DE69126946T2

DE69126946T2 - Luminanz-/Chrominanz-Trennschaltung

Info

Publication number: DE69126946T2
Application number: DE1991626946
Authority: DE
Inventors: Takashi Koga; Naoki Matsuda; Masahiko Mawatari; Masatoshi Sumiyoshi; Seiichi Tanaka
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: EP0485165B1; EP0485165A3; DE69126946D1; EP0485165A2

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Luminanz/Chrominanz-Abtrennvorrichtung, d. h. eine Vorrichtung zum Abtrennen der Luminanz- und Chrominanzkomponenten in einem zusammengesetzten Videosignal, die sich für den Gebrauch in Fernsehgeräten, Videorecordern usw. eignet.
Das europäische Patent EP-A-0368314 zeigt eine herkömmliche Luminanz/Chrominanz-Abtrennvorrichtung zum Abtrennen der Luminanz- und Chrominanzkomponenten aus einem zusammengesetzten Farbvideosignal, umfassend:
eine erste Abtrennvorrichtung zum Abtrennen einer stationären Chrominanzkomponente;
eine zweite Abtrennvorrichtung zum Abtrennen einer bewegten Chrominanzkomponente;
eine erste Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren der stationären Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine stationäre Luminanzkomponente abzutrennen;
eine zweite Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren der bewegten Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine bewegte Luminanzkomponente abzutrennen; eine erste Mischvorrichtung, die auf das Bewegungssignal anspricht und die stationäre Chrominanzkomponente und die bewegte Chrominanzkomponente miteinander mischt, um die Chrominanzkomponente auszugeben; und
eine zweite Mischvorrichtung, die auf das Bewegungssi gnal anspricht und die stationäre Luminanzkomponente und die bewegte Luminanzkomponente miteinander mischt, um die Luminanzkomponente auszugeben. Diese Anordnung weist ähnliche Komponenten auf wie die unten beschriebene bewegungsadaptive YC-Abtrennschaltung nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine weitere herkömmliche Luminanz/Chrominanz-Abtrennvorrichtung (im weiteren als Y/C-Abtrenner bezeichnet), die üblicherweise in der Videosignalverarbeitungsschaltung derartiger Fernsehempfänger verwendet wird. Der Y/C-Abtrenner wird mit einer bekannten dreidimensionalen Y/C-Abtrenntechnik implementiert, die die Videosignalkomponenten auf der waagrechten Achse, der senkrechten Achse und der Zeitachse verwendet.
In Fig. 1 wird ein zusammengesetztes Videosignal in einen Eingangsanschluß 800 eingegeben und dann einem Luminanzkomponentenabtrenner 801 (im weiteren als Y-Verarbeitungseinheit bezeichnet) und einem Chrominanzkomponentenabtrenner 802 (im weiteren als C-Verarbeitungseinheit bezeichnet) zugeführt.
Die Y-Verarbeitungseinheit 801 enthält einen stationären Y-Prozessor 811 und einen Bewegungs-Y-Prozessor 812, die in "ITEJ Technical Report", Vol 12, No. 51, pp 1-6 (Nov. 1988) veröffentlicht sind. Diese Prozessoren 811 und 812 eignen sich zum Abtrennen der Y-Komponente in stationären Bildern bzw. bewegten Bildern. Die stationären und bewegten Y-Komponenten werden über eine Schaltereinheit 813 ausgewählt an einen Subtrahierer 814 angelegt.
Der Bewegungs-Y-Prozessor 812 umfaßt einen Zeilenspeicher 821, einen Zeilenspeicher 822, eine Korrelationsprüfeinheit 823 und ein Bandpaßfilter 824 (im weiteren als BPF bezeichnet). Das zusammengesetzte Videosignal am Eingangsanschluß 800 wird an den Zeilenspeicher 821 angelegt, der das zusammengesetzte Videosignal um eine horizontale Abtastperiode (im weiteren mit 1H-Periode bezeichnet) verzögert. Das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 821 wird an den Zeilenspeicher 822 übergeben, der das zusammengesetzte Videosignal nochmal um eine 1H-Periode verzögert. Die zusammengesetzten Videosignale aus dem Eingangsanschluß 800, dem Zeilenspeicher 821 und dem Zeilenspeicher 822 werden der Korrelationsprüfeinheit 823 zugeführt. Die Korrelationsprüfeinheit 823 prüft Korrelationen zwischen den drei zusammengesetzten Videosignalen. Ein Ausgangssignal aus der Korrelationsprüfeinheit bedeutet unkorrelierte Signalkomponenten zwischen den drei zusammengesetzten Videosignalen.
Die unkorrelierten Signalkomponenten werden an das BPF 824 angelegt. Das BPF 824 hat eine Durchlaßcharakteristik, die das Farbhilfsträgersignal passieren läßt. Damit sind die unkorrelierten Signalkomponenten, die das BPF 824 ausgibt, im wesentlichen Chrominanzkomponenten (im weiteren als C- Komponenten bezeichnet). Die C-Komponenten werden an die Schaltereinheit 813 angelegt.
