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Diese Erfindung betrifft einen Signalinterpolator und insbesondere einen
Signalinterpolator zur Zeitbasis-Expansion eines Teils eines Abtast-Eingangssignals und
zur Ableitung von interpolierten Abtast-Ausgangssignalen.
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Der Bedarf für einen solchen Signalinterpolator ergibt sich bspw. bei Geräten für
Video-Spezialeffekte. Die Spezialeffekte, denen ein Videosignal unterzogen werden
kann, sind hinlänglich bekannt. So können beispielsweise Bilder auf einer Bildröhre
verschoben (in irgendeine Richtung bewegt), skaliert (in ihrer Größe gedehnt oder
komprimiert), gerollt (in zwei oder drei Dimensionen rotiert) usw. werden. Ein Weg
diese Spezialeffekte zu erreichen, besteht darin, ein analoges Video-Eingangssignal in
digitalisierte Abtastwerte umzuwandeln, wobei jeder eine Punktadresse aufweist, die
resultierenden individuellen Punktadressen zu modifizieren, um den gewünschten
Spezialeffekt zu erhalten, die Abtastwerte in einem Halbbildspeicher an den
modifizierten Punktadressen abzuspeichern und den Halbbildspeicher auszulesen, um
die Abtastwerte zur Rückumwandlung in das notwendige Analogsignal zu erhalten.
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Im speziellen Fall der Skalierung, bei der das Bild gedehnt werden soll, ist eine
Signalinterpolation notwendig. D.h., eine Eingangsfolge (oder bei zwei Dimensionen
ein Eingangsfeld) von Abtastwerten mit einer gegebenen Systemabtastrate muß bezgl.
ihrer Zeitbasis gedehnt werden. Mit anderen Worten müssen neue Abtastwerte
berechnet und interpoliert werden, so daß tatsächlich die Abtastrate vergrößert wird,
obwohl die Ausgangsabtastrate immer noch der Systemabtastrate entspricht.
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Eine Art der Verwirklichung besteht darin, die digitalen Abtastwerte zurück in ein
Analogsignal zu konvertieren und das Analogsignal mit einer höheren Abtastrate erneut
abzutasten. Dies erfordert aber beträchtliche Hardware und führt zu schwierigen
Filterungsproblemen. Falls die Eingangsabtastrate N und die Ausgangsabtastrate M ist,
könnte alternativ das erforderliche Ausgangssignal theoretisch durch Multiplikation der
Abtastrate des Eingangssignals mit M und anschließender Division durch N erhalten
werden. In der Praxis wird das Produkt M*N wahrscheinlich außerordentlich groß, und
es ergeben sich wiederum schwierige Filterungsprobleme.
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Eine andere Alternative ist in der kanadischen Patentschrift CA-A-1 186 751 offenbart.
Sie umfaßt die Bestimmung der unmittelbaren Zeitdifferenz zwischen Eingangs- und
Ausgangsabtastzeiten, das Generieren eines dieser Differenz entsprechenden
Steuersignals, und vom Steuersignal abhängiges Steuern der Abtastraten-Übersetzung.
Diese kanadische Beschreibung betrifft einzig und alleine Audiosignale, und das darin
offengelegte Verfahren läßt sich nicht auf Videosignale anwenden, insbesondere
aufgrund der Zweidimensionalität des Videosignals, wohingegen Audiosignale dem
Wesen nach eindimensional sind. Darüber hinaus ist diese Patentschrift nicht geeignet,
andere Probleme zu lösen, die in Verbindung mit den Videosignalen auftauchen,
speziell die Möglichkeit, daß sich die erforderliche Ausdehnung der Unendlichkeit
annähert, und die Notwendigkeit, auf redundante Informationen zu verzichten.
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Die UK Patentschrift GB-A-2 092 785 offenbart einen fenstergetasteten Speicher mit
einem Adress-Generator und einem Interpolator, wobei einige Merkmale des Speichers
in bestimmter Weise den Merkmalen des Anspruchs I analog sind. Der fenstergetastete
Speicher arbeitet mit parallelem Zugriff und erfordert notwendigerweise einen sehr
großen Umfang an Hardware.
