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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Luminanz/Chrominanz-(Y/C)-Signaltrennungsschaltung zum Trennen eines
Luminanzsignals und von Farbdifferenzsignalen von einem PAL-
Farbfernsehsignal.
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Beim zusammengesetzten Farbfernsehsignal (Videosignal) von
PAL- und NTSC-Fernsehsystemen ist das Chrominanzsignal
(Trägersignal) mit hochfrequenten Anteilen des Luminanzsignals
frequenzmultiplexiert. Es ist daher bei der Wiedergabe des
Bildes aus dem Farbfernsehsignal sehr wichtig, das
Luminanzsignal und das Chrominanzsignal richtig voneinander zu
trennen, um eine hohe Qualität des wiedergegebenen Bildes zu
gewährleisten.
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Das Chrominanzsignal (Trägersignal) des PAL-Fernsehsystems
wird durch orthogonale Modulation zweier Arten von
Farbdiffenzsignalen (im folgenden als u-Signal bzw. v-Signal
bezeichnet) mit einem Chrominanzhilfsträger und kann durch die
folgenden Ausdrücke dargestellt werden:
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C = u sin (2πfSCt) ± v cos (2 fSCt) ..... (1)
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mit
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fSC = (284 - 1/4 + 1/625) fh ..... (2)
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In den genannten Ausdrücken bezeichnen fSC die Frequenz
des Chrominanzhilfsträgers, fh die horizontale Abtastfrequenz
und t die Zeit. Das Zeichen (±) im Ausdruck (1) weist darauf
hin, daß die Polarität des v-Signals für jede Bildzeile
umgekehrt wird (also auf Zeilenbasis). Weiterhin ist aus dem
Ausdruck (2) ersichtlich, daß die Phase des
Chrominanzhilfsträgers um 90º bezüglich der Zeilenperiode und um 180º
bezüglich der Rasterperiode verschoben ist. Dementsprechend
durchläuft das Chrominanzsignal (im folgenden abkürzend auch als C-
Signal bezeichnet) jeweils nach einer zwei Zeilen
entsprechenden
Zeitspanne eine Polaritätsumkehr und gewinnt dieselbe
Phasenbeziehung jeweils nach einer vier Zeilen entsprechenden
Zeitspanne wieder. Das Chrominanzsignal ist ebenfalls um 90º
bezüglich der Rahmenperiode verschoben, durchläuft die
Polaritätsumkehrung jeweils nach einer zwei Rahmen entsprechenden
Zeitspanne und gewinnt jeweils nach einer vier Rahmen
entsprechenden Zeitspanne dieselbe Phasenbeziehung wieder.
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Eine Technik zum Trennen des Luminanzsignals (Y-Signals)
und des Chrominanzsignals (C-Signals) unter Verwendung der
jeweils nach einer zwei Zeilen und zwei Rahmen entsprechenden
Zeitspanne stattfindenden Polaritätsumkehrung ist in IEEE
Trans. Consumer Electronics, CE-32, 3. August 1986, S. 241 -
250 offenbart. Gemäß dieser bekannten Technik wird das
Chrominanzsignal (C-Signal) auf der Basis der Differenz zwischen
zwei Rahmen für eine feststehende Bildeinzelheit oder für
einen feststehenden Bildbereich abgeleitet, während das
Chrominanzsignal auf der Basis der Differenz zwischen zwei Zeilen
für eine veränderliche oder sich bewegende Bildeinzelheit
gewonnen wird. Auf diese Weise wird die Art des Trennens des
Luminanzsignals (Y-Signals) und des Chrominanzsignals (C-
Signals) abhängig davon, ob das Bild feststehend ist oder sich
bewegt, geändert. In diesem Zusammenhang ist in der
vorausgehend erwähnten Literatur ein Verfahren zum Erfassen der
Bewegung oder der Veränderung des Bildes erwähnt, bei dem ein
Signal verwendet wird, das in jedem Rahmen oder in jedem
dritten Rahmen auftritt. Gemäß dem auf der Zwischenrahmendifferenz
beruhenden Erfassungsverfahren wird wegen des
Chrominanzanteils C selbst für die unbewegliche Bildeinzelheit ein "das
Vorhandensein einer Bewegung" anzeigendes Signal erzeugt. In
der genannten Literatur wird deshalb empfohlen, das Verfahren
des Verwendens des jeweils in jedem dritten Rahmen
auftretenden Differenzsignals zu benutzen, falls die Kapazität eines
verwendeten Speichers dies erlaubt.
