DE4203717A1 - Schaltung zur adaptiven weisskompression von videosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur adaptiven Weißkompression von Videosignalen eines Farbfernsehgerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Schaltung ist bereits aus der US 47 57 373 bekannt. Hierbei werden sowohl die Videosignale als auch das Regelsignal als analoge Signale verarbeitet. Dies kann aber insbesondere bei den HDTV-Bildsignalerzeugern, wie HDTV-Farbfernsehkameras bzw. HDTV-Filmabtastern, zu sichtbaren Fehlern oder Ungenauigkeiten bei der Farbbildwiedergabe führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art anzugeben, in welcher ohne größeren Aufwand ein jederzeit wiederholbarer präziser Abgleich der verschiedenen Farbkanäle möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltung mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch die Erzeugung und Benutzung eines digitalen Regelsignals ein schneller und präziser Abgleich jedes der Farbkanäle zum Vermeiden von Farbverfälschungen möglich sowie ein guter Kanal-Gleichlauf gewährleistet ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Schaltung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Bei dem in der Figur dargestellten Blockschaltbild zur adaptiven Weißkompression von Videosignalen sind an den Eingangsklemmen 1, 2, 3 von drei Farbkanälen eines Bildsignalerzeugers, zum Beispiel einer Farbfernsehkamera, die von den optoelektronischen Wandlern erzeugten Farbwertsignale R, G, B angelegt. Diese Farbwertsignale werden nun dem einen Eingang je einer Signalminimum-Detektorschaltung 4, 5, 6 zugeführt, an deren jeweils anderen Eingang das entsprechende weißkomprimierte Farbwertsignal anliegt. In diesen Schaltungen 4, 5, 6 wird also das jeweils kleinere von beiden anliegenden Eingangssignalen ausgewählt und zu den Ausgangsklemmen 7 bzw. 8 bzw. 9 als entsprechend bearbeitetes Ausgangssignal R′ bzw. G′ bzw. B′ geführt. Die Anordnung dieser Schaltung sowie deren Wirkung entspricht im wesentlichen der Schaltung gemäß US 47 57 373.

Zur Erzeugung der über je eine Addierstufe 11, 12, 13 dem jeweils anderen Eingang der Schaltungen 4, 5, 6 zugeführten weißkomprimierten Videosignale ist eine Schaltung 10 zur Erzeugung eines Regelsignals vorgesehen, an deren Ausgang ein 10 Bit breites Digitalsignal zur Verstärkungsregelung von drei, an den Eingangsklemmen 1 bzw. 2 bzw. 3 angeschlossenen Multiplizierschaltungen 14 bzw. 15 bzw. 16, deren Ausgänge an die ersten Eingänge der Addierstufen 11, 12, 13 angeschlossen sind. Am jeweils anderen Eingang der Addierstufen 11, 12, 13 liegt eine einstellbare Gleichspannung V an, um das weißkomprimierte Videosignal pegelmäßig so anzuheben, daß deren Maximalamplitude in der Höhe des Begrenzerbereiches von ca. 80% bis 100% des Normpegels zu liegen kommt.