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Erfindungsgemäß ist ein Signalinterpolator zur Zeitbasis-Expansion eines Teils eines
Abtast-Eingangssignals mit einer gegebenen Abtastrate, indem aus Abtast-
Eingangswerten des Eingangssignals interpolierte Abtast-Ausgangswerte mit der
genannten Abtastrate abgeleitet werden, angegeben, wobei der Signalinterpolator einen
Adressgenerator und einen Interpolator umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Adressgenerator einen Adresszähler zum Bereitstellen einer Folge von Anfangs-
Abtast-Positionsadressen mit der genannten Abtastrate und entsprechend den Abtast-
Eingangswerten; und eine Einrichtung zum Ableiten einer modifizierten Folge von
Abtast-Positionsadressen mit der genannten Abtastrate aus den Anfangsadressen
aufweist, wobei die modifizierte Folge vollständige Adresswiederholungen entsprechend
dem geforderten Expansionsgrad und Restteile, die Unterteilungen der Intervalle
zwischen aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Adressen in der modifizierten Folgen
entsprechen, enthält; und
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daß ein Interpolator vorgesehen ist, der jeden interpolierten Abtast-Ausgangswert aus
einer jeweiligen entsprechenden Gruppe der Abtast-Eingangswerte abhängig vom Wert
eines Restteils ableitet.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels in Verbindung mit den begleitenden
Figuren beschrieben, wobei
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Fig. 1 graphisch die Beziehung zwischen Eingangs- und Ausgangsabtastungen zeigt;
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Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Signalinterpolators in
Blockform zeigt; und
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Fig. 3 detailliert einen Teil des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels in
Blockform zeigt.
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Die Notwendigkeit eines Signalinterpolators bestand zum Beispiel bei Geräten für
Videospezialeffekte, wie zuvor angegeben. Betrachtet wird ein neuerdings
vorgeschlagenes hochauflösendes Videosystem mit 1125 Zeilen pro Vollbild und 60
Halbbildern pro Sekunde und einem Bildverhältnis von 5 : 3. Zur Umwandlung des
Videosignals eines solchen Systems in digitale Form für die Spezialeffekte-
Manipulation, wird die im Analogsignal enthaltene Luminanz-Information (und auf
gleiche Weise die Chrominanz-Information) abgetastet und die erhaltenen Abtastwerte
werden mittels Pulscode-Modulation codiert. In horizontaler Richtung wird jede
Abtastzeile 2048 mal abgetastet, und in vertikaler Richtung wird jedes Vollbild
aufgrund der Horizontal-Zeilenstruktur 1125 mal abgetastet. In digitaler Form kann
deshalb jedes Halbbild als ein Feld von 2048·1125/2 Punktadressen angesehen werden,
jede in digitaler Form mit einem digitalen Abtastwert, der mit jeder Punktadresse
verbunden ist.
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Der Einfachheit halber sei nur eine Horizontal-Abtastzeile betrachtet, wobei
angenommen wird, daß eine dreifach lineare Expansion gefordert ist und daß das
mittlere Drittel der Abtast-Eingangszeile für die Expansion ausgewählt wurde.
Demnach sind die Abtastwerte, die den Anfangs- und End-Dritteln der Abtastzeile
entsprechen, redundant, und die Abtastwerte, die dem mittleren Drittel der Abtastzeile
entsprechen, müssen bzgl. der Abtastrate um einen Faktor von drei erhöht werden.
D.h., zwei neue Abtastwerte müssen zwischen jedem Abtastwert interpoliert werden.
Es ist jedoch festzustellen, daß, obwohl die Abtastrate tatsächlich um einen Faktor von
drei erhöht wird, die momentanen Abtastpositionen oder Punktadressen in der Abtast-
Ausgangszeile die gleichen sind wie in der Abtast-Eingangszeile, da die System-
Abtastrate gleich bleibt. Eine solche Expansion wird grundsätzlich, aber nicht
notwendigerweise, von einer gleichen dreifachen linearen Expansion in vertikaler
Richtung begleitet, so daß die Gebietsexpansion neunfach ist.
