DE3603248A1

DE3603248A1 - Schaltungsanordnung zum feststellen nicht normgemaesser fernsehsignale

Info

Publication number: DE3603248A1
Application number: DE19863603248
Authority: DE
Inventors: Warren Henry Mobile Ala. Nicholson; Walter Edgar Princeton N.J. Sepp
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1986-02-03
Publication date: 1986-08-07
Also published as: FR2577092B1; GB8602574D0; JPS61234189A; JPH07105963B2; HK89193A; FR2577092A1; KR940006626B1; GB2171573A; DE3603248C2; US4635099A; GB2171573B; KR860006782A

Description

RGA 80 770 Ks/Ri

U.S. 697,907

Filed: February 4·, 1985

RCA Corporation 201 Washington Road, Princeton, N.J. (US)

Schaltungsanordnung zum Feststellen nicht normgemäßer Fernsehsignal

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Herausfinden von Videosignalen, die nicht der Norm entsprechen. Eine solche Anordnung kann nützlich sein in Verbindung mit einer videosignalverarbeitenden Schaltung, die Teilbild- oder Vollbildspeicher enthält.

Teilbild- und Vollbildspeicher können Verwendung finden in videosignalverarbeitenden Systemen wie Kammfiltern, Systemen für fortlaufende Abtastung und Systemen zur zeitlichen Rauschverminderung, in jedem dieser Systeme werden Signalproben, die zeitlich um eine Teilbild- oder Vollbildperiode auseinanderliegen, miteinander kombiniert, um verarbeitete Proben zu erzeugen. Die erwähnten Systeme sind im allgemeinen für die Behandlung von Signalen ausgelegt, die gut korreliert von Teilbild zu Teilbild und von Vollbild zu Vollbild sind. Wenn Videosignale nicht gut korreliert sind, wegen Bewegung von einem Teilbild zum andern oder weil die Signale aus einer nicht normgemäßen Quelle stammen, dann kann die Be-

triebsqualität der mit Teilbild- oder Vollbildspeicher ausgestatteten SignalVerarbeitungseinrichtung verschlechtert sein.

Es ist wünschenswert, beim Fühlen eines Mangels an Korrelation die Teilbild- oder Vollbildverarbeitung zumindest teilweise aufzugeben, um die Verschlechterung des wiedergegebenen Bildes minimal zu halten. So enthalten viele der mit Vollbildspeicher arbeitenden Signalverarbeitungssysteme Bewegungsdetektoren, welche die mit dem Vollbildspeicher durchgeführten Verarbeitungsschritte für diejenigen Teile des Bildes, die bewegende Objekte wiedergeben, modifizieren oder umgehen.

Signale aus nicht normgemäßen Quellen, also "Nichtnormsignale", können wie erwähnt von Teilbild zu Teilbild oder von Vollbild zu Vollbild schlecht korreliert sein. Im vorliegenden lall sei mit dem Ausdruck "Nichtnormsignal" ein Farbfernsehsignal gemeint, bei dem das Verhältnis der Farbhilfsträgerfrequenz f zur Horizontalzeilenfrequenz f_H beträchtlich von der definierten Norm abweicht. Dieses Verhältnis kann eine kritische Größe bei Systemen sein, die Videosignale in abgefragter Form verarbeiten wie z.B. digitale Fernsehempfänger. Bei solchen Systemen wird als Abfragefrequenz gewöhnlich ein Vielfaches von f gewählt, um die von der jeweiligen Videosignal-Norm diktierten gegenseitigen Beziehungen in den Signalen vorteilhaft auszunutzen. So ist z.B. bei der RTSC-Norm die Frequenz f__ die 4-55-te Harmonisehe der Hälfte der Zeilenfrequenz frr. Da f_„ eine Harmoni-

Λ ·"· SC

sehe von ^f^ ist, gibt es im Farbartsignal eine Phasenverschiebung von 180° von Zeile zu Zeile und von Vollbild zu Vollbild, während in den Leuchtdichtesignalkomponenten keine Phasenverschiebung auftritt. Diese Beziehung wird durch Vollbild- und Zeilen-Kammfilter ausgenutzt, um die Leuchtdichte- und Farbartkomponenten des zusammengesetzten Videosignals (d.h. des "Videosignalgeroischs") voneinander zu trennen. Wenn die mit einer Abfragefrequenz 4-f_sc genommenen Proben

— 7 —

des Videosignalgemischs von Proben subtrahiert werden, die um eine Zeilen- oder eine Vollbildperiode verzögert sind, dann besteht für die Leuchtdichtekomponenten der Proben die Tendenz zu gegenseitiger Auslöschung, so daß nur die Farbartkomponenten bleiben. Werden in ähnlicher Weise Proben miteinander addiert, die um eine Zeile oder um ein Vollbild voneinander getrennt sind, dann tendieren die !Farbartkomponenten zur Auslöschung, so daß nur die Leuchtdichtekomponenten übrig bleiben. Damit ein Vollbild-Kammfilter y\Q wirksam ist, sollten die Proben der beiden Vollbilder möglichst genau miteinander ausgerichtet sein. Wenn fehlausgerichtete Proben an ein Kammfilter gelegt werden, können die Leuchtdichte- und Farbartkomponenten der Proben unkorreliert sein, so daß das Kammfilter verzerrte oder verfälschte Farbart- und Leuchtdichtesignale erzeugt.