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Andererseits enthält das PAL-Farbfernsehsignal
Farbsynchronsignale, die in der Phase jeweils um ± 135º bezüglich
der durch den Term u sin (2π fSCt) des Ausdrucks (1) gegebenen
Komponente verschoben sind. Das Zeichen (±) bezeichnet, wie im
Fall des v-Signals im Ausdruck (1), die Polaritätsumkehr auf
der Zeilenbasis. Die Spitzenwerte der modulierten u- und
v-Signale weisen eine in Fig. 2 der begleitenden Zeichnung
veranschaulichte Phasenbeziehung bezüglich der einzelnen Bildzeilen
auf. Eine Technik zum Ableiten der der Bewegung oder der
wiederzugebenden Gegebenheit aus dem PAL-Farbfernsehsignal
entsprechenden Bewegungsinformation und eine Technik zum Trennen
des Chrominanzsignals vom PAL-Farbfernsehsignal sind in JP-A-
58-212286 bzw. JP-A-59-25491 beschrieben, wobei jeweils eine
solche Phasenbeziehung ausgenutzt wird.
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Wenn das die in Fig. 2 gezeigte Phasenbeziehung
aufweisende Chrominanzsignal (C-Signal) genauer gesagt bei einer
Phase, die mit der des Farbsynchronsignals übereinstimmt und
bei einer Abtastfrequenz, die viermal so hoch ist, wie die
Frequenz fSC des Chrominanzhilfsträgers, abgetastet wird,
nehmen die abgetasteten Pixel die durch ausgefüllte schwarze
Kreise in Fig. 2 bezeichneten Positionen ein (also die um 45º,
135º, 225º und 315º bezüglich der Phase des Anteils u sin (2π
fSCt) verschobenen Positionen). Die Amplituden der
Chrominanzsignale für diese Pixel sind durch
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± (1/ 2) (u + v) und ± (1/ 2) (u - v)
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gegeben.
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Demnach alternieren die gleichen Polaritäten (der durch
senkrechte Doppellinien verbunden dargestellten Pixel) und die
entgegengesetzten Polaritäten (der durch senkrechte
Einzellinien verbunden dargestellten Pixel) auf der Pixelbasis
zwischen den Zeilen.
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Die vorausgehend erwähnte Phasenbeziehung gilt auch für
die Bildzeilen, die sich an den gleichen, sich im Abstand
eines Rahmens von den in Fig. 2 gezeigten Stellen befinden.
Mit anderen Worten weist das der L-ten Bildzeile um einen
Rahmen vorausgehende Signal der Bildzeile (L - F) die gleiche
Phasenbeziehung gegenüber dem Signal der der L-ten Bildzeile
um eine Zeile vorausgehenden (L - 1)-ten Bildzeile auf.
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Daher hat das Chrominanzsignal (C-Signal) für die Pixel 28
und 30 auf der L-ten Bildzeile die gleiche Polarität wie das
Chrominanzsignal für die den Pixeln (28, 30) um die einem
Rahmen entsprechende Zeitspanne vorausgehenden identischen Pixel
(28', 30'), während das Chrominanzsignal (C-Signal) für die
Pixel 29 und 31 die entgegengesetzte Polarität gegenüber der
des Chrominanzsignals für die entsprechenden Pixel (29', 31')
in dem um die einem Rahmen entsprechende Zeitspanne
vorausgehenden Rahmen hat (oder für die sich unmittelbar darüber auf
der vorausgehenden Zeile befindenden Pixel).
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Andererseits nehmen die Chrominanzsignale (C-Signale) für
die Pixel 28 und 30 die entgegengesetzte Polarität gegenüber
der für die entsprechenden Pixel 28" und 30" in dem im Abstand
einer Rahmenperiode folgenden Rahmen an, während die
Chrominanzsignale für die Pixel 29, 31 die gleiche Polarität
aufweisen wie die Chrominanzsignale für die Pixel 29" und 31" in dem
im Abstand eines Rahmens folgenden Rahmen.
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Durch Erfassen einer Differenz in den Signalen zwischen
dem aktuellen Rahmen und dem vorausgehenden Rahmen für die
Pixel 28 und 30 und durch Ableiten einer Differenz in den
Signalen zwischen dem aktuellen Rahmen und dem vorausgehenden
Rahmen für die Pixel 29 und 31 ist es auf diese Weise möglich,
die Bewegungsinformation zu gewinnen, wie in JP-A-58-212286
offenbart ist. In JP-A-59-25491 ist weiterhin die Gewinnung
des Chrominanzsignals für jedes der Pixel durch Erfassen der
Differenz für die Pixel 29 und 31 aus dem vorausgehenden
Rahmen, während die Differenz für die Pixel 28 und 30 aus dem
nachfolgenden Rahmen detektiert wird, offenbart.