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Im Allgemeinen muß ein für diesen Zweck verwendeter Signalinterpolator nicht nur die
Rate, mit der die Daten getaktet werden, ändern, sondern muß auch die Ausgangsdaten
filtern, um die hochfrequenten Anteile, die bei diesem Verfahren entstehen, zu
entfernen. Ein Problem dabei ist, daß, falls sich das Verhältnis zwischen der wirksamen
Abtast-Ausgangsrate und der Abtast-Eingangsrate erhöht, sich die für den Filter
notwendige Charakteristik ändern muß, so daß der benötigte Filter in der Praxis sehr
komplex wird. In dem zu beschreibenden Ausführungsbeispiel des Signalinterpolators,
sind diese zwei Funktionen der Änderung der wirksamen Abtastrate und der Filterung
kombiniert, indem dafür gesorgt wird, daß der Signalinterpolator relevante Daten zu
gültigen Abtastintervallen erhält und auch einen Wert, der dem Abstand dieser
Abtastintervalle bzgl. des Ausgangssignals entspricht.
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Im Folgenden wird dies mit Bezug auf Fig. 1, die ein eindimensionales Beispiel zeigt,
das einen dreistufigen (three-tap) Interpolator oder ein digitales Filter verwendet, weiter
erläutert. Fig. 1 zeigt drei Abtast-Eingangswerte S1, S2 und S3, die durch
Zeitintervalle d regelmäßig voneinander getrennt sind. Fig. 1B zeigt einen Abtast-
Ausgangswert X, der um ein Zeitintervall r vor dem Abtast-Eingangswert S2 liegt. Der
Abtast-Ausgangswert X darf irgendwo innerhalb eines dem Zeitintervall d
entsprechenden Bereichs liegen, abhängig von der geforderten Zeitbasis-Expansion.
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Der Wert r/d kann zur Bestimmung von Koeffizienten verwendet werden, um die
Abtast-Eingangswerte S1, S2 und S3 zu gewichten, und so den Abtast-Ausgangswert x
zu generieren, unabhängig vom absoluten Wert von r oder d. Da die Abtast-
Ausgangsrate und damit die Ausgangs-Filtercharakteristik festgelegt ist, könnten
theoretisch die Abtast-Eingangswerte S 1, S2 und S3 dazu verwendet werden, eine
unendliche Folge von Abtast-Ausgangswerten zu generieren. Praktisch jedoch ist r eine
endliche Anzahl von Unterteilungen von d und definiert so die Anzahl der eindeutigen
Abtast-Ausgangswerte, die aus den Abtast-Eingangswerten S1 bis S3 interpoliert
werden können. Es ist jedoch festzustellen, daß, obwohl die Anzahl der eindeutigen
Abtast-Ausgangswerte begrenzt ist, Wiederholungen auftreten werden, falls die Anzahl
der Unterteilungen von d größer ist als diese beschränkte Anzahl, und daß der
Signalinterpolator fortfahren wird, gute, obwohl nicht ideale, interpolierte Abtastwerte
zu produzieren.
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Dies wird nun mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben, die blockförmig ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Signalinterpolators zeigt. Die Schaltung
umfaßt einen Halbbildspeicher 1 in Form eines Speichers mit beliebigem Zugriff
(RAM), der n Speicherplätze hat, die den jeweiligen Punktadressen eines Halbbilds
eines Fernsehsignals entsprechen, an denen Abtast-Eingangswerte, die einem Halbbild
entsprechen und mit der System-Abtastrate geliefert werden, gespeichert sind.