Eine Fehlausrichtung der Proben von Teilbild zu Teilbild oder von Vollbild zu Vollbild kann auch bei anderen Typen von mit Teilbild- oder Vollbildspeicher arbeitenden Signal-Verarbeitungseinrichtungen zu einem Problem werden. Wenn z.B. der Mittelwert des Verhältnisses von f_gc zu f_H nicht mit dem Normverhältnis übereinstimmt, was bei manchen Videospielen und Personalcomputern der Fall ist, dann kann die Bildwiedergabe eine Schrägverzerrung (Skew) von Teilbild zu Teilbild erleiden. Diese Schrägverzerrung kann ein für fortlaufende Teilbildabtastung ausgelegtes System dazu bringen, ein gezacktes Bild wiederzugeben, und kann einen gleichmäßigen Verlust an horizontaler Bildauflösung für Signale bringen, die durch ein rekursives Rauschunterdrückungsfilter verarbeitet werden.

Selbst dann, wenn der mittlere Wert des Verhältnisses von f_gc zu fjj dem Normverhältnis entspricht, können dennoch Fehlausrichtungsprobleme auftreten, falls sich der augenblickliche Wert des Verhältnisses wesentlich von Zeile zu Zeile ändert. So ist z.B. in Videobandrecordern und in Videoplattenspielern die Zeilenfrequenz f_H durch die Ge-

schwindigkeit des Bandes oder der Platte bestimmt, während die Hilfsträgerfrequenz f _ durch einen piezoelektrischen Kristall bestimmt ist. Infolge von Mängeln im Band oder in der Platte kann f„ von Zeile zu Zeile beträchtlich schwanken, während f_„ relativ fest bleibt. Diese Schwankung im Verhältnis von f_gc zu f_H kann zu einer Verzerrung an den Rändern von Objekten in Bildern führen, die durch ein Vollbild- oder Teilbild-Kammfilter verarbeitet worden sind, sie kann auch in unregelmäßiger Weise die Horizontalauflösung eines Systems zur Unterdrückung zeitlichen Rauschens vermindern, und sie kann ein für fortlaufende Abtastung ausgelegtes System dazu bringen, ein gezacktes Bild wiederzugeben.

Es gibt Nichtnormsignal-Detektoren, die unterscheiden zwischen Rundfunk- und Kabel-Fernsehsignalen, die der Norm relativ gut entsprechen,und den Nichtnormsignalen von Videospielen oder Personalcomputern. Viele dieser Detektoren sind jedoch nicht in der Lage, Nichtnormsignale aus Videobandrecordern und BildplattenSpielern festzustellen.

V\/ Eine Ausführungsform eines Nichtnormsignal-Detektors ist in der US-Patentschrift 4- 335 4-03 offenbart. Dieser Detektor vergleicht einen "verarbeiteten Synchronimpuls", der eine Impulsbreite von 280 ns hat, mit einem "Rücklaufmitteimpuls", der eine Impulsbreite von 560 ns hat. Unter der Annahme, daß zum Fühlen einer Koinzidenz eine Überlappung von 70 ns notwendig ist, läßt dieses System Signale, die von der Norm um bis zu sechs 70-ns-Proben in einer Horizontalzeile abweichen, noch als Normsignale durchgehen.

Solche Signale können aber die Arbeitsqualität einer Teilbild- oder Vollbild-SignalVerarbeitungsschaltung ernsthaft verschlechtern.

In der US-Patentschrift 4· 4-54- 531 ist ein anderer Nichtnormsignal-Detektor beschrieben, der einen Zähler verwendet, um einen mit Horizontalzeilenfrequenζ auftretenden

Impuls aus einem Abfragetaktsignal abzuleiten, dessen Frequenz fest gegenüber der Farbhilfsträgerfrequenz ist. Ein monostabiler Multivibrator streckt diese horizontalfrequenten Impulse auf die Breite von mindestens zwei Taktperioden. Die gestreckten Impulse werden auf den Vorwärts/Rückwärts-Eingang des zweiten Zählers gegeben, an dessen Takteingang Horizontalsynchronimpulse gelegt werden, die aus dem Eingangssignal abgeleitet sind. Mir jeden Horizontalimpuls, der in das durch den gestreckten horizontalfrequenten Impuls definierte Fenster fällt (d.h. für Normsignale), zählt der zweite Zähler in Vorwärtsrichtung, und für Horizontalimpulse, die nicht in dieses Fenster fallen (d.h. für Nichtnormsignale), zählt dieser Zähler in Rückwärtsrichtung. Falls der Zählwert, der vom zweiten Zähler am Ende eines Teilbildes gehalten wird, oberhalb einer vorbestimmten Schwelle liegt, werden die Signale, die das Teilbild erzeugt haben, als !formsignale vermutet, und der von einem dritten Zähler gehaltene Wert wird erhöht. Wenn jedoch der vom zweiten Zähler am Ende eines Teilbildes gehaltene Wert unter die erwähnte Schwelle fällt, dann wird der vom dritten Zähler gehaltene Wert auf O gesetzt. Wenn der Wert im dritten Zähller ungefähr 1000 erreicht, ändert sich das Ausgangssignal des Detektors, um anzuzeigen, daß Normsignale verarbeitet werden.