Der stationäre Y-Prozessor 811 umfaßt einen Bildspeicher 825, einen Subtrahierer 826 und ein BPF 827. Das zusammengesetzte Videosignal aus dem Zeilenspeicher 821 des Bewegungs-Y-Prozessors 812 wird ebenfalls an den Bildspeicher 825 und den Subtrahierer 826 angelegt. Der Bildspeicher 825 verzögert das zusammengesetzte Videosignal um eine Bildperiode. Im Subtrahierer 826 werden die zusammengesetzten Videosignale aus dem Zeilenspeicher 821 und dem Bildspeicher 825 voneinander subtrahiert. Damit stellt das Ausgangssignal des Subtrahierers 826 ebenfalls unkorrelierte Komponenten zwischen den beiden zusammengesetzten Videosignalen dar.
Die unkorrelierten Signalanteile aus dem Subtrahierer 826 werden an das BPF 827 angelegt. Das BPF 827 hat ebenfalls eine Durchlaßcharakteristik, die das Farbhilfsträgersignal passieren läßt. Das Signal, das das BPF 827 entnimmt, wird an die Schaltereinheit 813 angelegt.
Die Schaltereinheit 813 gibt gesteuert durch den Bewegungserkenner 805 wahlweise entweder das Signal aus dem stationären Y-Prozessor 811 oder das Signal aus dem Bewegungs- Y-Prozessor 812 aus. Der Bewegungserkenner 805 gibt ein Signal aus, das eine Bewegung im zusammengesetzten Videosignal darstellt, wie dies im US-Patent 4,626,891 offenbart ist. Tritt im Bild eine Bewegung auf, so veranlaßt ein Signal, beispielsweise ein Logikpegel "1", der eine Bewegung darstellt, die Schaltereinheit 813, das Signal aus dem stationären Y-Prozessor 811 auszugeben. Tritt im Bild keine Bewegung auf, so veranlaßt ein weiteres Signal, beispielsweise ein Logikpegel "0", der keine Bewegung darstellt, die Schaltereinheit 813, das Signal aus dem Bewegungs-Y-Prozessor 812 auszugeben.
Das gewählte Signal aus der Schaltereinheit 813 wird an den Subtrahierer 814 angelegt. Dort wird es vom zusammengesetzten Videosignal aus dem Zeilenspeicher 821 subtrahiert.
Das Signal aus der Schaltereinheit 813 stellt wie beschrieben die C-Komponente dar. Damit erhält man eine Luminanzkomponente (im weiteren als Y-Komponente bezeichnet).
Der C-Prozessor 802 enthält einen Farbdemodulator 831, einen Zeitmultiplexer 832, einen stationären C-Prozessor 838, einen Bewegungs-C-Prozessor 833 und eine Schaltereinheit 837; dies ist ebenfalls im genannten "ITEJ Technical Report" offenbart. Die Prozessoren 838 und 833 eignen sich zum Abtrennen der C-Komponente in stationären und bewegten Bildern. Die stationären und bewegten C-Komponenten werden wahlweise über die Schaltereinheit 837 ausgegeben.
Das zusammengesetzte Videosignal am Eingangsanschluß 800 wird auch an den Farbdemodulator 831 angelegt, der I- und Q-Signale als Basisbandsignale der Chrominanzkomponenten aus dem zusammengesetzten Videosignal demoduliert. Die Ausgangssignale des Farbdemodulators 831 enthalten jedoch noch Hochfrequenzanteile der Y-Komponenten. Die Zeitmultiplexschaltung 832 multiplext die I- und Q-Signale zeitlich und legt sie dann an den Bewegungs-C-Prozessor 833 an.
Der Bewegungs-C-Prozessor 833 umfaßt einen Zeilenspeicher 834, einen Zeilenspeicher 835, und eine Korrelationsprüfeinheit 836. Das gemultiplexte Ausgangssignal aus der Zeitmultiplexschaltung 832 wird an den Zeilenspeicher 834 angelegt, der das Multiplexsignal um eine 1H-Periode verzögert. Das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 834 wird in den Zeilenspeicher 835 eingespeist, der das Multiplexsignal um eine weitere 1H-Periode verzögert. Die Multiplexsignale aus der Zeitmultiplexschaltung 832, dem Zeilenspeicher 834 und dem Zeilenspeicher 835 werden an die Korrelationsprüfeinheit 836 angelegt.
Die Korrelationsprüfeinheit 836 prüft eine Korrelation zwischen den drei Multiplexsignalen, so daß das Ausgangssignal der Korrelationsprüfeinheit 836 die unkorrelierten Signalanteile der drei Multiplexsignale darstellt. Die unkorrelierten Signalanteile enthalten hauptsächlich die I- und Q-Komponenten. Die I- und Q-Komponenten werden an die Schaltereinheit 837 angelegt.
Der stationäre C-Prozessor 838 umfaßt einen Bildspeicher 839 und einen Addierer 840. Das Multiplexsignal aus dem Zeilenspeicher 834 des Bewegungs-C-Prozessors 833 wird ebenfalls an den Bildspeicher 839 und den Addierer 840 angelegt. Im Bildspeicher 839 wird das Multiplexsignal um eine Bildperiode verzögert. Im Addierer 840 werden die Multiplexsignale aus dem Zeilenspeicher 834 und dem Bildspeicher 839 voneinander subtrahiert. Damit stellt das Ausgangssignal des Ad dierers 840 ebenfalls die unkorrelierten Komponenten der beiden gemultiplexten Signale dar. Die unkorrelierten Signalkomponenten aus dem Addierer 840 werden an die Schaltereinheit 837 angelegt.