Horizontal- und Vertikal-Adressen zum Auslesen aus dem Halbbildspeicher 1 werden
von einem Adressgenerator 2 erzeugt. Der Adressgenerator 2 umfaßt einen Horizontal-
Adresszahler 3, der von einem System-Taktsignal CK mit einer Frequenz gesteuert
wird, die der System-Abtastrate entspricht, um 11-bit Horizontal-Anfangsadressen zu
produzieren, die sich innerhalb eines Bereichs von 0 bis 2047 entsprechend der Anzahl
der Abtastungen bei einer Horizontal-Zeile bewegen. Der Adressgenerator 2 weist
ebenfalls einen Vertikal-Adresszähler 4 auf, der von einem System-Taktsignal CK
gesteuert wird, um 10-bit Vertikal-Anfangsadressen zu produzieren, die sich
nacheinander innerhalb der geraden und ungeraden Bereiche von O bis 1124 und 1 bis
1125 entsprechend der Anzahl der verschachtelten geraden und ungeraden Abtastzeilen
bewegen. Um eine Vollbild-Synchronisation aufrechtzuerhalten, wird ein Vollbild-
Impuls FP jedem der Horizontal- und Vertikal-Adresszähler 3 und 4 zugeführt. Um
eine Zeilen-Synchronisation aufrechtzuerhalten, wird dem Vertikal-Adresszähler 4 ein
Zeilenimpuls LP vom Horizontal-Adresszähler 3 zugeführt.
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Der Adress-Generator 2 hat ebenfalls eine Horizontal-Adress-Divisions- und Additions-
Einrichtung 5, der die Horizontal-Anfangsadressen von dem Horizontal-Adresszähler 3
zugeführt werden, und eine Vertikal-Adress-Divisions- und Additions-Einrichtung 6,
der die Vertikal-Anfangsadressen von dem Vertikal-Adresszähler 4 zugeführt werden.
Die Horizontal-Divisions- und Additions-Einrichtung 5 hat zwei Eingangs-
Steueranschlüsse 7 und 8, denen ein variables Horizontal-Divisionsverhältnis-
Steuersignal bzw. ein variables Horizontal-Offset-Steuersignal zugeführt werden,
während die Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 zwei Eingangs-
Steueranschlüsse 9 und 10 hat, die mit einem variablen Vertikal-Divisionsverhältnis-
Steuersignal bzw. einem variablen Vertikal-Offset-Steuersignal versorgt werden. Um
die Synchronisation aufrechtzuerhalten, wird das System-Taktsignal CK jeder der
Horizontal- und Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtungen 5 und 6 zugeführt.
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Die Horizontal- und Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 5 bzw. 6 führen
modifizierte Folgen von 11-bit Horizontal-Adressen und modifizierte Folgen von 10-bit
Vertikal-Adressen, die von den den Eingangs-Steueranschlüssen 7 bis 10 zugeführten
Signalen gesteuert werden, dem Halbbildspeicher 1 zu, dem ebenfalls ein System-
Taktsignal CK zugeführt wird. Aus dem Halbbildspeicher 1 ausgelesene 8-bit
Abtastdaten, die im folgenden als Eingangsdaten bezeichnet sind, werden einem
Interpolator 11 zugeführt, der 8-bit Ausgangsdaten an einen Ausgangsanschluß 12
liefert. Das Taktsignal CK wird ebenfalls dem Interpolator 11 zugeführt.
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Betrachtet man für einen Moment die Horizontal-Divisions und Additions-Einrichtung
5, bewirkt die Divisionsfunktion zuerst die Umwandlung jeder empfangenen 11-bit
Horizontal-Anfangsadresse in eine 16-bit Horizontal-Adresse. D.h., daß die Adressrate
um einen Faktor 25 oder 32 erhöht wird, so daß die 11-bit Horizontal-Adressen, die als
eine Abfolge von Positionen entlang einer Horizontal-Abtastzeile angesehen werden,
jeweils in 32 solcher Positionen unterteilt werden. Die ersten oder hochwertigen 11 Bits
jeder 16-bit Horizontal-Adresse werden dem Halbbildspeicher 1 zugeführt und die
restlichen oder niederwertigen 5 Bits, die als Horizontal-Rest bezeichnet werden, plus
zumindest das niederwertige Bit der 11-bit Horizontal-Adresse werden dem Interpolator
11 zugeführt. Als Zweites bewirkt die Divisionsfunktion die Resynchronisation der 11-
bit Horizontal-Adressen auf eine dem geforderten Grad der Expansion entsprechende
Rate, unter der Kontrolle des Horizontal-Divisionsverhältnis-Steuersignals, das dem
Eingangs-Steueranschluß zugeführt ist. Falls bspw. eine zweifach lineare Expansion
gefordert wird, wird die 11-bit Horizontal-Adressrate halbiert, d. h., das niederwertige
Bit der 11-bit Horizontal-Adressen wechselt mit der halben System-Abtastrate. In
gleicher Weise führt die Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 dem
Halbbildspeicher 1 10-bit Vertikal-Adressen und dem Interpolator 11 5-bit Vertikal-
Reste plus zumindest das niederwertige Bit der 10-bit Vertikal-Adresse zu.