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Eine Schwierigkeit bei der in der ersten erwähnten
Druckschrift (IEEE Trans.) beschriebenen Technik liegt darin, daß
eine schnelle Bewegung oder eine schnelle Veränderung
übersehen werden kann, da eine vier Rahmen einschließende
Rechenoperation für die Erfassung der Bewegung durchgeführt werden
muß. Da die YC-Trennung im übrigen für die unbewegliche
Bildeinzelheit auf der Basis der Differenz zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Rahmen verwirklicht wird, während sie für die
sich bewegende Bildeinzelheit auf der Basis der Differenz
zwischen
den beiden aufeinanderfolgenden Zeilen verwirklicht
wird, verschlechtern sich die YC-Trennungseigenschaften für
das sich bewegende Bild, das sich lediglich geringfügig
verändert, während für das völlig feststehende oder unbewegliche
Bild wegen einer sehr langen Zeitdauer der Rechenoperationen
in der senkrechten Richtung keine Schwierigkeiten auftreten.
Im übrigen tritt diese Verschlechterung der
YC-Trennungseigenschaften selbst im Falle der sich wirklich bewegenden
Bildeinzelheit auf.
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Gemäß den in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Systemen
aus dem Stand der Technik wird das Problem einer sehr langen
Zeitdauer der Rechenoperation auf der Zeitbasis sicherlich
durch Ausführen der Rechenoperation zur Gewinnung des
Chrominanzsignals auf einer Rahmenbasis gelöst. Da jedoch das Signal
des vorausgehenden Rahmens und das des nachfolgenden Rahmens
für die Rechenoperation verwendet werden, ist ein Speicher mit
einer zum Speichern der Daten aus zwei Rahmen ausreichenden
Größe erforderlich, was eine Schwierigkeit darstellt. Da
weiterhin für alle ungeradzahligen und geradzahligen Pixel auf
die Signale der vorausgehenden und der nachfolgenden Rahmen
Bezug genommen wird, tritt in der Hinsicht eine Schwierigkeit
auf, daß das gewonnene Chrominanzsignal mit Rauschen einer
zwei Pixeln entsprechenden Periode verbunden ist.
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Eine weitere Bewegungsanpassungsschaltung zum Trennen des
Luminanzsignals und des Chrominanzsignals von einem
PAL-Farbfernsehsignal ist in GB-A-2 078 054 offenbart. Diese Schaltung
enthält zwei Einfeld-Verzögerungsspeicher und weist daher in
der Hinsicht, daß ein großer Speicherumfang erforderlich ist,
die im vorausgehend erwähnten Stand der Technik besprochenen
Nachteile auf.
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In JP-A-62-74162 wurde ein Versuch zur Verringerung der
Speichergröße einer Bewegungsanpassungs-Luminanz-/Chrominanz-
Signaltrennungsschaltung unternommen. Diese Schaltung
speichert die Bilddaten lediglich jedes zweiten Pixels in
Zeilen- und Rahmenspeichern und gewinnt die Signale der fortgelassenen
Pixel durch Interpolation wieder. Diese Schaltung ist jedoch
für die Luminanz-/Chrominanz-Signaltrennung von einem NTSC-
Farbfernsehsignal vorgesehen und nicht für die Verarbeitung
eines PAL-Farbfernsehsignals geeignet.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
einfache Schaltung zum Trennen von Luminanz- und Farbsignalen
von einem PAL-Fernsehsignal mit hoher Qualität für ein
feststehendes Bild und ein bewegtes Bild zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 ausgeführte
Schaltung gelöst. Die Unteransprüche richten sich auf
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
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Angesichts der vorausgehend genannten und anderer
Aufgaben, die im Laufe der folgenden Beschreibung besser verstanden
werden, wird gemäß einer Verwirklichung der Erfindung
vorgeschlagen, daß ein PAL-Farbfernsehsignal durch eine
Abtasteinrichtung, die in der Phase mit dem Farbsynchronsignal
übereinstimmt und bei einer Abtastfrequenz, die viermal so hoch
ist, wie die des Chrominanzhilfsträgers (fSH), abgetastet
wird, daß die Differenz zwischen Rahmen (auch als
Zwischenrahmen-Differenz bezeichnet) mit Hilfe eines Rahmenspeichers
und einer Subtraktionsschaltung rechnerisch bestimmt wird, daß
das Zwischenrahmen-Differenzsignal durch eine
Verteilungsschaltung in ein erstes und ein zweites
Zwischenrahmen-Differenzsignal aufgeteilt wird, daß die Bewegungssteuerinformation
aus dem ersten Zwischenrahmen-Differenzsignal gewonnen wird,
daß das Verhältnis, in dem das zweite
Zwischenrahmen-Differenzsignal durch eine Mischeinrichtung mit einem die Differenz
zwischen benachbarten Zeilen wiedergebenden Zwischenzeilen-
Differenzsignal gemischt wird, mit Hilfe der
Bewegungssteuerinformation und durch diese geregelt, verändert wird und daß
das auf diese Weise für jedes zweite Pixel erhaltene
Chrominanzsignal zum Erzeugen der Farbdifferenzsignale interpoliert
wird.
