Steueranschluß 6 an das UND-Glied 5 abgegebene Steuersignal mit niedrigem Pegel auftritt, dann liegt der bewegliche Kontakt bzw. Kontaktarm 4c des Umschaltkreises 4 fest auf dem Kontakt 4b, und zwar trotz der Abgabe des

2 f -Taktsignals an das UND-Glied 5.
se

In diesem Falle wird das eintreffende digitalisierte Bildsignal direkt zu der nächsten Stufe hin übertragen.

Im folgenden wird ein Bildsignal-Wiedergabesystem beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung eingeführt ist. Dies bedeutet, daß die Erfindung bei einer Wiedergabeschaltung verwendet ist, die in langsamen bzw. Zeit_lupen_betrieb, Stillstandsbetrieb, etc. eines Videoplattengerätes angewendet wird und daß die Erfindung ferner bei einem Bildbandgerät mit Helical-Abtastung verwendet werden kann, bei dem ein Kopf-Selbstnachlaufsystem verwendet wird, gemäß dem ein Magnetkopf von einem Element, wie einem Zweielementträger oder dgl., getragen wird, um ein Bildsignal im Zeitlupen-, Stillstandsbetrieb oder dgl. störungsfrei wiedergeben zu können. Im folgenden wird eine Beschreibung unter Bezugnahme auf das NTSC-Farbfernsehsystem gegeben. Beim NTSC-Farbfernsehsystem beginnt ein Farbbildsignal eines Farbteilbildes von einem ersten Teilbild und endet in einem vierten Teilbild. Dies bedeutet, daß ein

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- Mr - S

Farbbild alle vier Teilbilder wiederkehrt. Im falle einen Bildbandgerätes mit Helical-Abtastung besteht eine :Jildauizeichnungsspur beispielsweise aus v/iederholt angeordneten opuren F1 bis F4. LJn in diesem [''alle einen spezieilen Y.iedergabebetrieb, wie einen Zeitlupenbetrieb, Stillstandsbetrieb, etc. bei der .v'iedergabo auszufahren, wird dasselbe Teilbild aufeinanderfolgend für ein·- Stilistenende bewegung bzw. zur StiU- standsdarsbaHung abgetastet, oder die ernten und vierten Teilbilder v.erden aufeinanderfolgend für einen Rücklauf abgetastet, indem eine iJanubewegung unu die Kopf einstellung durch ein Zweielementblatt gesteuert werden. Bei einer Maschine für einen wendebetrieb ist beispielsweise ein solches Bildausgari;'_;ssignal erforderlicn, welcnes mit der KTSC-Farbnorm übereinstimmt. Inzwischen ist ein während des speziellen Wieder-.'•,abebetriebs wiedergegebenes Bildsignal verschieden von der M'SC-Farbnorm. Deshalb ist es erforderlich, daß das Farbteilbild des wiedergegebenen Bildsignals und das Farbteiibild des Nor:;.- oder Bezugssignals überprüft werden und daß dann das w^edergegebene Bildsignal derart neu gebildet wird, daß sein Farbteilbild mit dem Farbteilbild des Bezugssignals übereinstimmt. Dies ist an der zuvor erwähnten anderem .,teile im einzelnen beschrieben.

Nunmehr wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Gründung unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert, die eine Zusammensetzungsschaltung zeigt, in der die vorliegende Erfindung angewendet wird. Gemäß Fig. 3 wird ein wiedergegebenes und acht Bit umfassendes digitalisiertes Farbbildsignalgemisch

einem Eingangsanschluß 10 zugeführt. Dieses Signal ist mit einem Bezugssynchronisiersignal synchronisiert. Das so dem i'iingangsanschluß 10 zugeführte Signal wird dann einer digitalen Kammfilterstufe zugeführt, die eine IH-Verzögerungsschaltung 11, eine digitale Subtrahiereinrichtung 12 und eine digitale Addiereinrichtung 13 enthält.

Ein digitalisiertes Färb- bzw. Chrominanzsignal wird an einem Ausgangsanschluß der Subtrahiereinrichtung 12 erhalten, und

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— ss —
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ein digitalisiertes Leuchtdichte- bzw. Luminanzsignal wird an einem Ausgangsanschluß der Addiereinrichtung 13 erhalten. i;in Abtasttaktsignal mit einer Frequenz von 4f , wobei f eine Farbhilfsträgerfrequenz bedeutet, wird ebenfalls einem iiirigangsan:;chluß 1A zugeführt. Dieses Af -Taktsignal ist außerdem mit dem digitalisierten Farbbildsignalgemisch synchroni siort. Das dem Eingangsan.^chluß IU zugeführte 4f „-Takt-

SC

signal wird der IH-Verzögerungssciialtung 11 der Kammfilterstufe zugeführt sowie einer IH-Verzögerungsschaltung 15 einer Interpol_ationsstufe und einem 1^-Frequenzteiler 1u. Die

Interpo] ationsstufe weist ferner einen Umschalt- bzw.

Schaltkreis 17 auf, dem das digitalisierte Leuchtdichtesignal und dessen um 1H verzögertes Signal zugeführt werden.