Die Verzögerung von 1000 Teilbildern macht diesen Detektor ungeeignet für seine Verwendung mit einem Teilbild- oder Vollbildspeicher. Ein vorübergehender Verlust der Koinzidenz in einem ansonsten normgerechten Signal, z.B. infolge eines Wechsels zwischen zwei Kameras, kann den Detektor veranlassen, die über den Teilbild- oder Vollbildspeicher erfolgende Verarbeitung abzuschalten, so daß sich die Qualität des wiedergegebenen Bildes verschlechtert. Beim NTSC-System würde die Verzögerung von 1000 Teilbildern dazu führen, daß das Bild geringer Qualität 13 Sekunden lang wiedergegeben wird, bevor die Signalverarbeitung mit dem Teilbild- oder Vollbildspeicher wieder aufgenommen werden könnte. - 10 -

/\- 1 Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Nichtnormsignal-Detektors, der unterscheidet zwischen Videosignalen, in denen das Verhältnis von Horizontalzeilenfrequenz zu Farbhilfsträgerfrequenz eng einer vorbestimmten Signalnorm entspricht, und Videosignalen, in denen diese Entsprechung nicht vorhanden ist, und der eine weniger komplizierte Anordnung benutzt als bekannte Nichtnormsignal-Detektoren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Nichtnormsignal-Detektor zur Verwendung in einem videosignalverarbeitenden System vorgesehen, das eine Quelle für ein eine Farbburstkomponente und eine Horizontalsynchronkomponente enthaltendes Videosignalgemisch und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Taktsignals aufweist, dessen Frequenz im wesentlichen proportional zur Frequenz der Farbburstkomponente ist. Der Nichtnormsignal-Detektor enthält eine frequenzteilende Einrichtung, die mit der taktsignalerzeugenden Einrichtung gekoppelt ist und auf ein Steuersignal, das einen ersten und einen zweiten Zustand annehmen kann, anspricht, um alternativ eines von zwei Impulssignalen zu liefern. Das erste Impulssignal hat eine Frequenz, die im wesentlichen gleich der mittleren Frequenz des Horizontalsynchronimpulssignals ist, während das zweite Impulssignal eine Frequenz hat, die wesentlich von der erwähnten mittleren Frequenz abweicht.

Die Breite der Impulse im ersten und im zweiten Impulssignal ist kleiner als das Zweifache der Periode des Taktsignals. Der N„ichtnormsignal-Detektor enthält außerdem eine mit der Quelle des Signalgemischs gekoppelte Einrichtung zur Erzeugung eines Horizontalimpulssignals, das im wesentliehen mit dem Horizontalsynchronimpulssignal synchronisiert ist und eine Impulsbreite hat, die kleiner ist als die Hälfte der Periode des Farbburstsignals. Der Nichtnorm-

- 11 -

signal-Detektor enthält ferner eine Koinzidenzfühleinrichtung, die mit der frequenzteilenden Einrichtung und mit der das Horizontalimpulssignal erzeugenden Einrichtung gekoppelt ist, um das Steuersignal für die frequenzteilende Einrichtung zu erzeugen, das im ersten Zustand ist, wenn die Impulse des von der frequenzteilenden Einrichtung gelieferten Signals die Impulse des Horizontalimpulssignals mindestens einmal in einer vorbestimmten Anzahl von Perioden des Horizontalimpulssignals überlappen, und das ansonsten in einem zweiten Zustand ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines digitalen Fernsehsignal-Verarbeitungssystems, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verkörpert;

Pig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung, die sich zur Verwendung in der Ausführungsform nach Fig. 1 eignet;

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines digitalen nachtriggerbaren monostabilen Multivibrators, der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verwendet werden kann;

Fig. 4-A ist ein Blockschaltbild eines adaptiven Kammfilters, daß sich zur Realisierung einer Signalverarbeitungsfunktion im System nach Fig. 1 eignet; 30

Fig. 4-B ist ein Blockschaltbild eines rekursiven Rauschunterdrückungsfilters, das als Alternative zur Realisierung der Signalverarbeitungsfunktion im System nach Fig. 1 geeignet ist.
35

In den Zeichnungen stellen breite Pfeile Schienen für digitale Mehrbit-Signale in Parallelform dar. Dünne gepfeilte

- 12 -

Linien bedeuten Verbindungen, die Analogsignale oder Einbit-Mgitalsignale übertragen. Je nach der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Bauteile können ausgleichende Verzögerungen in manchen der Signalwege erforderlich sein. Ein Fachmann auf dem Gebiet der Konstruktion digitaler Schaltungen wird selbst wissen, wo solche Verzögerungen in seinem speziellen System benötigt werden.

Gemäß der Fig. 1 liefert eine Quelle 10, die z.B. den Tuner, den Zwischenfrequenzverstärker und den Videοdetektor eines herkömmlichen Farbfernsehempfängers umfassen kann, ein zusammengesetztes Videosignal (Videosignalgemisch) in Analogform an eine Synchronsignal-Abtrennschaltung 16. Diese Schaltung 16 erzeugt durch herkömmliche Mittel aus dem analogen Videosignalgemisch Horizontal- und Vertikal-Synchronimpulse und Burst-Torimpulse. Die Horizontalsynchronimpulse werden auf eine Horizontal-PLL 20 gegeben (die Abkürzung PLL steht für "Phase Locked Loop" und ist mittlerweile auch hierzulande üblich, um eine phasensynchronisierte Schleife bzw. einen Phasenregelkreis zu bezeichnen). Die PLL 20 erzeugt ein Signal, das mit den Horizontalsynchronimpulsen aus der Abtrennschaltung 16 phasensynchronisiert ist. Im Idealfall hat die PLL 20 einen relativ großen Fangbereich, so daß sie schnell auf Phasenverschiebungen der aus dem Videosignalgemisch abgeleiteten Horizontalsynchronimpulse ansprechen kann. Eine geeignete Horizontal-PLL kann aus herkömmlichen Bauteilen hergestellt werden, z.B. aus der integrierten Schaltung des RCA-Typs CD4046A.

Die Hauptfunktion der PLL 20 besteht darin, relativ rauschfreie Horizontalsynchronsignale zu liefern. In Systemen, wo Rauschfestigkeit keine wichtige Konstruktionserwägung ist, kann die PLL 20 fortgelassen werden.