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Das durch ein in der Phase mit dem Farbsynchronsignal
übereinstimmendes und bei einer gegenüber der des
Chrominanzhilfsträgers vierfach höheren Frequenz stattfindendes Abtasten
des PAL-Farbfernsehsignals gewonnene Chrominanzsignal wird in
ein erstes Chrominanzsignal für eine erste Pixelgruppe mit der
gleichen Polarität, wie die der gleichen Pixel in dem
vorausgehenden
Rahmen (wie der in Fig. 2 mit 28, 30 usw.
bezeichneten) und in ein zweites Chrominanzsignal für eine zweite
Pixelgruppe mit der Polarität, die der der gleichen Pixel in
dem vorausgehenden Rahmen (wie der mit 29, 31 usw. in Fig. 2
benannten) entgegengesetzt ist, aufgeteilt. Auf diese Weise
kann die Bewegungsinformation für die erste Pixelgruppe (das
erste Rahmendifferenzsignal) aus dem
Zwischenrahmen-Differenzsignal abgeleitet werden.
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Andererseits wird das Chrominanzsignal (C-Signal) für
jedes zweite Pixel aus dem Zwischenrahmen-Differenzsignal für
die zweite Pixelgruppe (zweites Rahmendifferenzsignal) oder
aus dem Zwischenzeilen-Differenzsignal abgeleitet. Das
Chrominanzsignal kann durch Ändern des Verhältnisses, in dem das
zweite Zwischenrahmen-Differenzsignal mit dem Zwischenzeilen-
Differenzsignal entsprechend der vorausgehend erwähnten
Bewegungsinformation gemischt wird, für jedes zweite Pixel genau
und zuverlässig gewonnen werden. Dieses Chrominanzsignal wird
in zwei Arten von Farbdifferenzsignalen demoduliert, die
daraufhin durch die Farbdifferenzsignale der zwischen den
alternierenden Pixeln angeordneten Pixeln interpoliert werden, um
hierdurch die Farbdifferenzsignale wiederherzustellen, die im
wesentlichen durch kein Rauschen aufgrund der
Zwei-Pixel-Periode beeinträchtigt sind.
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Durch orthogonale Modulation des Farbdifferenzsignals mit
dem Chrominanzhilfsträger (fSC) zur Erzeugung des
Chrominanzsignals, das daraufhin vom zusammengesetzten
PAL-Farbfernsehsignal subtrahiert wird, kann das Luminanzsignal richtig vom
zusammengesetzten PAL-Farbfernsehsignal getrennt werden.
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Es ist gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das
Farbsignal hoher Qualität unter Verwendung des einzigen
Rahmenspeichers aus dem zusammengesetzten PAL-Farbfernsehsignal
wiederherzustellen, da Farbfeuer, Punktinterferenzen und andere
unerwünschte Erscheinungen für den feststehenden oder
unbeweglichen Bildbereich zufriedenstellend ausgeschaltet werden
können.
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Da die Information weiterhin unter Verwendung desselben
Rahmenspeichers mit hoher Genauigkeit gewonnen werden kann,
kann das Farbsignal hoher Qualität für die aus den
herkömmlichen Fernsehübertragungssignalen gewonnenen Fernsehsendungen
durch die bewegungsangepaßte Verarbeitung unter Verwendung der
Bewegungsinformation erhalten werden.
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Diese und andere Vorteile und erreichten Vorzüge der
vorliegenden Erfindung werden für Fachleute beim Lesen der
folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die zusammen
mit der Zeichnung gelesen werden sollte, in der
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Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, in dem eine Anordnung einer
Luminanz-/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung für ein PAL-
Farbfernsehsignal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
gezeigt ist;
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Fig. 2 ein Diagramm ist, in dem Anordnungen von Pixeln und
Signalmustern zur Erläuterung der Arbeitsweise der
Luminanz/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung gemäß der Erfindung
gezeigt sind;
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Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, in dem Schaltungsanordnungen
einer Bewegungserkennungsschaltung und einer in der
erfindungsgemäßen Luminanz-/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung
verwendeten Mischschaltung gezeigt sind;
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Fig. 4 ein Blockdiagramm ist, in dem Schaltungsanordnungen
einer Demodulationsschaltung und einer Interpolationsschaltung
gezeigt sind, die in der erfindungsgemäßen
Luminanz/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung verwendet werden und
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Fig. 5 ein Blockdiagramm einör Anordnung der
Luminanz/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Die vorliegende Erfindung wird nun detailliert im
Zusammenhang mit bevorzugten oder als Beispiel gegebenen
Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem eine
Schaltungsanordnung einer Luminanz-/Chrominanz-Signaltrennungsschaltung
(auch einfach als YC-Trennungsschaltung bezeichnet) für ein
PAL-Farbfernsehsignal gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung gezeigt ist.