Die Schaltereinheit 837 gibt gesteuert durch den Bewegungserkenner 805 wahlweise entweder das Signal aus dem stationären C-Prozessor 838 oder das Signal aus dem Bewegungs- C-Prozessor 833 aus. Tritt im Bild eine Bewegung auf, so veranlaßt das Signal, das die Bewegung darstellt, die Schaltereinheit 837, das Signal des stationären C-Prozessors 838 auszugeben. Tritt im Bild keine Bewegung auf, so veranlaßt das Signal, das keine Bewegung darstellt, die Schaltereinheit 837, das Signal des Bewegungs-C-Prozessors 833 auszugeben. Das ausgewählte Signal aus der Schaltereinheit 813 stellt wie beschrieben die I- und Q-Anteile dar.
Im herkömmlichen Y/C-Abtrenner trennen der Y-Prozessor 801 und der C-Prozessor 802 zusammen die Y-Komponente und die C-Komponente. Beide Prozessoren 811 und 838 verwenden einen Bildspeicher, der eine sehr große Speicherkapazität aufweisen muß und daher sehr teuer ist. Zudem können die I- und Q-Komponenten, die man mit dem herkömmlichen Y/C-Abtrenner erhält, nicht unmittelbar für Heim-Videorecorder, beispielsweise VHS-Videorecorder, 8-mm-Videorecorder usw. verwendet werden.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Luminanz/chrominanz-Abtrennvorrichtung bereitzustellen, die mit einer relativ einfachen Schaltung eine Luminanzkomponente und eine Chrominanzkomponente abtrennen kann.
Die Erfindung zielt auch darauf ab, eine Luminanz/Chrominanz-Abtrennvorrichtung bereitzustellen, die eine Luminanzkomponente und eine Chrominanzkomponente abtrennen kann, ohne übermäßig große Bildspeicher zu verwenden.
Die Erfindung zielt weiterhin darauf ab, eine Luminanz/chrominanz-Abtrennvorrichtung bereitzustellen, die Luminanz- und Chrominanzkomponenten erzeugen kann, die unmittelbar für Heim-Videorecorder geeignet sind.
Erfindungsgemäß wird eine Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung zum Abtrennen der Luminanzkomponente und der Chrominanzkomponente aus einem zusammengesetzten Farbvideosignal bereitgestellt, umfassend:
eine erste Abtrennvorrichtung zum Abtrennen einer stationären Chrominanzkomponente;
zweite Abtrennvorrichtungen zum Abtrennen einer bewegten Chrominanzkomponente durch das Erfassen eines Zeilendifferenzsignals zwischen benachbarten Zeilen des zusammengesetzten Videosignals;
eine Bewegungserkennungsvorrichtung zum Erkennen eines Bewegungssignals, wenn das Bild zwischen benachbarten Bildem des zusammengesetzten Videosignals wechselt;
eine erste Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren der stationären Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine stationäre Luminanzkomponente abzutrennen;
eine zweite Subtrahiervorrichtung zum Subtrahieren der bewegten Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine bewegte Luminanzkomponente abzutrennen;
eine erste Mischvorrichtung, die auf das Bewegungssignal anspricht und die stationäre Chrominanzkomponente und die bewegte Chrominanzkomponente miteinander mischt, um die Chrominanzkomponente auszugeben; und
eine zweite Mischvorrichtung, die auf das Bewegungssignal anspricht und die stationäre Luminanzkomponente und die bewegte Luminanzkomponente miteinander mischt, um die Luminanzkomponente auszugeben,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abtrennvorrichtung eine Einrichtung zum Demodulieren eines Farbdifferenzsignals aus dem zusammengesetzten Videosignal mit einem Farbhilfsträgersignal enthält sowie Vorrichtungen zum Erkennen eines Bilddifferenzsignals zwischen zwei benachbarten Bildern des Farbdifferenzsignals und eine Vorrichtung zum Modulieren des Bilddifferenzsignals mit dem Farbhilfsträger signal, um die stationäre Chrominanzkomponente wieder herzustellen.
Zur besseren Darstellung der Erfindung und vieler ihrer Vorteile wird nun beispielhaft Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Luminanz/chrominanz-Abtrenneinrichtung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung;
Fig. 3A bis 3H Kurvenformen der Signale in verschiedenen Abschnitten der Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Fig. 2;
Fig. 4 ein Blockdiagramm mit Einzelheiten des nichtlinearen Enhancers nach Fig. 2;
Fig. 5 die Übertragungsfunktion des nichtrekursiven Filters 402 in Fig. 4;
Fig. 6 eine Eingangs-Ausgangs-Darstellung der Coringeinheit 409 in Fig. 4;
Fig. 7A, 7B und 7C zeitabhängige Darstellungen zum Erklären der Wirkungsweise des nichtlinearen Enhancers nach Fig. 4; und
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung.