Zur Erzeugung des am Ausgang der Schaltung 10 abnehmbaren digitalen Regelsignals sind erfindungsgemäß die Ausgänge der Detektorschaltungen 4, 5, 6 an je einen Eingang einer nicht-additiven Mischschaltung (NAM) 17 angeschlossen. An einem weiteren Eingang der NAM-Schaltung 17 ist der Ausgang einer Schaltung 18 zur Erzeugung einer einstellbaren Kniespannung angeschlossen. Am Ausgang der NAM-Schaltung 17 ist bekanntlich nur das größte der zugeführten Eingangssignale abnehmbar und hierbei nur der Teil, der über dem von der Schaltung 18 zugeführten Kniespannungspegel liegt. Diese am Ausgang der Schaltung 17 abnehmbare Signalspannung wird einer Meßschaltung 19 zugeführt, in welcher jeweils für eine Zeilendauer sowohl die Größe als auch die Dauer dieser Signalspannung, also deren Energieinhalt festgestellt wird. Da die Messung in jeder Zeile ausgeführt werden soll, werden über den Eingang 21 Zeilenrücksetzimpulse zugeführt. Das den Energieinhalt darstellende Ausgangssignal der Schaltung 19 wird nun einem ersten (nichtinvertierenden) Eingang einer Komparatorschaltung 22 zugeführt, an deren zweiten (invertierenden) Eingang ein von einer Schwellwertschaltung 23 erzeugtes Schwellwert-Spannungssignal anliegt. Im Komparator 22 werden nun diese beiden Signale miteinander verglichen, und bei Überschreiten des Schwellwertes wird am Ausgang des Komparators 22 ein "High"-Signal abgegeben.

Der Ausgang des Komparators 22 ist mit einem Steuereingang eines Vor-/Rückwärts-Zählers 24 verbunden, welcher außerdem zwei Takteingänge 25 für ein Taktsignal mit niedriger Taktfrequenz bzw. 26 für ein Taktsignal mit höherer Taktfrequenz aufweist. Dieser Zähler 24, welcher beispielsweise ein EPLD (erasable programmable logic device) EP610 von Altera sein kann, arbeitet so, daß bei Anliegen eines "High"Signals und durch das an Klemme 26 anliegende Taktsignal schnell rückwärts gezählt wird, während bei Anliegen eines "Low"-Signals und durch das an Klemme 25 anliegende Taktsignal langsam aufwärts gezählt wird. Das am Ausgang des Zählers 24 abgegebene 10 Bit breite Digitalwort steuert nun die Multiplizierschaltungen 14 bis 16 derart, daß beim schnellen Abwärtszählen die Verstärkung entsprechend verringert und beim langsamen Aufwärtszählen die Verstärkung entsprechend erhöht wird. Die Verringerung der Verstärkung erfolgt hierbei während maximal einer Bildperiode, und die Erhöhung der Verstärkung in maximal etwa 1 Sekunde.

Am Zähler 24 ist ein weiterer Signaleingang 30 vorgesehen, über welchen ein Signal zum Anhalten des Zählers zugeführt werden kann, um den gerade abgegebenen Regelsignalwert festzuhalten.

Die bisher beschriebene Schaltung zur Erzeugung eines digitalen Regelsignals bezieht sich auf eine automatische Einstellung der Weißkompression. Außerdem ist es jedoch auch möglich, die Weißkompression manuell und fernsteuerbar einzustellen. Hierfür wird ein Signal über eine I2C-Busleitung 27 einer I2C-Regelschaltung 28 zugeführt. Zur wahlweisen Zuschaltung eines der Ausgangssignale des Zählers 24 bzw. der Regelschaltung 28 auf die Steuereingänge der Multiplizierschaltungen 14 bis 16 ist ferner eine Wahlschaltung 29 vorgesehen, welche mit Hilfe eines an einem Steuereingang 31 liegenden Signals jeweils in die automatische oder manuelle Weißkompression umgeschaltet werden kann. Mit Hilfe dieses an den Steuereingängen der Multiplizierschaltungen 14 bis 16 anliegenden 10 Bit breiten Digitalsignals ist es möglich, deren Verstärkung durch Multiplikation der Eingangssignale mit einem Faktor zwischen 0 und 1 sehr präzise zu regeln. Zwischen den Eingangsklemmen 1, 2, 3 und den Detektorschaltungen 4, 5, 6 sind ferner in je einem Farbkanal Verzögerungsschaltungen 32 bzw. 33 bzw. 34 vorgesehen, um die Eingangs-Farbwertsignale R,G,B mit den in den Multiplizierschaltungen 14, 15, 16 erzeugten weißkomprimierten Videosignalen zeitlich genau abzustimmen.