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Wenn ein zusammengesetztes PAL-Farbfernsehsignal, wie in
Fig. 1 gezeigt, an einen Eingangsanschluß 1 angelegt wird,
wird das Signal durch eine Abtastschaltung 2 abgetastet, die
auch mit einer Funktion für eine Analog-Digital-Wandlung (A/D-
Wandlung) versehen ist. Das Abtasten wird bei einer
Abtastfrequenz von 4fSC (die viermal so hoch ist, wie die Frequenz
fSH des Chrominanzhilfsträgers) und in der Phase
übereinstimmend mit dem Farbsynchronsignal durchgeführt. Es erübrigt
sich, zu bemerken, daß das Ausgangssignal der Abtastschaltung
2 ein digitales Signal ist, das jedoch in der Figur in der
Form einfacher Linien gezeigt ist, die einfach Signalflüsse
anzeigen. Ein Teil des Ausgangssignals der Abtastschaltung 1
wird zu einem Zeilenspeicher 3 und einem Rahmenspeicher 4
übertragen und wird dabei um 1H bzw. 1F verzögert, wobei H
eine eine Zeile entsprechende Zeitspanne ist und F eine einem
Rahmen entsprechende Zeitspanne ist. Subtraktionsschaltungen 5
und 6 bezeichnen zur Ableitung eines
Zwischenzeilen-Differenzsignals a bzw. eines Zwischenrahmen-Differenzsignals b
ausgelegte Rechenschaltungen. Das Zwischenrahmen-Differenzsignal b
wird zu einer Verteilungsschaltung 7 übertragen und in ein
erstes und zweites Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub1; und b&sub2;
aufgeteilt, wobei das erste Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub1;
an den Eingang einer zur Erzeugung eines Bewegungs- oder
Änderungsinformationssignal ausgelegten
Bewegungserkennungsschaltung (Änderungserkennungsschaltung) 8 angelegt wird. Das
zweite Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub2; und das
Zwischenzeilen-Differenzsignal a werden zu einer Mischschaltung 9
übertragen und bei einem durch das Ausgangssignal der
Bewegungserkennungsschaltung 8 geregelten Mischungsverhältnis k
gemischt. Das Ausgangssignal der Mischschaltung 9 wird zu
einer Demodulationsschaltung 10 übertragen und so demoduliert,
daß zwei auch als das u-Signal und das v-Signal bezeichnete
Farbdifferenzsignale für jedes zweite Bildelement oder Pixel
(also für alternierende Pixel) entstehen. Das Ausgangssignal
der Demodulationsschaltung 10 wird daraufhin zu einer
Interpolationsschaltung 11 übertragen, durch die die
Farbdifferenzsignale jeweils durch die Signale für die sich zwischen den
alternierenden Pixeln befindlichen Pixel interpoliert werden,
die auch dazu dienen, die Ausgangssignale der
Demodulationsschaltung
10 und die interpolierten Farbdifferenzsignale
alternierend bei einer Frequenz von 2fSC auszuwählen, wodurch
die Farbdifferenzsignale mit einer Abtastfrequenz von 4fSC
gewonnen werden. Die Farbdifferenzsignale, also das u-Signal
und das v-Signal, werden über einen Ausgangsanschluß 16 von
der Interpolationsschaltung 11 ausgegeben. Weiterhin werden
das von der Interpolationsschaltung 11 ausgegebene u- und v-
Signal auch an den Eingang einer Modulationsschaltung 12
angelegt und mit dem Chrominanzhilfsträger orthogonal moduliert,
wodurch das Chrominanzsignal als Ausgangssignal der
Modulationsschaltung erzeugt wird. Das Chrominanzsignal wird dann zu
einer Rechenschaltung 14 übertragen, die das
Eingangs-Chrominanzsignal von dem zu dieser über eine Verzögerungsschaltung
13 übertragenen PAL-Farbfernsehsignal subtrahiert oder dieses
aus diesem entfernt, wobei die Verzögerungsschaltung 13 dafür
vorgesehen ist, das PAL-Farbfernsehsignal um einen Betrag zu
verzögern, der der Verzögerung entspricht, die bei der
Verarbeitung zur Ableitung der vorausgehend beschriebenen
Farbdifferenzsignale verwendet wird. Auf diese Weise wird das
Luminanzsignal von dem PAL-Farbfernsehsignal getrennt und kann
an einem Ausgabeanschluß 15 abgegriffen werden.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise der die
Luminanz/Chrominanztrennungsschaltung oder YC-Trennungsschaltung
bildenden Teile in näheren Einzelheiten beschrieben. Fig. 2 ist
ein Diagramm, in dem die Phasenbeziehungen zwischen den
Pixelsignalen dargestellt sind, die sich aus dem durch die
Abtastschaltungen 2 durchgeführten Abtasten und den gemäß dem
vorausgehend erwähnten Ausdruck (1) orthogonal modulierten u- und
v-Signalen ergeben. In Fig. 2 stellen horizontale Linien
horizontale Bildzeilen dar. Genauer gesagt stellen die Linien
(L - 2), (L - 1), (L), (L + 1), (L + 2) die in der senkrechten
Richtung innerhalb ein und desselben Rasters
aufeinanderfolgend gezeigten Bildzeilen dar, die jedoch auch als die der
Bildzeile (L) um einen oder mehrere Rahmen vorausgehenden und
nachfolgenden Bildzeilen angesehen werden können und daher
auch durch (L - 2F), (L - F), (L), (L + F) und (L + 2F)
dargestellt werden können. In Fig. 2 stellen ein leerer Kreis bzw.