Die Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf Fig. 2 bis Fig. 8 beschrieben.
Es wird Bezug auf Fig. 2 genommen. Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung (im weiteren als Y/C-Abtrenner bezeichnet) wird ausführlich beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Y/C-Abtrenners.
Ein zusammengesetztes Videosignal wird am Eingangsanschluß 1 eingegeben und an den Analog-Digital-Umsetzer 2 (im weiteren als A/D-Umsetzer bezeichnet) angelegt. Der A/D-Umsetzer 2 setzt das zusammengesetzte Videosignal aus der analogen Form in eine digitale Form um. Das digitale zusammengesetzte Videosignal wird an einen Bewegungs-C-Abtrenner 3 und einen Zeilenspeicher 4 angelegt, der die Signale um eine 1H-Periode verzögert. Das Ausgangssignal aus dem Zeilenspeicher 4 wird an den Bewegungs-C-Abtrenner 3, einen Zeilenspeicher 5 und einen Bewegungserkenner 7 angelegt. Das Ausgangssignal aus dem Zeilenspeicher 4 wird zudem über eine Verzögerungs einheit 47, die die zeitlichen Bezüge der Eingangssignale an die Subtrahierer 8 und 9 anpaßt, an die Subtrahierer 8 und 9 angelegt. Das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 5 wird an den Bewegungs-C-Abtrenner 3 angelegt.
Der Bewegungs-C-Abtrenner 3 entnimmt dadurch vertikale Hochfrequenzanteile, daß er drei Zeilen verarbeitet und die vertikale Korrelation zwischen diesen drei Zeilen benutzt. Die vertikalen Hochfrequenzanteile werden an ein BPF 6 angelegt. Das BPF 6 läßt einen Farbhilfsträger-Signalanteil durch. Dieses Farbhilfsträgersignal ist die Chrominanzkomponente für ein bewegtes Bild (das Signal wird hier als Bewegungs-C-Anteil bezeichnet). Dieser Bewegungs-C-Anteil wird an den Subtrahierer 9 und einen Mischer 10 angelegt. Der Subtrahierer 9 subtrahiert den Bewegungs-C-Anteil und das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 4 voneinander. Somit gibt der Subtrahierer 9 eine Y-Komponente aus. Diese Y-Komponente wird im weiteren als Bewegungs-Y-Komponente bezeichnet. Die Bewegungs-Y-Komponente wird an einen Mischer 11 angelegt.
Das Ausganqssignal des Zeilenspeichers 4 wird dem stationären C-Abtrenner 30 zugeführt. Im stationären C-Abtrenner 30 wird das Signal in ein BPF 31 eingespeist. Das BPF 31 entnimmt den Farbhilfsträger-Signalanteil. Das Farbhilfsträgersignal wird an einen Demodulator 32 angelegt. Der Demodulator 32 demoduliert I- und Q-Anteile als Basisbandsignale der Chrominanzkomponenten aus dem Farbhilfsträgersignal, und zwar mit Trägersignalen, die mit dem Farbhilfsträgersignal mit senkrechten Achsen, nämlich den I- und Q-Achsen, synchronisiert sind. Die I- und Q-Achsen haben Phasen von 1230 bzw. 33º, wenn ein Burstsignal die Phase -180º hat. Die I- und Q-Anteile können Hochfrequenzanteile der Y-Komponente enthalten. Die I- und Q-Anteile werden an die Thinner (Ausdünner) 33 und 34 angelegt.
Das digitale zusammengesetzte Videosignal vor der Demodulation ist mit der vierfachen Abtastrate des Fsc-Takts abgetastet worden (dabei bedeutet Fsc die Farbhilfsträgerfrequenz). Eine solch hohe Abtastrate von 4.Fsc ist nach der Demodulation nicht nötig, da die I- und Q-Anteile ursprünglich in den Bändern bei 1,5 MHz und 0,5 MHz normiert wurden, und damit geht keine Information verloren, wenn sie in den Thinnern 33 und 34 ausgedünnt werden. Die Ausdünnungsraten betragen beispielsweise ungefähr Fsc für den I-Anteil und Fsc/3 für den Q-Anteil. Die Demodulation der I- und Q-Anteile ist durch eine Demodulation der Farbdifferenzsignale "R-Y" und "B-Y" ersetzbar oder durch zwei beliebige orthogonale Signale, die mit der Farbhilfsträgerfreguenz synchronisiert sind. Die Thinner 33 und 34 können hier aus digitalen Tiefpaßfiltern mit Grenzfrequenzen von 1,5 MHz bzw. 0,5 MHz bestehen.
Das Ausgangssignal des Thinners 33 wird an einen Bildspeicher 35 und einen Addierer 37 angelegt. Das Ausgangssignal des Thinners 34 wird ebenso an einen Bildspeicher 36 und einen Addierer 38 angelegt. Der Addierer 37 addiert die Ausgangssignale aus dem Bildspeicher 35 und das Ausgangssignal aus dem Thinner 33. Damit gibt der Addierer 37 ein bildübergreifendes Korrelationssignal der I-Komponenten zwischen zwei benachbarten Bildern aus. Der Addierer 38 gibt ein bildübergreifendes Korrelationssignal der Q-Komponenten zwischen zwei benachbarten Bildern aus. Diese bildübergreifenden Korrelationssignale werden an die Interpolatoren 39 und 40 angelegt