Die phasen synchronisierten horizontal- oder zeilenfreciuenten Impulse aus der PLL 20 werden an eine impulsformende Schaltung gelegt, die ein UND-Glied 19, ein Verzögerungs-

- 13 -

element 21 und einen Inverter 23 enthält. Der Ausgangsanschluß der PLL 20 ist mit dem Verzögerungselement 21 und mit einem Eingang des UND-Gliedes 19 verbunden. Das Verzögerungselement 21 liefert verzögerte Impulse an den Inverter 23, dessen Ausgang mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 19 verbunden ist. Die vom UND-Glied 19 gelieferten Impulse beginnen jeweils zur praktisch selben Zeit wie die Impulse aus der PLL 20, haben jedoch eine Impulsbreite, die ungefähr gleich der vom Verzögerungselement 21 be-

"10 wirkten Verzögerung ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist diese Verzögerung kurzer als 14-0 ns, so daß das vom UKD-Glied 19 gelieferte Signal HS ein horizontalfrequentes Impulssignal ist, das mit der Horizontalsynchronkomponente des empfangenen Videosignalgemischs phasensynchronisiert ist und eine relativ schmale Impulsbreite hat (d.h. weniger als zwei Perioden des Taktsignals 4f_sc).

Die Vertikalsynchronimpulse aus der Abtrennschaltung 16 werden auf eine herkömmliche Vertikalfrequenz-PLL 18 gegeben, die ein Vertikalsynchronsignal VS erzeugt. Das Signal VS ist in Frequenz und Phase mit den Vertikalsynchronimpulsen synchronisiert, die von der Abtrennschaltung 16 aus dem Videosignalgemisch abgeleitet werden.

Das Burst-Torsignal BG wird von der Synchronsignal-Abtrennschaltung 60 auf eine PLL 14- gegeben, die ein Abfragetaktsignal erzeugt, dessen Frequenz das Vierfache der Frequenz des Farbhilfsträgersignals ist und das mit der Farbsynchron- oder Burstkomponente des Videosignalgemischs phasensynch.ronisiert ist. Die PLL 14 kann eine herkömmliche digital gesteuerte PLL sein, ähnlich der in der US-Patentschrift 4 291 332 beschriebenen Ausführungsform. Das von der PLL 14 gelieferte 4f^-Taktsignal wird einem Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 12 angelegt, um die Folgefrequenz oder "Rate" zu steuern, mit denen dieser Wandler 12 digitale Abfrageproben erzeugt, die das Videosignalgemisch aus der Quelle 10 repräsentieren. Die vom A/D-Wandler 12

gelieferten digitalen Signalproben werden auf die PLL 14-gegeben. Die PLL 14 verwendet das Burst-Torsignal BG, um aus den erwähnten Proben des Videosignalgemischs die den Parbburst repräsentierenden Proben herauszuziehen, die zur Phasensynchronisierung der 4f_sc-Taktsignale benutzt werden.

Die Horizontal- und Vertikalsynchronsignale HS und VS und das 4f_gc-Taktsignal werden dem Nichtnormsignal-Detektor 22 angelegt.

Die Pig. 2 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten des Nichtnormsignal-Detektors 22 zeigt. Gemäß dieser Figur wird

das 4f„„-Taktsignal an den Zähleingang C eines programmiersc

baren Rückwärtszählers 210 gelegt. Dem Voreinstell-Eingang P des Zählers 210 wird von einer Digitalwertquelle 212, einem nachtriggerbaren monostabilen Multivibrator 216 und einem Inverter 218 ein 8-Bit-Digitalwert angelegt. Wie weiter oben erläutert, kann der Zähler 210 voreingestellt werden, um ausgehend von einem zweier Werte rückwärts zu zählen. Einer dieser Werte wird verwendet, um die Phase des vom Rückwärtszähler gelieferten Horizontalsynchronsignals so zu ändern, daß sie mit der Phase der empfangenen Horizontalsynchronimpulse ausgerichtet wird. Der andere Wert wird dazu verwendet, wenn die Phasen der beiden Signale miteinander ausgerichtet sind, um ein Horizontalsynchronsignal zu erzeugen, das dem von der zu benutzenden Signalnorm vorgegebenen Verhältnis zwischen f und fg angepaßt ist.

Wenn der Zähler 210 rückwärts bis Null gezählt hat, erzeugt er ein Ausgangssignal mit hohem Logikpegel. Dieses Signal wird an den Voreinstell-Aktivierungseingang PE des Zählers 210 gelegt. Das an diesen Eingang PE gelegte logisch hohe Signal stellt den Zähler auf den seinem Voreinstelleingang angelegten V/ert, und zwar synchron mit der Vorderflanke des nächsten 4-f_gc-Taktippulses. Da der Wert im Zähler nach der Voreinstellung nicht mehr Null ist, liefert der Zähler nun

- 15 -

ein Ausgangssignal mit niedrigem Logikpegel. Somit erzeugt der Zähler 210 Ausgangsimpulse, die in Zeitintervallen von ungefähr einer Horizontalzeile (1H) erscheinen und eine Breite von ungefähr 1/(^f ) haben.

Die Impulse vom Zähler 210 werden an einen Eingang eines UND-Gliedes 214 gelegt. Das Horizontalsynchronsignal HS vom UND-Glied 19 wird dem anderen Eingang des UND-Gliedes 214 zugeführt. Das UND-Glied 214 ist ein Koinzidenzdetektor.