ein mit einem Kreuz versehener Kreis einen Maximalwert bzw.
einen Minimalwert des u-Signals dar, während ein leeres bzw.
ein mit einem Kreuz versehenes Rechteck einen Maximalwert bzw.
einen Minimalwert des v-Signals darstellen und ein schwarz
ausgefüllter Kreis einen Ort des abgetasteten Pixels
darstellt. Als Ergebnis des, wie vorausgehend beschrieben, mit
der Frequenz 4fSC stattfindenden und in der Phase mit dem
Farbsynchronsignal übereinstimmenden Abtastens, wird eine
Reihe abgetasteter Werte für jede der Bildzeilen erzeugt, die
durch eine Wiederholung der folgenden Wertefolge ausgedrückt
werden kann:
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1/ 2 (u + v), - 1/ 2 (u - v), - 1/ 2 (u + v) und 1/ 2 (u - v)
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Im Hinblick auf die Beziehungen der einzelnen abgetasteten
Werte der u-und v-Signale jeder Bildzeile zu denen der anderen
Bildzeilen sei bemerkt, daß die u- und v-Signale wiederholt
mit gleichen und entgegengesetzten Polaritäten auf einer
Pixelbasis alternierend auftreten, wie in Fig. 2 durch
senkrechte Doppellinien und senkrechte Einzellinien dargestellt
ist.
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Daher stellen das Zwischenzeilen-Differenzsignal a und das
Zwischenrahmen-Differenzsignal b, wie in Fig. 1 gezeigt, das
Differenzsignal zwischen den abgetasteten Werten zweier
benachbarter Bildzeilen dar. Da das vorausgehend erwähnte
Zwischenrahmen-Differenzsignal b durch die Verteilungsschaltung 7
in das erste Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub1; und das zweite
Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub2; geteilt wird, die auf einer
Pixelbasis alternieren, stellt das erste
Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub1; die Differenz zwischen den Signalen der
entsprechenden oder gleichen Bildzeilen zwischen den
aufeinanderfolgenden Rahmen bezüglich des Luminanzanteils und des
Farbdifferenzanteils dar, wie in Fig. 2 durch die senkrechten
Doppellinien gezeigt ist, und nimmt so für den unbeweglichen oder
feststehenden Bildbereich den Wert Null an, während für den
bewegten oder sich ändernden Bildbereich bedeutungsvolle (die
Bewegung oder die Veränderung anzeigende) Werte angenommen
werden.
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Fig. 3 ist ein Schaltungs-Blockdiagramm, in dem
Schaltungsanordnungen der Bewegungserkennungsschaltung 8 und der
Mischschaltung 9 beispielhaft gezeigt sind.
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Ein Teil des ersten Zwischenrahmen-Differenzsignals b&sub1;
wird direkt ah eine Schalteinrichtung 83 angelegt, wobei der
andere Teil des Signals b&sub1; an diese über eine Zwei-Pixel-Zeit-
Verzögerungsschaltung 81 zum Bewirken einer Verzögerung um
eine zwei Pixeln entsprechende Zeitspanne, einen Addierer 82
und eine Koeffizienten-Multiplizierschaltung
(1/2-Multiplizierschaltung) 85 angelegt wird. Die Schalteinrichtung 83
schaltet diese beiden Eingänge in Abhängigkeit von einem
Treiberimpulssignal mit einer Periode von 1/2fSC und synchron mit
der Chrominanzhilfsträger-Frequenz um. Das Ausgangssignal der
Schalteinrichtung 83 wird an den Eingang einer Koeffizienten-
Multiplizierschaltung 84 angelegt und in ein
Koeffizientensignal k umgewandelt, das einen Wert zwischen 0 und 1 annimmt.