Die Interpolatoren 39 und 40 interpolieren die bildübergreifenden Korrelationssignale, die in den Thinnern 33 und 34 ausgedünnt worden sind. Damit besitzen die Ausgangssignale der Interpolatoren 39 und 40 wieder die Abtasttaktfrequenz der ursprünglichen Abtastfrequenzen. Die I- und Q-Anteile mit den ursprünglichen Abtastfrequenzen werden an nichtlineare Enhancer 41 und 42 angelegt. Die nichtlinearen Enhancer 41 und 42 gleichen Kurvenverzerrungen der I- und Q- Anteile aus, die durch die Bandbegrenzungen in den BPF 31 und 44 entstanden sind. Die derart in ihrer Signalform ausgeglichenen I- und Q-Anteile werden an einen Modulator 43 angelegt
Der Modulator 43 moduliert die I- und Q-Anteile mit Trägern, die zum Farbhilfsträger synchron sind, in Trägerchrominanzkomponenten in zwei orthogonalen Achsen. Diese Trägerchrominanzkomponenten werden zu einem einzigen Ausgangssignal zusammengefaßt und an das BPF 44 angelegt. Das BPF 44 begrenzt die Bandbreite der Trägerchrominanzkomponente, so daß man eine stationäre C-Komponente aus dem BPF 44 erhält. Das stationäre C-Komponentensignal wird an den Mischer 10 und den Subtrahierer 8 angelegt. Der Subtrahierer 8 subtrahiert die stationäre C-Komponente aus dem BPF 44 vom Ausgangssignal des -Zeilenspeichers 4. Damit erhält man aus dem Subtrahierer 8 eine stationäre Y-Komponente. Die stationäre Y-Komponente wird wie beschrieben zusammen mit der Bewegungs-Y-Komponente aus dem Subtrahierer 9 an den Mischer 11 angelegt.
Im Mischer 10 werden die stationäre C-Komponente aus dem BPF 44 und die Bewegungs-C-Komponente aus dem BPF 6 abhängig von einem Mischverhältnis miteinander gemischt, das einem Bewegungserkennungssignal aus dem Bewegungserkenner 7 entspricht. Der Bewegungserkenner 7 erfaßt sämtliche Unterschiede zwischen zwei benachbarten Bildern. Dieser Unter schied stellt die Bewegung eines Bilds im digitalen zusammengesetzten Videosignal aus dem A/D-Umsetzer 2 dar. Der Unterschied, der die Bewegung darstellt, wird als Bewegungserkennungssignal an den Mischer 10 angelegt. Der Mischer 11 mischt ebenso abhängig von dem Mischverhältnis die stationären und bewegten Y-Komponenten aus den Subtrahierern 8 und 9 miteinander. Die Mischer 10 und 11 geben somit die bewegungsadaptiven C- und Y-Komponenten aus.
Diese bewegungsadaptiven C- und Y-Komponenten werden an Digital-Analog-Umsetzer 12 und 13 (im weiteren als D/A-Umsetzer bezeichnet) angelegt. Die D/A-Umsetzer 12 und 13 setzen die bewegungsadaptiven C- und Y-Komponenten aus der digitalen Form in die ursprüngliche analoge Form um. Damit erhält man am Ausgangsanschluß 14 des D/A-Umsetzers 12 die abgetrennte bewegungsadaptive C-Komponente in analoger Form. Am Ausgangsanschluß 15 des D/A-Umsetzers 13 erhält man ebenso die abgetrennte bewegungsadaptive Y-Komponente in analoger Form.
Es wird nun Bezug auf Fig. 3A bis 3H genommen. Die Wirkungsweise der nichtlinearen Enhancer 41 und 42 wird ausführlich beschrieben. Fig. 3A bis 3H zeigen Kurvenformen in verschiedenen Teilen des Y/C-Abtrenners nach Fig. 2.
Fig. 3A zeigt die Signalform der C-Komponente, die der Zeilenspeicher 4 ausgibt. Fig. 3B zeigt die Kurvenform des Ausgangssignals des BPF 31. Die Hüllkurve der in Fig. 38 dargestellten Signalform ist durch die Bandbegrenzung im BPF 31 verrundet. Fig. 3C und 3D zeigen die Kurvenformen der Eingangssignale der nichtlinearen Enhancer 41 und 42, d. h., die I- und Q-Anteile mit ihren Originalabtastfreguenzen aus den Interpolationen in den Interpolatoren 39 und 40. Diese Signale sind durch die Demodulation aus dem Signal nach Fig. 38 im Demodulator 32 mit den orthogonalen I- und Q-Achsen erhalten worden. Fig. 3E und 3F zeigen die Kurvenformen der Ausgangssignale der nichtlinearen Enhancer 41 und 42. Bei diesen Signalformen wurde die Hüllkurvenverrundung der Signale nach Fig. 3C und 3D ausgeglichen, und zwar mit einem in den nichtlinearen Enhancern 41 und 42 ausgeführten Ausgleich, der unten ausführlich beschrieben wird. Fig. 3G zeigt die Kurvenform der Trägerchrominanzkomponente, die der Modulator 43 ausgibt. Fig. 3H zeigt die Signalform des Ausgangssignals des BPF 44.
Die Eigenschaften der nichtlinearen Enhancer 41 und 42 sind so gewählt, daß die Hüllkurven der Signalformen nach Fig. 3A und 3H übereinstimmen, so weit dies möglich ist. Damit wird die stationäre C-Komponente im Subtrahierer 8 exakt vom digitalen zusammengesetzten Videosignal aus dem Zeilenspeicher 4 subtrahiert, und die Restfarbanteile in der stationären Y-Komponente werden so klein wie möglich.