Es liefert einen Ausgangsimpuls, wenn sich die Horizontalimpulse von der PLL 20 und vom Zähler 210 zeitlich überlappen. Dieser Koinzidenzimpuls wird an den Triggereingang S des nachtriggerbaren monostabilen Horizontal-Multivibrators 216 gelegt. Der monostabile Multivibrator oder "Univibrator" 216 wandelt einen seinem Triggereingang zugeführten Koinzidenzimpuls in einen Ausgangsimpuls einer Breite um, die gleich einer vorbestimmten Anzahl von Horizontalzeilenperioden ist. Der Univibrator 216 ist nachtriggerbar, so daß nach einmal erfolgter Triggerung jeder nachfolgende Koinzidenzimpuls den Ausgangsimpuls des Univibrators um die vorbestimmte Anzahl von Horizontalzeilenperioden verlängert.

Bei der vorliegenden Ausführungsform haben die vom Univibrator 216 gelieferten Ausgangsimpulse eine Breite von 25 Horizontalzeilenperioden. Infolgedessen behält der Ausgang des Univibrators 216 einen hohen Logikzustand bei, falls in jeweils 25 Horizontalzeilenperioden zumindest einmal eine Koinzidenz gefühlt wird. Es wurde gefunden, daß dieses Signal eine gute Anzeige dafür ist, ob Hormsignale oder nicht Normsignale vorhanden sind; es befindet sich in einem hohen Logikzustand, wenn das Verhältnis zwischen f _ und

se

fjj dem normgemäßen Verhältniswert sehr nahekommt und wenn die Abweichungen gegenüber diesem Verhältniswert von Zeile zu Zeile minimal sind.

Das Ausgangssignal des Monovibrators 216 wird vom Inver-

- 16 -

36Ό3248

ter 218 invertiert und dann auf die Rücksetzeingänge eines Frequenzteilers 220 und eines Setz/Rücksetz-Flipflops 222 gegeben. Das Vertikalsynchronsignal VS von der HLL 18 wird an den Signaleingang des Frequenzteilers 220 gelegt. Der Frequenzteiler 220, der eine Frequenzteilung der teilbildfrequenten Vertikalsynchronsignale durch vier bewirkt, erzeugt ein Signal, das eine Periode gleich zwei Vollbildern und ein Tastverhältnis von 50$ hat. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 220 wird an den Setzeingang des Flipflops 222 gelegt.

Wenn Normsignale verarbeitet werden, sind die Signale an den Rücksetzeingängen des Frequenzteilers 220 und des Flipflops 222 beide in einem niedrigen Logikzustand, und nach- dem mindestens zwei Teilbilder des Normsignals durch den Frequenzteiler 220 verarbeitet worden sind, ist das Signal am Setzeingang des Flipflops 222 in einem hohen Logikzustand. Infolgedessen ist das vom Flipflop 222 gelieferte Signal in einem hohen Logikzustand.

Wenn hingegen ein Nichtnormsignal gefühlt wird, legt der Inverter 218 ein logisch hohes Signal an die Rücksetzeingänge des Frequenzteilers 220 und des Flipflops 222, Dieses Signal setzt den Frequenzteiler zurück, und ändert das an den Setzeingang des Flipflops 222 gelegte Signal und das vom Flipflop gelieferte Signal in logisch niedrige Signale. Wenn das Ausgangssignal des Inverters 218 wieder auf einen niedrigen Logikzustand wechselt, was anzeigt, daß Normsignale verarbeitet werden, bleibt das Ausgangssignal des Flipflops 222 für die Zeit eines Vollbildes in einem niedrigen Logikzustand. Diese Verzögerung erlaubt es der mit Vollbildspeicher arbeitenden Signalverarbeitungsschal tung, ein Vollbild der Normsignale zu speichern, bevor die Vollbildverarbeitung wieder aufgenommen wird.

Wie oben erwähnt, ist der programmierbare Rückwärtszähler 210 für eine Rückwärtszählung ab einem von zwei Werten

- 17 -

36Ό3248

voreinstellbar. Die sechs höchstwertigen Bits jedes dieser Werte werden von der Quelle 212 geliefert. Die beiden niedrigstwertigen Bits werden vom Inverter 218 und vom Univibrator 216 geliefert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der von der Quelle 212 gelieferte Wert E3₁₆ (227_1O) (die tiefgesetzten Indizes 16 und 10 bedeuten hexadezimale bzw. dezimale Schreibweise). Wenn die beiden niedrigstwertigen Bits mit diesem 6-Bit-Wert verkettet werden, erhält man Voreinstellwerte 38D^₆ (909^₀) und 38E^₆ (910^₀), wobei der erstere bei hohem Logikzustand und der zweitgenannte bei niedrigem Logikzustand des Ausgangssignals des Univibrators gilt.

Wenn der Zähler 210 auf "909" voreingestellt ist, liefert er alle 910 Impulse des 4f_sc-Taktsignals jeweils einen Impuls. Der Zählerdurchlauf umfaßt 910 statt 909 Taktimpulsperioden, weil er eine synchrone Voreinstellung hat.

Nachdem der Zähler 909 Taktimpulse verarbeitet hat, um von "909" auf "O" zu zählen, wird seinem Voreinstell-Aktivierungseingang ein logisch hohes Signal angelegt, und synchron mit dem nächsten Taktimpuls, dem 910-ten Impuls, wird der Zähler auf "909" voreingestellt.