Mit anderen Worten wird das Zwischenrahmen-Differenzsignal in
der Bewegungserfassungsschaltung 8 als die die Differenz des
Signals zwischen den in Fig. 2 als durch Doppellinien
verbunden eingezeichneten Pixeln enthaltende Bewegungsinformation
verwendet, während der gemittelte Wert oder der Mittelwert der
beiden in der Horizontalen aneinandergrenzenden
Zwischenrahmen-Differenzsignale als die Bewegungs- oder
Änderungsinformation zwischen den als durch die Einzellinien verbunden
eingezeichneten Pixeln verwendet wird. Da die eine Bewegung
oder eine Änderung einer wiederzugebenden Gegebenheit
anzeigende Bildbewegungsinformation (Bildänderungsinformation) im
wesentlichen niederfrequente Anteile aufweist, wobei
hochfrequente Anteile vernachlässigt werden können, stellt die
vorausgehend erwähnte Mittelwertbildung kein wesentliches Problem
dar, wodurch auf einen anderen, andernfalls erforderlichen
Rahmenspeicher verzichtet werden kann, wodurch der
Schaltungsaufbau dementsprechend vorteilhaft vereinfacht wird.
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Der Koeffizient k ist so gewählt, daß er einen Wert
zwischen 0 und 1 annimmt und den Wert 0 für den feststehenden
Teil des Bildes annimmt, während er für den wesentlich
bewegten oder sich ändernden Bildteil den Wert 1 annimmt.
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Die Mischschaltung 9 besteht aus einer
Multiplizierschaltung 91 für einen ersten Koeffizienten (k) zur Multiplikation
des Zwischenzeilen-Differenzsignals a (dessen Wert durch XL
dargestellt ist) mit einem Koeffizienten k, einer zweiten
Koeffizienten-Multiplizierschaltung 92 zur Multiplikation des
zweiten Zwischenrahmen-Differenzsignals b&sub2; (dessen Wert durch
XF dargestellt ist) mit einem Koeffizienten (1 - k) und einem
Addierer 93 zum Erzeugen eines Summensignals Xa aus den
Ausgaben der beiden vorausgehend erwähnten Koeffizientenschaltungen
91 und 92. Die Ausgabe Xa der Mischschaltung 9 kann demnach
durch den folgenden Ausdruck dargestellt werden:
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Xa = (1 - k) XF + kXL ..... (3)
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Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, in dem Schaltungsanordnungen
der Demodulationsschaltung 10 und der Interpolationsschaltung
11 beispielhaft dargestellt sind.
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Im Hinblick auf die in Fig. 2 dargestellte Phasenbeziehung
nehmen das Zwischenzeilen-Differenzsignal a und das zweite
Zwischenrahmen-Differenzsignal b&sub2; beispielsweise für die Pixel
28, 29, 30 und 31 usw. auf der Pixelbasis die Werte 0, 2 (u -
v), 0, - 2 (u - v) usw. an bzw. die Werte 2 (u + v), 0, -
2 (u + v), 0 usw. für die nachfolgenden Bildzeilen.
Dementsprechend können das u- und das v-Signal beispielsweise für
das Pixel 29 (durch u&sub2;&sub9; bzw. v&sub2;&sub9;, dargestellt) gemäß den
folgenden Ausdrücken bestimmt werden:
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wobei X&sub2;&sub9;, X'&sub2;&sub8; und X'&sub3;&sub0; die Werte der entsprechenden Signale
für die Pixel 29, 28' bzw. 30' darstellen.
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Die Schaltungen zum Verwirklichen der vorausgehenden
Ausdrücke (4) bestehen aus Koeffizienten-Multiplizierschaltungen
101 bzw. 103, Verzögerungsschaltungen 102 bzw. 104 und
Addierschaltungen 105 bzw. 106, die wie in Fig. 4 gezeigt
miteinander verbunden sind und bei denen die in die Blöcke 102 und 104
eingetragenen Buchstaben H bzw. P Verzögerungen darstellen,
die der einer Zeile bzw. der einem Pixel entsprechenden
Zeitspanne entsprechen. Schalteinrichtungen 109 und 110 und
Invertierer 107 und 108 wirken so zusammen, daß die Polaritäten der
vorausgehend erwähnten demodulierten u- und v-Signale einander
entsprechen, da die Polarität dieser Signale periodisch in dem
zwei Pixeln entsprechenden Abstand umgekehrt wird.