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Betrachtet man nochmals die Horizontal-Divisions- und Additions-Einrichtung 5,
bewirkt die Additionsfunktion, die modifizierte Folge der 11-bit Horizontal-Adressen,
die von der Horizontal-Divisions- und Additions-Einrichtung 5 dem Halbbildspeicher 1
zugeführt werden, zu versetzten und zwar relativ zu der Folge der Horizontal-
Anfangsadressen, die vom Horizontal-Adresszähler 3 der Horizontal-Divisions- und
Additions-Einrichtung zugeführt werden. Dieses Versetzen erfolgt unter Kontrolle des
Horizontal-Offset-Steuersignals, das über den Eingangs-Steueranschluß 8 zugeführt
wird. Bspw. sei angenommen, daß eine zweifach lineare Expansion gefordert wird und
daß die rechte Seite des Bildes expandiert werden soll. In diesem Fall läßt das
Horizontal-Offset-Steuersignal die modifizierte Folge der von der Horizontal-Divisions-
und Additions-Einrichtung 5 zugeführten Horizontal-Adressen bzgl. jeder Abtastzelle
mit der Horizontal-Addresse entsprechend der Abtastposition 1024, und nicht mit der
Abtastposition 0, starten. D.h., daß auf halbem Weg der Abtastzeile gestartet wird.
Ebenso verursacht das Vertikal-Offset-Steuersignal, das über den Eingangs-
Steueranschluß 10 zu der Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 geführt wird,
einen Versatz der modifizierten Folge von 10-bit Vertikal-Adressen, die dem
Halbbildspeicher 1 von der Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 zugeführt
werden, relativ zu der Folge von Anfangs-Vertikal-Adressen, die vom Vertikal-
Adresszähler 4 der Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 zugeführt werden.
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Der Betrieb des Signalinterpolators wird im folgenden detailliert beschrieben, wobei
zuerst die Horizontal-Divisions- und Additions-Einrichtung betrachtet wird. Es sei
angenommen, daß die aufeinanderfolgenden Abtast-Positionsadressen entlang einer
Abtastzeile 0, 1 ,2, . . .2047 sind, daß das Horizontal-Divisionsverhältnis-Steuersignal eine
zweifach lineare Expansion jeder Abtastzeile fordert, und daß das Horizontal-Offset-
Steuersignal fordert, daß der für die Expansion gewählte Teil einer Abtastzeile f (wobei
f kleiner als 1024 ist) Abtastpositionen entlang der Abtastzeile startet. Da der
Halbbildspeicher 1 Horizontal-Adressen mit der Rate des System-Taktsignals CK
empfangen muß, muß dann die aktuell modifizierte Folge von 11-bit Horizontal-
Adressen, die die Horizontal-Divisions- und Additions-Einrichtung 5 bzgl. der
expandierten Abtastzeile liefert, f, f, f+1, f+1, f+2, . . . , f+1024, f+1024 betragen.
In diesem Beispiel einer zweifachen Expansion wird jede Horizontal-Adresse zweifach
wiederholt. Es wird aber noch gezeigt, daß, falls um ein nicht-ganzzahliges Vielfaches
expandiert wird, dann einige der 11-bit Horizontal-Adressen öfter wiederholt werden
als andere, da in jedem Fall die gelieferte Horizontal-Adresse nur die ersten 11 Bits
einer präziseren 16-bit Horizontal-Adresse enthält. Die gelieferte 11-bit Horizontal-
Adresse ändert sich mit der Änderung des elften Bits der 16-bit Adresse. Desweiteren
durchläuft der Horizontal-Rest zyklisch die 32 möglichen Werte, die durch die fünf Bits
der 16-bit Adresse bestimmt sind, zwischen jeder Änderung der 11-bit Horizontal-
Adresse. Die Vertikal-Divisions- und Additions-Einrichtung 6 arbeitet genauso.