Wenn der Zähler 210 auf "910" voreingestellt wird, läuft er alle 911 Taktimpulse einmal um, und das vom Zähler 210 gelieferte Signal hat eine Frequenz, die etwas niedriger als f-ri ist. In dieser Betriebsart verschieben sich die vom Zähler 210 gelieferten Impulse gegenüber den Horizontalsynchronimpulsen, bis ein vom Zähler 210 gelieferter Impuls mit einem Horizontalimpuls aus dem UND-Glied 19 zusammenfällt. Es sei bedacht, daß die Geschwindigkeit der Verschiebung zwischen den Horizontalsynchronimpulsen und den vom Zähler gelieferten Impulsen geändert werden kann, indem man die Differenz zwischen den beiden Zählwerten ändert oder indem man den Betrag der Zählwerte ändert, um die Periode der vom Zähler gelieferten Signale auf ein Vielfaches oder einen Bruchteil einer Horizontalzeilenperiode zu ändern. - 18 -

Wie oben beschrieben, kann der Univibrator 210 ein herkömmlicher monostabiler Multivibrator sein, dessen Zeitkonstante, welche die Impulsbreite bestimmt (Rückkippzeit), durch ein Widerstands/Kapazitäts-Netzwerk (RC-Netzwerk) bestimmt wird. Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des Univibrators 216, die kein RC-Netzwerk benötigt. Die Horizontalsynchronimpulse von der PLL 20 werden an den Univibrator 216 gelegt, wie es gestrichelt in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Horizontalsynchronimpulse gelangen zu einem Eingang eines UND-Gliedes 310. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 310 wird an den Zähleingang C eines Zählers 312 gelegt. Der Ausgang des Zählers 312 ist mit dem Eingang eines Inverters 314- verbunden, der das Ausgangssignal des Univibrators liefert. Dieses Ausgangssignal wird auf den zweiten Eingang des UND-Gliedes 310 gegeben. Der Triggereingang des digitalen Univibrators ist der Rücksetzeingang R des Zählers 312.

Wenn das Ausgangssignal des Zählers in einem hohen Logikzustand ist (d.h. wenn der Zähler bis zu seinem Maximalwert gezählt hat), ist der Ausgang des Inverters 314· in einem niedrigen Logikzustand. Das logisch niedrige Signal vom Inverter 314· sperrt das UND-Glied 310, so daß Horizontalsynchronimpulse nicht zum Zähleingang des Zählers 312 gelangen. Wenn jedoch ein Impuls an den Rücksetzeingang des Zählers 312 gelegt wird, ändert sich das Ausgangssignal des Zählers in einen niedrigen Logikzustand, und der Inverter 314- liefert ein logisch hohes Signal, welches das UND-Glied 310 aktiviert, um Horizontalsynchronimpulse durchzulassen. Der Zähler 312 zählt diese Impulse, bis er seinen Maximalzählwert erreicht und das UND-Glied wiederum sperrt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Maximalwert des Zählers 312 der Wert "25".

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 legt der Nichtnormsignal-Detektor 22 sein Ausgangssignal an eine mit Vollbildspeicher arbeitende Verarbeitungseinrichtung 24·. Die Verarbei-

- 19 -

tungseinrichtung 24 kann z.B. ein Kammfilter oder ein rekursives Rauschunterdrückungsfilter enthalten. Die Einrichtung 24 verarbeitet die digitalisierten Proben des Videosignalgemischs, die ihr vom A/D-Wandler 12 zugeführt werden. In der vorliegenden Ausführungsfonn der Erfindung liefert die Verarbeitungseinrichtung 24 voneinander getrennte Leuchtdichte- und Farbartsignale I und C an einen Leuchtdichte-Farbart-Signalprozessor 26. Der Prozessor 26 enthält Schaltungen zur Demodulation des Farbartsignals G in Farbdifferenzsignale sowie Schaltungen, welche die Farbdifferenzsignale mit dem Leuchtdichtesignal kombinieren, um die Primärfarbsignale R, G und B zu erzeugen. Diese Primärfarbsignale können dazu verwendet werden, eine Bildwiedergabeeinrichtung (nicht gezeigt) anzusteuern.

Die Fig. 4A ist ein Blockschaltbild eines adaptiven VoIlbild-Kammfilters, das als Beispiel verwendet werden kann, um die Funktion des Prozessors 26 nach Fig. 1 zu realisieren, Proben des Videosignalgemischs werden gleichzeitig an ein herkömmliches Vollbild-Kammfilter 410 und an ein herkömmliches Zeilen-Kammfilter 412 gelegt. Die Leuchtdichtesignale aus dem Vollbild-Kammfilter 410 und aus dem Zeilen-Kammfilter 412 werden an getrennte Dateneingänge eines Multiplexers 414 gelegt. In ähnlicher Weise werden die Farbartsignale aus den Filtern 410 und 412 an getrennte Dateneingänge eines Multiplexers 416 gelegt. Das vom Nichtnormsignal-Detektor 22 gelieferte Signal wird an die Steuereingänge der Multiplexer 414 und 416 gelegt. Jeder der Multiplexer 414 und 416 ist so ausgebildet, daß er das Signal vom Vollbild-Kammfilter durchläßt, wenn das Steuersignal in einem hohen Logikzustand ist, und daß er das Signal vom Zeilen-Kammfilter durchläßt, wenn das Steuersignal in einem niedrigen Logikzustand ist. YJie oben erwähnt, ändert sich das Steuersignal in einen hohen Logikzustand nur, nachdem ein VoIlbild von Normsignalen empfangen worden ist. Dies erlaubt es dem Vollbild-Kammfilter 410, ein Vollbild von Normsignalproben zu akkumulieren, bevor die Verarbeitung mit dem Vollbildspeicher wieder aufgenommen wird. - 20 -

Ρ6Ό3248 Die Fig· 4B ist ein Blockschaltbild eines rekursiven Rauschunterdrückungsfilter, ein Beispiel für eine alternative Anordnung zur Realisierung der Funktion des Prozessors 24 des Systems nach Pig. 1. Proben des Videosignalgemischs werden vom A/D-Wandler 12 an eine Proben-Bemessungsschaltung 452 gelegt. Die Bemessungsschaltung multipliziert jede der Proben mit einem Bemessungsfaktor K und gibt die so bemessenen Proben auf einen Eingang eines Addierers 454. Der Addierer 454 addiert diese bemessenen Proben mit entsprechenden Proben aus einem Vollbildspeicher 458, die in einer Bemessungsschaltung 460 mit einem Faktor 1-K bemessen wurden. Die vom Addierer 454 gelieferten Proben werden auf einen Dateneingang eines Multiplexers 450 gegeben. Dem anderen Dateneingang des Multiplexers 450 werden Proben des Videosignalgemischs vom A/D-Wandler 12 über ein Verzögerungselement 448 zugeführt.