Es wird nun Bezug auf Fig. 4 bis 7 genommen. Dort wird ein erläuterndes Beispiel der nichtlinearen Enhancer 41 und 42 ausführlich beschrieben. Fig. 4 zeigt die Anordnung, die für die nichtlinearen Enhancer 41 und 42 verwendet wird. Fig. 5, 6 und 7 zeigen Kurven zum Erklären der Arbeitsweise des nichtlinearen Enhancers in Fig. 4.
In Fig. 4 wird ein auszugleichendes Signal S-1 an den Eingangsanschluß 401 angelegt. Das Signal S-1 wird dann einem FIR-Filter 402 (FIR = Finite Impulse Response, nichtrekursives Filter) zugeführt, das aus zwei Verzögerungseinheiten 403 und 404, drei Koeffizienteneinheiten 405, 406 und 407 und einem Addierer 408 besteht
Im FIR-Filter 402 wird das Signal S-1 an die erste Verzögerungseinheit 403 angelegt, die das Signal S-1 um eine vorgeschriebene Zeitspanne verzögert. Ein verzögertes Signal S0 aus der ersten Verzögerungseinheit 403 wird zudem in die zweite Verzögerungseinheit 404 eingespeist, die das Signal S0 nochmals um die vorgeschriebene Zeitspanne verzögert. Man erhält ein verzögertes Signal S+1 aus der zweiten Verzögerungseinheit 404.
Das Signal S-1 am Eingangsanschluß 401 wird auch an die erste Koeffizienteneinheit 405 angelegt, in der das Signal S-1 mit "-1/4" multipliziert wird. Das verzögerte Signal S0 aus der ersten Verzögerungseinheit 403 wird an die zweite Koeffizienteneinheit 406 angelegt, in der das Signal S0 mit "1/2" multipliziert wird. Das verzögerte Signal S+1 aus der zweiten Verzögerungseinheit 404 wird an die dritte Koeffizienteneinheit 407 angelegt, in der das Signal S+1 mit "-1/4" multipliziert wird. Die drei multiplizierten Signale aus der ersten, zweiten und dritten Koeffizienteneinheit 405, 406 und 407 werden im Addierer 408 aufaddiert. Das Ausgangssignal des Addierers 408, d. h. das Ausgangssignal des FIR- Filters 402 wird an die Coringeinheit 409 angelegt. Die Coringeinheit 409 zeigt das in Fig. 6 dargestellte Eingangs- Ausgangs-Verhalten. Die Verstärkung der Coringeinheit 409 hat in einem vorbestimmten Bereich von Eingabewerten in der Nähe von "null" den Wert "0". Die Coringeinheit 409 vermeidet damit Schwierigkeiten, die durch Instabilitäten des Eingangssignals entstehen, z. B. durch Rauschen.
Es sei nun angenommen, daß die Verzögerungszeit der Verzögerungseinheiten 403 und 404 280 ns beträgt, so daß das FIR-Filter 402 die in Fig. 5 dargestellte Übertragungsfunk tion hat. Die Übertragungsfunktion hat die größte Verstärkung "1" bei einer Frequenz von 1,79 MHz, siehe Fig. 5. Das Ausgangssignal des FIR-Filters 402 mit der dargestellten Übertragungsfunktion wird über die Coringeinheit 409 an einen Addierer 410 angelegt und dann dort zum Signal S0 aus der ersten Verzögerungseinheit 403 des FIR-Filters 402 addiert.
Durch die Addition im Addierer 410 wird das Eingangssignal der nichtlinearen Enhancer 41 und 42, d. h. das Signal S-1, vergrößert, so daß man die Verstärkung "1" im Gleichspannungsbereich (bei der Frequenz "0") und bei der Frequenz 3,58 MHZ erhält. Dagegen erhält man bei der Frequenz 1,79 MHz die Verstärkung "2". Das vergrößerte Signal S0' aus dem Addierer 410 wird an eine Zwischenwerteinheit 411 (im weiteren mit INT bezeichnet) angelegt.
Die Signale S-1, S0 und S+1 vom Eingangsanschluß 401, der ersten Verzögerungseinheit 403 und der zweiten Verzögerungseinheit 404 werden an eine Maximalwerteinheit 412 (im weiteren mit MAX bezeichnet) und eine Minimalwerteinheit 413 (im weiteren mit MIN bezeichnet) angelegt. Die MAX 412 sucht den größten Wert S'+1 aus den Werten der Signale S-1, S0 und S+1. Die MIN 413 sucht den kleinsten Wert S'-1 aus den Werten der Signale S-1, SO und S+1. Der größte Wert und der kleinste Wert werden zusammen mit dem vergrößerten Signal aus dem Addierer 410 an die INT 411 angelegt. Die INT 411 bildet den Mittelwert aus den Werten S-1, S+1 und S0'. Der in der INT 411 bestimmte Zwischenwert wird über einen Ausgangsanschluß 414 ausgegeben.
Die Arbeitsweise der Einheiten 412, 413 und 411 wird nun mit Bezug auf Fig. 7A, 7B und 7C beschrieben. Fig. 7A und 7B zeigen, daw bei der Sprungantwort die Kurvenformen der Signale S-1 und S-1 gleich sind. Die Kurvenformen der Signale S+1 und S+1 sind ebenfalls gleich. Dagegen ist das Signal S0' verglichen mit dem Signal S0 bei einer Mittenfrequenz von 1,79 MHz vergrößert. Daher erhält man aus dem Signal S0 mit der verrundeten Kurvenform nach Fig. 7A als Ausgangssignal der INT 411 das Signal mit der ausgeglichenen Kurvenform nach Fig. 7C