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Der Interpolator 11 entspricht im allgemeinen den in Fernseh-Standardumwandlern
verwendeten Interpolatoren, mit dem Unterschied, daß der Interpolator 11 zusätzlich
die in der Berechnung der interpolierten Abtastwerte verwendeten Abtastwerte
auswählen muß. Kurz gesagt hält der Interpolator 11 ein Feld von Abtastwerten, die
aufeinanderfolgende entsprechend positionierte aus mehreren Abtastzeilen eines
Halbbilds gewonnene Abtastwerte umfassen, aus denen ein interpolierter Abtastwert
berechnet werden kann, der an einer interpolierten Position innerhalb des Feldes
verwendet wird, falls das Feld in eine oder zwei Dimensionen expandiert wird. Die
notwendige Berechnung umfaßt die Multiplikation jedes Abtastwerts des Feldes mit
einem Gewichtungs-Koeffizienten und anschließend die Addition der aus der
Multiplikation erhaltenen Werte. Die notwendigen Gewichtungs-Koeffizienten werden
aus Nachschlage-Tabellen gewonnen, die in einem oder mehreren programmierbaren
Nur-Lesespeichern (PROM) abgelegt sind, wobei die Auswahl der passenden
Gewichtungs-Koeffizienten aus den PROM's unter Kontrolle der Horizontal- und
Vertikal-Reste geschieht. Falls bspw. das Feld der Abtastwerte drei-auf-drei
Abtastpositionen entspricht, ist es angebracht, neun Multiplikatoren mit jeweils einem
die entsprechende Nachschlage-Tabelle speichernden PROM zur Verfügung zu haben.
Die aktuelle Anzahl der Abtastpositionen im Feld bestimmt die Genauigkeit der
Interpolation. Eine genauere Interpolation kann bspw. durch Einsatz eines vier-auf-drei
oder vier-auf-vier Feldes erzielt werden.
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Als einfaches Beispiel zeigt Fig. 3 einen Interpolator 11, wo gerade drei
aufeinanderfolgende Abtastwerte einer einzigen Horizontal-Abtastzeile zur Berechnung
der interpolierten Abtastwerte verwendet werden. Anders gesagt verwendet dieser
Interpolator 11 kein zweidimensionales Feld von Abtastwerten. So ist eine Expansion in
nur einer Dimension, speziell in horizontale Richtung, möglich.
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Der Interpolator 11 umfaßt Adress-Halteschaltungen 21 und 22, die zumindest das
niederwertige Bit der aktuell zugeführten 11-bit Horizontal-Adresse bzw. der nächsten
11-bit Horizontal-Adresse halten. Er umfaßt ebenfalls Rest-Halteschaltungen 23 und 24,
die den aktuell zugeführten 5-bit Horizontal-Rest bzw. den nächsten 5-bit Horizontal-
Rest halten. Die erforderlichen Adressen und Reste werden über die Eingangsanschlüsse
25 bzw. 26 zugeführt, während die aufeinanderfolgenden 8-bit Daten-Abtastwerte über
einen Eingangsanschluß 27 den seriell miteinander verbundenen Daten-Halteschaltungen
28, 29 und 30 zugeführt werden.
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Die Adress-Halteschaltungen 21 und 22 sind mit einem Vergleicher 31 verbunden, der
mit der Frequenz der Reste die aktuellen und nächsten Adressen vergleicht, um
festzustellen, ob irgendeine Veränderung stattgefunden hat. Dieser benötigt nur die
niederwertigen Bits der 11-bit Horizontal-Adressen, die in den Adress-Halteschaltungen
21 und 22 gehalten werden, und steuert in Abhängigkeit des Vergleichs die Versorgung
der Speicherschaltungen 21-24 und 28-30 mit einem Taktimpulssignal CKr und einem
Taktimpulssignal CKa, wie durch die Steuerung 32 angedeutet.