Das Verzögerungselement 448 bringt eine ausgleichende Verzögerung, die im wesentlichen gleich der Verarbeitungszeit in der Bemessungsschaltung 452 und im Addierer 454 ist. Das an den Multiplexer 450 gelegte Steuersignal ist das vom Nichtnormsignal-Detektor 22 gelieferte Ausgangssignal. Wenn dieses Signal in einem hohen Logikzustand ist, legt der Multiplexer 450 die aus dem Addierer 454 kommenden Proben an den Eingang eines Y/O-Trennfilters 462. Wenn das Signal vom Detektor 22 in einem niedrigen Logikzustand ist, legt der Multiplexer 450 die vom Verzögerungselement 448 kommenden Proben an das Filter 462. Das Y/C-Trennfilter 462 kann die Leuchtdichte- und Farbartkomponenten durch herkömmliche Mittel aus den Proben des Videosignalgemischs extrahieren und so ein Leuchtdichtesignal Y und ein Farbartsignal C an den Leuchtdichte/Farbart-Prozessor 26 liefern,

Die vom Multiplexer 450 kommenden Proben des Videosignalgemischs werden außerdem auf den Eingang eines Farbartinverters 456 gegeben. Der Farbartinverter 456 invertiert die Farbartkomponenten dieser Proben. Die vgxa. Farbartinverter

- 21 -

- 21 - 3SÖ3248

456 gelieferten Videosignalgemisch-Proben werden auf den Vollbildspeicher 458 gegeben. Der Vollbildspeicher 4-58 kann ein herkömmlicher Vollbildspeicher vom Schieberegister-Typ sein. In einem System zur Verarbeitung von NTSC-Signalen kann dieser Speicher 4-77 750 Bildpunkt-Speicherplätze haben.

Dem Eingang der Proben-Bemessungsschaltung 460 werden vom Vollbildspeicher 458 Signalproben zugeführt, die gegenüber den Proben aus dem A/D-Wandler 12 um die Zeit eines VoIlbildes verzögert sind. Die Proben-Bemessungsschaltung 460 multipliziert die Proben mit dem Faktor 1-K. Die so bemessenen Proben werden dann mit den von der Proben-Bemessungsschaltung 462 gelieferten Proben addiert. Die Farbartsignalphasen der Proben von den Bemessungsschaltungen 452 und 460 sind einander gleich, weil der Farbartinverter 456 die Phase der um ein Vollbild verzögerten Proben invertiert, bevor sie auf den Vollbildspeicher gegeben werden.

Die Proben-Bemessungsschaltungen 452 und 460, der Addierer 454, der Farbartinverter 456 und der Vollbildspeicher 458 bilden ein herkömmliches, auf 1-Vollbild-Basis arbeitendes rekursives Rauschunterdrückungsfilter. Eine ausführlichere Beschreibung dieses Filters findet sich in einem Artikel von McMann u.a. "A Digital Noise Reducer For Encoded NTSG Signals", erschienen im SMPTE Journal, Band 87, Nr. 3, Seiten 129-135 (März 1978), auf den hiermit verwiesen wird.

Obwohl vorstehend eine beispielgebende Ausführungsform der Erfindung in einem digitalen Verarbeitungssystem für Farbfernsehsignale beschrieben wurde, das eine mit Vollbildspeicher arbeitende Verarbeitungseinrichtung enthält, kann die Erfindung auch in einem analogen System praktiziert werden, das einen Vollbildspeicher mit ladungsgekoppeltem Bauelement (CCD) oder Verzögerungsleitung enthält, oder in einem analogen oder digitalen System, das Speichereinrichtungen mit Teilbildspeichern benutzt. Außerdem ist zu erwähnen, daß die Erfindung in Systemen verwendet werden kann, die Vollbilder

- 22 -

oder Teilbilder verarbeiteter Videosignale speichern, sowie in Systemen, die zusammengesetzte Videosignale (Videosignalgemische) speichern.

Claims

PATENTANWÄLTE f

DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

MARIA-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH 86 02 60

D-8OOO MUENCHEN 86

RGA 80 779 Ks/Ri " zugelassen beim

EUROPÄISCHEN PATENTAMT

U.S. 697,907

' ' EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Filed: February 4-, 1985 mandataires en brevets

TELEFON 089/4 70 60 06 TELEX 522 638 TELEGRAMM SOMBEZ

RCA Corporation 201 Washington Road, Princeton, N.J. (US)

Schaltungsanordnung zum Feststellen nicht normgemäßer Fernsehsignale

Patentansprüche

(y

Schaltungsanordnung zum Feststellen eines nicht normgemäßen Signals (Nichtnormsignal) in einem Videosignale verarbeitenden System, das eine Quelle für ein Videosignalgemisch mit einer Farbburstsignal-Komponente und einer Horizontalsynchronimpulssignal-Komponente und eine mit dieser Quelle gekoppelte Einrichtung aufweist, um ein Taktsignal zu entwickeln, dessen Frequenz im wesentlichen proportional zur Frequenz des Farbburstsignals ist, gekennzeichnet durch: eine frequenzteilende Einrichtung (210), die mit der das Taktsignal entwickelnden Einrichtung (14-) gekoppelt ist und auf ein Steuersignal, das einen ersten und einen zweiten Zustand einnehmen kann, anspricht, um alternativ ein erstes bzw. ein zweites Impulssignal zu liefern, deren erstes eine Frequenz hat, die im wesentlichen gleich der mittleren Frequenz des Horizontalsyn-