Claims (8)

1. Schaltung zur adaptiven Weißkompression von Videosignalen eines Farbfernsehgerätes, insbesondere eines HDTV-Bildsignalerzeugers, mit je einer in jedem Farbkanal angeordneten Signalminimum-Detektorschaltung (4, 5, 6) an deren Eingängen je ein Farbwertsignal (R, G, B) sowie ein davon abgeleitetes komprimiertes Farbwertsignal anliegen und an deren Ausgang jeweils das kleinere von beiden Eingangssignalen abnehmbar ist, mit je einer Multiplizierschaltung (14, 15, 16), deren Signaleingang jeweils ein Farbwertsignal zugeführt ist und an deren Regeleingängen ein von den Ausgangssignalen (R′, G′, B′) der Detektorschaltungen (4, 5, 6) abgeleitetes Regelsignal anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vor-/Rückwärtszähler (24) vorgesehen ist, an dessen Steuereingang ein von den Videoausgangssignalen durch zeilenweises Messen und Vergleichen mit einem Schwellwert-Referenzsignal abgeleitetes digitalisiertes Steuersignal anliegt und dessen Ausgang mit den Regeleingängen der Multiplizierschaltungen (14, 15, 16) verbunden ist, wobei die analogen Farbwertsignale (R, G, B) mit dem digitalen Regelsignal zwischen 0 und 1 multipliziert werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vor-/Rückwärts-Zähler (24) über einen ersten Takteingang (25) ein Taktsignal mit niedriger Frequenz zum Vorwärtszählen und über einen zweiten Takteingang (26) ein Taktsignal mit höherer Frequenz zum Rückwärtszählen zugeführt ist, daß das digitale Steuersignal die Zählrichtung des Zählers (24) derart steuert, daß bei einem "High"-Signal rückwärts schnell und bei einem "Low"-Signal vorwärts langsam gezählt wird, und daß am Ausgang des Zählers (24) ein digitales Wort abnehmbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximaldauer beim Rückwärtszählen ungefähr eine Bildperiode und beim Vorwärtszählen ungefähr 1 Sekunde beträgt.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßschaltung (19) vorgesehen ist, an deren Eingang ein von einer NAM-Schaltung (17) durch Vergleich der Pegel der drei Farbwertsignale mit dem Spannungspegel einer sogenannten Knie-Spannung abgeleitetes Pegelsignal anliegt, daß ein Komparator (22) vorgesehen ist, dessen erstem Eingang das Pegelsignal zeilenweise zugeführt ist und an dessen anderen Eingang ein Schwellwert-Referenzsignal anliegt, und daß am Ausgang des Komparators (22) das digitale Steuersignal abnehmbar ist, welches immer dann "high" ist, wenn der Energieinhalt (abhängig von Größe und Dauer) des Pegelsignals den Schwellwert des Referenzsignals zeilenweise überschreitet.

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausgang des Vor-/Rückwärtszählers (24) und Steuereingängen der Multiplizierschaltungen (14, 15, 16) eine Wahlschaltung (29) vorgesehen ist, an deren weiteren Eingängen eine I2C-Busleitung 27 angeschlossen ist, über welche ein manuell einstellbares digitales Regelsignal zuführbar ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahlschaltung (29) manuell (über Klemme 31) ansteuerbar ist.

7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jeder Multiplizierschaltung (14, 15, 16) an den einen Eingang je einer Addierstufe (11, 12, 13) angeschlossen ist, an deren anderen Eingang eine einstellbare Gleichspannung (V) anliegt, und daß der Ausgang der Addierstufen (11, 12, 13) mit dem Eingang für das komprimierte Farbwertsignal der Signalminimum-Detektorschaltungen (4, 5, 6) verbunden ist.

8. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Farbkanal vor dem Farbwertsignaleingang jeder Detektorschaltung (4, 5, 6) je eine Signalverzögerungsschaltung (32, 33, 34) vorgesehen ist.