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Die Interpolationsschaltung 11 dient dazu, periodisch in
dem zwei Pixeln entsprechenden Zeitabstand Signale zum
Interpolieren des u- bzw. des v-Signals zu erzeugen. In diesem
Zusammenhang sei bemerkt, daß die direkte Ausgabe der
Demodulationsschaltung 10 unverändert beispielsweise als die u-
Signale u&sub2;&sub9; und u&sub3;&sub1; und die v-Signale v&sub2;&sub9; und v&sub3;&sub1; für die Pixel
29 und 31 verwendet werden kann. Für das u-Signal u&sub3;&sub0; und das
v-Signal v&sub3;&sub0; für das Pixel 30 muß jedoch eine Interpolation
unter Verwendung der gemäß den folgenden jeweiligen Ausdrücken
bestimmten Mittelwerten durchgeführt werden:
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u&sub3;&sub0; = u&sub2;&sub9; + u&sub3;&sub1;/2, und v&sub3;&sub0; = v&sub2;&sub9; + v&sub3;&sub1;/2 ..... (5)
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Die vorausgehenden Ausdrücke können durch das Zusammenwirken
von Zwei-Pixel-Verzögerungsschaltungen 111 bzw. 113, Addierern
112 bzw. 114 und Koeffizienten-Multiplizierschaltungen 115
bzw. 116 verwirklicht werden.
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Welche der Ausgaben der Demodulationsschaltung und der
Interpolationsschaltung verwendet werden muß, ändert sich von
Zeile zu Zeile (also auf einer Zeilenbasis) und von Rahmen zu
Rahmen (also auf einer Rahmenbasis). Die hierzu verwendete
Schaltoperation wird durch Schalteinrichtungen 116 und 117
ausgeführt. Es sei hinzugefügt, daß die Rechenoperation der
Demodulationsschaltung nicht auf die vorausgehend erwähnten
Ausdrücke (4) und (5) beschränkt ist. Das u-Signal u&sub3;&sub0; und das
v-Signal v&sub3;&sub0; können auch unter Verwendung der Signalwerte X&sub2;&sub9;,
X'&sub3;&sub0; und X'&sub3;&sub1; gemäß
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bestimmt werden.
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Da der Chrominanzanteil des PAL-Farbfernsehsignals auf 1,3
MHz beschränkt ist, können die Farbdifferenzsignale durch den
vorausgehend beschriebenen Mittelungsvorgang für die
horizontal vorausgehenden und nachfolgenden Pixel im wesentlichen
genau demoduliert werden.
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Die demodulierten u- und v-Signale werden wiederum durch
die Modulationsschaltung 12 moduliert, und das
Chrominanzsignal wird gewonnen. Durch Subtrahieren dieses Signals vom
PAL-Farbfernsehsignal kann das Luminanzsignal (Y-Signal) hoher
Qualität gewonnen werden. Die Modulationsschaltung 12 kann
eine der bisher bekannten sein.
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Fig. 5 zeigt in einem Blockdiagramm einen Aufbau der
Luminanz-/Chrominanz- oder YC-Trennungsschaltung gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung, die sich von der in Fig.
1 gezeigten Schaltung hinsichtlich der Anordnung um die
Mischschaltung herum unterscheidet. In Fig. 5 sind den in Fig. 1
gezeigten Teilen entsprechende Teile durch gleiche
Bezugszahlen bezeichnet, und es wird auf eine erneute Beschreibung
verzichtet. Gemäß der in Fig. 5 gezeigten vorliegenden
Ausführungsform werden die Ausgaben des Zeilenspeichers 3 und des
Rahmenspeichers 4 direkt zur Mischschaltung 32 übertragen,
deren Mischungsverhältnis durch die Bewegungsinformation k
gesteuert wird, die durch die Bewegungserkennungsschaltung 34
aus dem Zwischenrahmen-Differenzsignal abgeleitet wird, wobei
das Zwischenrahmen-Differenzsignal wiederum durch eine
getrennt vorgesehene Subtraktionsschaltung 33 abgeleitet wird.
Die Ausgabe der Mischschaltung 32 wird durch eine
Subtraktionsschaltung 35 vom zusammengesetzten PAL-Farbfernsehsignal
subtrahiert, so daß die Pixelsignale für jedes zweite Pixel
gewonnen werden. Die Ausgabe der Subtraktionsschaltung 35 ist
mit anderen Worten mit der der in Fig. 1 gezeigten
Mischschaltung 9 identisch und durchläuft im folgenden genauso wie in
der vorausgehend im Zusammenhang mit der in Fig. 1 gezeigten
YC-Trennungsschaltung beschriebenen Weise die weitere
Verarbeitung.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorausgehend in Verbindung
mit den bevorzugten oder als Beispiel gegebenen
Ausführungsformen der YC-Trennungsschaltung für das
PAL-Farbfernsehsignal beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die
erläuterten Ausführungsformen beschränkt, sondern zahlreiche
Abänderungen und Modifikationen sind für Fachleute
unmittelbar ersichtlich, die nicht vom in den Ansprüchen festgelegten
Schutzumfang der Erfindung abweichen.