POSTSCHECK MÖNCHEN NR. 69148-800 · BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN (BLZ 70020040) KTO. 6060 257378 SWIFT HYPO DE MM

chronimpulssignals ist, und deren zweites eine Frequenz hat, die sich bedeutsam von der mittleren Frequenz des Horizontalsynchronimpulssignals unterscheidet, wobei die Impulsbreite des ersten und des zweiten Impulssignals kurzer ist als das Zweifache der Periode des Taktsignals;

eine mit der Quelle (10) des Videosignalgemischs gekoppelte Einrichtung (16, 19-23) zur Erzeugung eines Horizontalimpulssignals (HS), das mit der besagten Horizontalsynchronimpulssignal-Komponente im wesentlichen synchronisiert ist und dessen Impulsbreite kurzer ist als die Hälfte der Periode der Farbburstsignal-Komponente;

eine koinζidenζfühlende Einrichtung (214, 216), die mit der frequenzteilenden Einrichtung und mit der das Horizontalimpulssignal erzeugenden Einrichtung gekoppelt ist, um für die frequenzteilende Einrichtung das Steuer- f signal zu erzeugen, das in einem ersten Zustand ist,

wenn die Impulse des von der frequenzteilenden Einrich-

* tung erzeugten Signals die Impulse des Horizontalimpuls-

signals mindestens einmal im Verlauf einer vorbestimmten Anzahl von Perioden des Horizontalimpulssignals überlappen, und das ansonsten in einem zweiten Zustand ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ko in ζ i den ζ fühl en de Einrichtung (214-, 216) folgendes aufweist:

eine erste Einrichtung (214-) zur Abgabe eines Signals, das in einem ersten Zustand ist, wenn ein Impuls des Horizontalimpulssignals einen von der frequenzteilenden Einrichtung (210, 212, 218) gelieferten Impuls überlappt, und das ansonsten in einem zweiten Zustand ist;

eine zweite Einrichtung (216), die mit der genannten ersten Einrichtung gekoppelt ist, um als Reaktion auf den ersten Zustand des von der ersten Einrichtung gelieferten Signals einen Impuls abzugeben, dessen Breite im wesentlichen gleich der vorbestimmten Anzahl von Perioden des Horizontalimpulssignals ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (216) der koinzidenzfühlenden Einrichtung (214, 216) einen nachtriggerbaren monostabilen Multivibrator (216) aufweist, dessen Triggereingang mit der ersten Einrichtung (214) gekoppelt ist, um einen Ausgangsimpuls mit einer Impulsbreite zu liefern, die im wesentlichen gleich 25 Perioden des Horizontalimpulssxgnals ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzteilende Einrichtung (210, 212, 218) folgendes aufweist:

eine mit der koinzidenzfühlenden Einrichtung (214, 216) gekoppelte Einrichtung (212, 218), die als Reaktion auf

Ί5 den ersten Zustand des Steuersignals einen ersten Voreinstellwert und als Reaktion auf den zweiten Zustand des Steuersignals einen zweiten Voreinstellwert liefert;

einen programmierbaren Zähler (210), der mit der die Voreinstellwerte liefernden Einrichtung und mit der Quel-Ie (14) der Taktsignale gekoppelt ist, um eine Anzahl von Taktimpulsen abzuzählen, die im wesentlichen gleich dem von der die Voreinstellwerte liefernden Einrichtung gelieferten Wert ist, und daraufhin einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, dessen Impulsbreite nicht langer ist als das Doppelte der Periode des Taktsignals.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der koinζidenζfühlenden Einrichtung (214, 216) und mit der Quelle (10) des Videosignalgemischs eine Einrichtung (220, 222) zur Erzeugung eines anzeigenden Signals gekoppelt ist, welches im wesentlichen gleichzeitig mit dem Steuersignal vom ersten Zustand in den zweiten Zustand wechselt, um anzuzeigen, daß Nichtnormsignale verarbeitet werden, und welches vom zweiten Zustand in den ersten Zustand wechselt, nachdem das Steuersignal für die Dauer von zwei Perioden des Vertikalsynchronimpulssignals im ersten Zustand ge-

wesen ist, um anzuzeigen, daß Normsignale verarbeitet werden.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die das anzeigende Signal erzeugende Einrichtung (220, 222) folgendes aufweist:

eine Einrichtung (220), die mit der Quelle (10) des Videosignalgemischs gekoppelt ist, um ein Vollbild-Steuersignal zu erzeugen, das eine Frequenz gleich einem Viertel der Frequenz des Vertikalsynchronimpulssignals hat, und die rücksetzbar ist als Reaktion auf einen Wechsel des Steuersignals vom ersten in den zweiten Zustand;

ein Flipflop (222), das einen mit der das Vollbild-Steuersignal erzeugenden Einrichtung gekoppelten Setzeingang und einen mit der koinzidenzfühlenden Einrichtung gekoppelten Rücksetzeingang hat, um das anzeigende Signal zu erzeugen.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Horizontalimpulssignal erzeugende Einrichtung (16, 19-23) eine phasensynchronisierte Schleife (20) aufweist, um ein HOrizontalimpulssignal zu erzeugen, das in Frequenz und Phase mit der Horizontalsynchronimpulssignal-Komponente synchronisiert ist.

— 5 —