Mit Bezug auf Fig. 8 wird nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung im folgenden kurz beschrieben. In Fig. 8 werden diejenigen Teile, die Teilen in Fig. 2 gleichen, mit den gleichen Buchstaben oder Symbolen bezeichnet. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Fig. 8 und Fig. 2 besteht darin, daß zwei Farbdifferenzsignale aus der Demodulator schaltung 32 durch Zeitmultiplexen in einem Multiplexer 45 zu einem System zusammengefaßt werden. Das Ausgangssignal des Multiplexers 45 wird an den Thinner 33 angelegt. Weiterhin wird das Ausgangssignal des nichtlinearen Enhancers 41 an einen Demultiplexer 46 angelegt, der die beiden Farbdifferenzsignale trennt. Die beiden getrennten Farbdifferenzsignale werden in den Modulator 43 eingespeist. Der Multiplexer 45 und der Demultiplexer 46 dienen also dazu, die Verarbeitung der I- und Q-Anteile zu vereinheitlichen. Gemäß der Anordnung in Fig. 8 ist die Taktrate zum Verarbeiten des Multiplexsignals zweimal so hoch wie in der Ausführungsform nach Fig. 2. Die Ausführungsform nach Fig. 8 kann jedoch den gesamten Bitumfang des Bildspeichers vorteilhaft verkleinern.
In den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 8 demoduliert der Demodulator 32 die I- und Q-Anteile mit Hilfe der Trägersignale, die mit dem Farbhilfsträgersignal mit den I- und Q-Achsen synchronisiert sind. Der Demodulator 32 kann jedoch auch so abgewandelt werden, daß er die Farbdifferenzsignale "R-Y"-Anteil und "B-Y"-Anteil demoduliert. Hierzu demoduliert der Demodulator 32 die "R-Y"- und "B-Y"-Anteile mit Trägersignalen, die ebenfalls mit den Farbhilfsträgersignalen mit orthogonalen Achsen synchronisiert sind, nämlich den "R-Y" und "B-Y"-Achsen. Die "R-Y" und "B-Y"-Achsen haben die Phasen 90º und 0º wenn das Burstsignal die Phase -180º hat.
Im beschriebenen Y/C-Abtrenner werden nur die stationäre C-Komponente und die Bewegungs-C-Komponente getrennt. Die stationäre Y-Komponente und Bewegungs-Y-Komponente erhält man dagegen durch Subtraktionen der stationären C-Komponente bzw. der Bewegungs-C-Komponente vom zusammengesetzten Videosignal. Der Y/C-Abtrenner wird daher wesentlich kleiner und billiger. Es ist insbesondere sehr wirtschaftlich, daß die Bildspeicher und Zeilenspeicher wesentlich kleiner sind
Die Kostenauswirkung wird nun für Bildspeicher untersucht, die einen großen Anteil der Kosten bei derartigen Y/C-Abtrennern ausmachen. Es sei nun vorausgesetzt, daß die Abtastfrequenz für die Y-Komponente den Wert 4.Fsc hat (ungefähr 14,3 MHz). Die Abtastfrequenz für das Basisband- Farbsignal hat den Wert Fsc (ungefähr 3,58 MHz). Es wird mit 8 Bit quantisiert, und die Anzahl der Abtasteinheiten für die Y-Komponente und die Anzahl der Abtasteinheiten für die C-Komponente in der horizontalen Abtastperiode betragen 910 bzw. 227,5. Die Zeilenanzahl beträgt 525.
Bei dem bekannten Y/C-Abtrenner nach Fig. 1 beträgt die erforderliche Bitanzahl für die Bildspeicher:
Y-Prozessor: 8 x 910 x 525 = 3,822 (MBit),
C-Prozessor: 8 x 227,5 x 525 = 1,911 (MBit).
Der bekannte Y/C-Abtrenner erfordert somit insgesamt 5,733 Mbit für den Bildspeicher. Erfüllt man diese Forderung mit 1-Mbit-Chips, so sind mindestens sechs Chips erforderlich
Dagegen erfordert im Fall der Erfindung nur der C-Prozessor Bildspeicher, und zwar wie folgt:
8 x 227,5 x 525 = 1,911 (MBit).
Diese Forderung ist mit nur zwei 1-MBit-chips zu erfüllen.
Den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 8 ist ferner zu entnehmen, daß die Erfindung die modulierten Chrominanzkomponenten in einfacher Anordnung bereitstellt, so daß der Y/C-Abtrenner direkt mit einem Heim-Videorecorder verbunden werden kann.
Die Erfindung kann wie beschrieben einen ganz besonders zu bevorzugenden Y/C-Abtrenner bereitstellen.
Es wurden diejenigen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die derzeit als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betrachtet werden. Fachleuten ist klar, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen ausführbar sind, und daß Bauteile durch gleichartige ersetzbar sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um die Lehren der Erfindung an eine besondere Situation oder ein besonderes Material anzupassen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Es ist daher beabsichtigt, daß die Erfindung nicht auf die besonderen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, die als beste Art betrachtet werden, die Erfindung auszuführen, sondern daß die Erfindung alle Ausführungsformen enthält, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung zum Abtrennen der Luminanzkomponente und der Chrominanzkomponente aus einem zusammengesetzten Farbvideosignal, umfassend:

eine erste Abtrennvorrichtung (30) zum Abtrennen einer stationären Chrominanzkomponente;

zweite Abtrennvorrichtungen (3, 4, 5) zum Abtrennen einer bewegten Chrominanzkomponente durch das Erfassen eines Zeilendifferenzsignals zwischen benachbarten Zeilen des zusammengesetzten Videosignals;

eine Bewegungserkennungsvorrichtung (7) zum Erkennen eines Bewegungssignals, wenn das Bild zwischen benachbarten Bildern des zusammengesetzten Videosignals wechselt;

eine erste Subtrahiervorrichtung (8) zum Subtrahieren der stationären Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine stationäre Luminanzkomponente abzutrennen;

eine zweite Subtrahiervorrichtung (9) zum Subtrahieren der bewegten Chrominanzkomponente vom zusammengesetzten Videosignal, um eine bewegte Luminanzkomponente abzutrennen;

eine erste- Mischvorrichtung (10), die auf das Bewegungssignal anspricht und die stationäre Chrominanzkomponente und die bewegte Chrominanzkomponente miteinander mischt, um die Chrominanzkomponente auszugeben; und

eine zweite Mischvorrichtung (11), die auf das Bewegungssignal anspricht und die stationäre Luminanzkomponente und die bewegte Luminanzkomponente miteinander mischt, um die Luminanzkomponente auszugeben,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abtrennvorrichtung (30) eine Einrichtung (32) zum Demodulieren eines Farbdifferenzsignals aus dem zusammengesetzten Videosignal mit einem Farbhilfsträgersignal enthält sowie Vorrichtungen (35/36, 37/38) zum Erkennen eines Bilddifferenzsignals zwischen zwei benachbarten Bildern des Farbdifferenzsignals und eine Vorrichtung (43) zum Modulieren des Bilddifferenzsignals mit dem Farbhilfsträgersignal, um die stationäre Chrominanzkomponente wieder herzustellen

2. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Abtrennvorrichtung (30) zudem enthält:

Vorrichtungen (33/34) zum Beschränken des Frequenzbereichs des Farbdifferenzsignals, Vorrichtungen (39/40) zum Interpolieren des Bilddifferenzsignals und Vorrichtungen (41/42) zum Ausgleichen einer verrundeten Hüllkurve des interpolierten Bilddifferenzsignals

3. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Demoduliervorrichtung einen Demodulator (32) zum Demodulieren eines Farbdifferenzsignalpaars mit orthogonal verschiedenen Phasen enthält, und die Erkennungsvorrichtung ein Detektorpaar (35/36, 37/38) umfaßt, um ein Bilddifferenzsignalpaar im Farbdifferenzsignalpaar zu erkennen, und die Moduliervorrichtung (43) einen Multiplexer zum Multiplexen des Bilddifferenzsignalpaars- enthält, um die stationäre Chrominanzkomponente wieder herzustellen.

4. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Abtrennvorrichtung (30) zudem ein Paar Vorrichtungen (33, 34) zum Beschränken des Frequenzbereichs des Farbdifferenzsignalpaars enthält, ein Paar Vorrichtungen (39, 40) zum Interpolieren des Bilddifferenzsignalpaars und ein Paar Vorrichtungen (41, 42) zum Ausgleichen der verrundeten Hüllkurven des interpolierten Bilddifferenzsignalpaars.

5. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Demoduliervorrichtung (32) einen Demodulator zum Demodulieren eines Farbdifferenzsignalpaars mit orthogonal verschiedenen Phasen enthält, und die erste Abtrennvorrichtung (30) ferner einen ersten Multiplexer (45) zum Multiplexen des Farbdifferenzsignalpaars enthält und einen Demultiplexer (46) zum Demultiplexen des Bilddifferenzsignals in ein Signalpaar mit orthogonal verschiedenen Phasen, und die Moduliervorrichtung (43) einen zweiten Multiplexer zum Multiplexen des Bilddifferenzsignalpaars enthält, um die stationäre Chrominanzkomponente wieder herzustellen.

6. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Abtrennvorrichtung (30) ferner eine Vorrichtung (33) zum Beschränken des Frequenzbereichs des gemultiplexten Farbdifferenzsignals enthält, eine Vorrichtung (39) zum Interpolieren des Bilddifferenzsignals und eine Vorrichtung (41) zum Ausgleichen einer verrundeten Hüllkurve des interpolierten Bilddifferenzsignals.

7. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Vorrichtung (47) zum Verzögern des zusammengesetzten Videosignals, das den ersten und zweiten Subtrahiervorrichtungen (8, 9) zugeführt wird

8. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 3 oder 5, wobei der Demodulator (32) und der Demodulator (43) mit dem Farbhilfsträgersignal mit den I- und Q- Achsenkomponenten arbeiten.

9. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 3 oder 5, wobei der Demodulator (32) und der Demodulator (43) mit dem Farbhilfsträgersignal mit den R-Y- und B- Y-Achsenkomponenten arbeiten.

10. Luminanz/Chrominanz-Abtrenneinrichtung nach Anspruch 8 oder nach Anspruch 9 wenn abhängig von Anspruch 3, wobei das Detektorpaar ein Paar Bildspeicher (35, 36) enthält, die die Farbdifferenzsignale mit Abtastfrequenzen speichern, die gleich der Frequenz des Farbhilfsträgersignals bzw. einem Drittel der Frequenz des Farbhilfsträgersignals sind