Das digitalisierte Farbsignal wird einem Phaseninverter 18 und einem Umschaltkreis 19 zugeführt. Damit wird das in der Phase selektiv invertiex^te digitalisierte Farbsignal von einem Ausgangsanschluii des Umschaltkreises 19 abgegeben. Die beiden Aungangssignale der Umschaltkreise 17 und 19 werden einer Addiereinrichtung bzw. einem Addierer 20 zugeführt und dann an einen Ausgangsanschluß 21 abgegeben. Die beiden Umschaltkreise 17 und 19 werden durch Steuersignale gesteuert, die von einem Steuersignalgenerator 22 abgegeben werden. Ein die Farbphase invertierendes Steuer- bzw. Befehlssignal wird dem Umschaltkrei^ 19 von dem Steuersignalgenerator 22 direkt zugeführt, und ein Leuchtdichteinterpol_jations-Steuersignal wird von dem Steuersignalgenerator 22 an den Umschaltkreis über ein UND-Glied 23 abgegeben. Dem UND-Glied 23 wird ferner ein 2f -Taktsignal zugeführt, welches dadurch erhalten wird,

Sv

daß das 4f -Taktsignal in dem 1:2-Untersetzer 16 untersetzt wird. Der Steuersignalgenerator 22 unterscheidet Beziehungen

dem
zwischen/außerhalb des Bandes auftretenden Farbteilbild und dem Bezugsfarbteilbild; er gibt die geeigneten Steuer- bzw. Befehlssignale ab. So werden ein wiedergegebenes Synchronisiersignal und ein wiedergegebener Hilfsträger dem Steuersignalgenerator 22 über die Eingangsanschlüsse 24 und 25 zugeführt. Ferner werden ein Bezugssynchronisiersignal und ein Bezugshilfsträgersignal dem Steuersignalgenerator 22 über die

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liingangsanschlüsse 26 bzw. 27 zugeführt.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Systems erläutert.

Wenn das Synchronisiersignal eines wiedergegebenen Bildsignals mit dem Bezugssynchronisiersignal nicht übereinstimmt, wird dem UND-Glied 23 von dem Steuersignalgenerator 22 ein Signal mit hohem Potential zugeführt. Demgemäß wird der bewegliche Kontakt bzw. Kontaktarm des Umschaltkreises 17 ständig durch das 2f -Taktsignal umgeschaltet. Wenn ein wiedergegebener Hilfsträger mit dem Bezugshilfsträger nicht koinzidiert, dann bleibt der bewegliche Kontaktarm des Umschaltkreises 19 auf der Ausgangsseite des Inverters 18 während der Zeitspanne liegen, während der das Teilbild wiedergegeben wird. Wenn das wiedergegebene Synchronisiersignal und das Bezugssynchronisiersignal miteinander koinzidieren, dann wird der Umschaltkreis 17 so geschaltet, daß während der gesamten Teilbildwiedergabe das nicht verzögerte digitalisierte Leuchtdichtesignal ausgewählt wird. Wenn beispielsweise das Farbteilbild der Bezugsgröße das erste Farbteilbild ist und wenn das Farbteilbild des wiedergegebenen Bezugssignals das zweite Farbteilbild ist, dann wird der Umschaltkreis 19 derart geschaltet, daß das Ausgangssignal des Inverters 18 ausgewählt wird, während der Umschaltkreis 17 den Dauerschaltbetrieb durch das 2f -Taktsignal erfährt. Die oben erläuterte Art und V/eise der Steuerung wird in Übereinstimmung mit der Spezifizierung der in Verbindung mit einem Bildbandgerät mit Helical-Abtastung verwendeten Zeitbasis-Sammeleinrichtung ebenfalls verschieden sein. Die Interpo-lationswirkung des Umschaltkreises 17 beseitigt die Vertikalschwingung des wiedergegebenen Bildes auf einem Monitor-Anzeigeschirm. Genau gesagt bedeutet dies, daß die Interpolationswirkung ebenfalls für das Farbsignal erforderlich ist. Da die Bandbreite des Farbsignals jedoch schmal ist, wird jedoch sogar bei Weglassen der betreffenden W^rirkung im Falle der Anordnung gemäß Fig. 3 die hervorgerufene Verschlechterung des

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wiedorgegeüenen Hildes güririii, sein.

us besteht keinerlei hotwendigkeit dafür:, die vorliegende ^rfindung in tier Anwendung au: das I;TL>C-Farbbildsignal zu beschränken. Vielmehr kann die vorliegende ,Erfindung mit der gleichen V.irkun, auf das PAL-Farbbildsignal angewandt werden.

Der Patentanwalt

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L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Patentansprüche

   (1... Signalmischschaltung zum Mischen von Bildsignalen zweier ZeilenabtastIntervalle, wobei die Bildsignale abgetastete Bildsignale sind und v/obei eine Verzögerungsschaltung vorgesehen ist, die die abgetasteten Bildsignale verzögert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltkreis (4; 17,19) vorgesehen ist, der mit aufeinanderfolgenderAbtastung verzögerte und unverzögerte abgetastete Bildsignale ableitet.
2. 2. Sigxialmischschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltkreis (4) einen beweglichen Kontakt (4c) und zwei feststehende Kontakte (4a,Ab) aufweist und daß die verzögerten und die unverzögerten abgetasteten Bildsignale dem feststehenden Kontakt (4a, 4b) zugeführt sind.
3. 3. Signalmischschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frequenzteiler (3;16) vorgesehen ist, der ein Abtast-Taktsignal in der Frequenz um einen Faktor 2 untersetzt und das untersetzte Abtasttaktsignal an den Umschaltkreis (4;17) abgibt.
4. 4. Signalmischschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetasteten Bildsignale durch digitale Bildsignale mit einer Vielzahl von Bits gebildet sind und daß der Umschaltkreis für entsprechende Bits der digitalisierten Bildsignale vorgesehen ist.
5. 5. Signalmischschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Frequenz untersetzte Abtasttaktsignal über eine Verknüpfungsschaltung (5;23)

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   -z-

   abgegeben wird, der ein Steuersignal zur Steuerung der Mischoperation des Uraschaltkrei^es (4;17) zugeführt ist,

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