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Die Speicherschaltung 23 ist mit den PROMs 33, 34 und 35 verbunden, die die zuvor
genannten Nachschlage-Tabellen speichern. Die Ausgänge der PROMs 33, 34 und 35
sind mit den jeweiligen Multiplizierern 36, 37 und 38 verbunden, die auch die
Eingangssignale von den Daten-Halteschaltungen 28, 29 bzw. 30 empfangen. Die
Multiplizierer 36 und 37 führen einem Addierer 39 Ausgangssignale zu, dessen
Ausgangssignal einem Addierer 40 zugeführt wird, der ebenfalls ein Ausgangssignal des
Multiplizierers 38 empfängt, wobei das Ausgangssignal des Addierers 40 über eine
Ausgangs-Halteschaltung 41 dem Ausgangsanschluß 12 zugeführt wird.
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Falls bspw. die Daten-Halteschaltungen 30, 29 und 28 Abtastwerte S1, S2 bzw. S3
speichern, wird der Addierer 40 mit der Frequenz des Taktsignals CKr
aufeinanderfolgende unterschiedliche interpolierte Abtastwerte der Ausgangs-
Halteschaltung 41 zuführen. Wenn jedoch die Ausgangs-Halteschaltung 41 mit der
System-Abtastrate durch das System-Taktsignal CK getaktet wird, werden nur die
interpolierten den geforderten Ausgangsadressen entsprechenden Abtastwerte dem
Ausgangsanschluß 12 mit der System-Abtastrate zugeführt.
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Eine Ausdehnung dieses einfachen Interpolators 11, um ein Feld von Abtastwerten zu
verwenden, zieht grundsätzlich ein Austausch jeder Speicherschaltung 28, 29 und 30
mit einem Zeilenspeicher nach sich. Die übrigen resultierenden Modifikationen
offenbaren sich dem Fachmann in einfacher Weise.
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Aufgrund der Wiederholung der Horizontal- und/oder Vertikal-Adressen, die bei
Expansion in horizontaler und/oder vertikaler Richtung auftreten, ändern sich die aus
dem Halbbildspeicher 1 in den Interpolator 11 eingelesenen in dem Feld gespeicherten
Abtastwerte relativ langsam. Es ist jedoch festzuhalten, daß selbst bei einer
beträchtlichen Expansion, bei der sich die in dem Feld im Interpolator 11 gespeicherten
Abtastwerte z. B. über einen merklichen Bruchteil eines Halbbildintervalls nicht ändern,
sich die Horizontal- und Vertikal-Reste trotzdem während diesem Intervall weiterhin
ändern. Auf diese Weise werden die unveränderlichen in dem Feld gespeicherten
Abtastwerte die Veränderung der Ausgangsdaten dennoch erhöhen. Solche Änderungen
der Ausgangsdaten sind natürlich auf die maximale Anzahl, in diesem Fall 32, der
unterschiedlichen Werte, die die Horizontal- und Vertikal-Reste annehmen können,
beschränkt. Demnach werden Wiederholungen der interpolierten Abtastwerte in den
Ausgangsdaten auftreten, falls die Expansion größer als 32-fach ist. Allerdings werden
diese wiederholten Werte gute Annäherungen an die ganz genauen Werte darstellen.
Eine höhere Genauigkeit könnte selbstverständlich durch Anheben der Bit-Anzahl der
Horizontal- und Vertikal-Reste erzielt werden.
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Obwohl die Beschreibung bezüglich einer Interpolation eines Videosignals erfolgte, ist
offensichtlich, daß das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel ebenso für die
Interpolation anderer Abtast-Eingangssignale verwendet werden kann, insbesondere
dann, wenn ein Abtast-Eingangssignal mit eindimensionalen statt mit den für ein
Videosignal erforderlichen zweidimensionalen Adressen darstellbar sind.