DE69605106T2

DE69605106T2 - Schaltung zur Chrominanzübergangsverbesserung in Echtzeitvideoempfang

Info

Publication number: DE69605106T2
Application number: DE69605106T
Authority: DE
Inventors: Viviana D'alto; Massimo Mancuso; Joseph Thomas
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2016-07-10
Also published as: US5936682A; DE69605106D1; EP0818932A1; EP0818932B1; JPH1079955A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Verbesserung von Chrominanzübergängen bei einem Echtzeitvideoempfang.
Bei aktuellen kommerziellen TV-Übertragungsstandards verursacht die begrenzte Bandbreite der übertragenen Chrominanzsignale (oder Chrominanzdifferenzsignale), daß die empfangenen Bilder sichtbare unscharfe Farbübergangskanten aufweisen. Dies ist speziell offensichtlich, wenn das empfangene Bild geometrische Muster, z. B. Testfarbbalken, enthält, und führt zu dem Verlust von einem erkennbaren Detail in komplexen feinen Mehrfarbmustern.
Um die Qualität der empfangenen Bilder zu verbessern, ist es notwendig, das Empfängerende mit Schaltungen zu versehen, die, soweit möglich, die Frequenzkomponenten in den Chrominanzsignalen wiederherstellen können, die durch die Anforderungen der verringerten Übertragungsbandbreite weggefiltert wurden: in dieser Weise kann die Zeitdauer der Chrominanzübergangskanten und somit die räumliche Ausdehnung der Chrominanzübergänge auf dem TV-Bildschirm verringert werden und die Kantendefinition kann verbessert werden. Schaltungen dieses Typs werden "Farbübergangsverbesserungs"-Schaltungen ("CTI"-Schaltungen) oder Chrominanzübergangsverbesserungsschaltungen genannt.
Eine wichtige Beschränkung von Chrominanzübergangsverbesserungsschaltungen ist die Notwendigkeit sicherzustellen, daß die Mitte des Chrominanzübergangs durch den Verbesserungsvorgang nicht beeinflußt wird, so daß die Mitte des Chrominanzübergangs nach dem Verbesserungsvorgang noch mit der Mitte des zugeordneten Übergangs in dem Luminanzsignal ausgerichtet ist. Weiterhin ist es notwendig, graduelle Übergang in der Zeit unverändert zu belassen, feine Muster zu erhalten und möglicherweise zu verbes sern, die Einführung von zusätzlichen Störungen in das Bild zu verhindern und sicherzustellen, daß die vorhandenen Rauschkomponenten nicht betont werden.
Die meisten der Verfahren, die in dem letzten Jahrzehnt vorgeschlagen wurden, um Chrominanzübergänge zu verbessern, verwenden analoge Wellenformformungstechniken und erfüllen nicht die meisten der oben erwähnten Anforderungen.
Im Hinblick auf den beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zur Verbesserung von Chrominanzübergängen in einem empfangenen Videobild vorzusehen, die im Unterschied zu bekannten Schaltungen alle der oben erwähnten Anforderungen erfüllt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine solche Aufgabe gelöst mittels einer Schaltung zur Verbesserung von Chrominanzübergängen in einem empfangenen Chrominanzvideosignal, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aufweist ein phasenlineares digitales Filtermittel, das mit einem Eingangsstrom von diskreten chromatischen Bildelementen beliefert wird und eine Hochpaßübertragungseigenschaft in einem Bereich des Frequenzspektrums aufweist, der einer oberen Grenze einer übertragenen Chrominanzsignalbandbreite entspricht, zum Verbessern von Hochfrequenzkomponenten des empfangenen Chrominanzsignals und ein nichtlineares digitales Nachbearbeitungsmittel, das durch eine Ausgabe des Filtermittels und durch den Eingangsstrom der diskreten chromatischen Bildelemente beliefert wird, wobei das nichtlineare Nachbearbeitungsmittel ein auf die Ausgabe des Filtermittels einwirkendes erstes Mittel zum Beseitigen von in dem empfangenen Chrominanzsignal durch das Filtermittel eingeführten Verzerrungen und ein zweites Mittel zum Erfassen, ob das empfangene Chrominanzsignal ein Übergangsmuster entsprechend vorbestimmten Mustern enthält und zum entsprechenden Erzwingen, daß eine Ausgabe der Schaltung gleich dem empfangenen Chrominanzsignal ist, aufweist.
Bevorzugt enthält das digitale Filtermittel einen digitalen Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR).
Digitale FIR-Filter sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Impulsantwort von endlicher Dauer aufweisen; in der vorliegenden Anmeldung sollte die Dauer der Impulsantwort in einer solchen Weise ausgewählt werden, daß Rauschkonfigurationen nicht fälschlicherweise als Hochfrequenzkomponenten angenommen werden und daß Abtastfehler in den empfangenen Chrominanzsignalen nicht betont werden. Ein FIR-Filter der siebten Ordnung mit einer Impulsantwort mit einer Dauer von sieben Abtastungen ist bevorzugt.
Der digitale FIR-Filter der Chrominanzübergangsverbesserungsschaltung der vorliegenden Erfindung weist eine symmetrische Impulsantwort auf; in dieser Weise weist die Übertragungsfunktion eine lineare Phaseneigenschaft aus, wodurch ermöglicht wird, daß die Mitte des verbesserten Chrominanzübergangs mit dem zugeordneten Übergang in dem Luminanzsignal ausgerichtet beibehalten wird.
Das nichtlineare Nachbearbeitungsmittel ermöglicht nicht nur, künstliche Verzerrungen zu beseitigen, die in das empfangene Chrominanzsignal durch die digitale Filterung eingeführt werden können, sondern ermöglicht auch zu verhindern, daß der Filtervorgang durchgeführt wird, wenn der Chrominanzübergang ein mehrdeutiges Muster enthält, das zum Beispiel dem Vorhandensein von Rauschen oder Abtastfehlern entspricht, um zu verhindern, daß Rauschen oder Fehler durch den digitalen Filtervorgang betont werden.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung einer speziellen in den angefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsform der Erfindung, wobei:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer praktischen Ausführungsform der Schaltung von Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Diagramm einer Übertragungsfunktion eines digitalen Filters der Schaltung von Fig. 2 für verschiedene Werte eines durch den Benutzer programmierbaren Parameters ist;
Fig. 4 einen Chrominanzübergang vor und nach der durch die Schaltung von Fig. 2 durchgeführte Verbesserung zeigt;
Fig. 5, 6 und 7 drei Anordnungen des Chrominanzsignals zeigen, die durch die Schaltung von Fig. 2 erhalten werden.
Mit Bezug zu Fig. 1 ist eine Schaltung zur Verbesserung von einem Chrominanzübergang gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch gezeigt. Die Schaltung enthält einen digitalen Filter 1 mit endlicher Impulsantwort (FIR), der mit einem Chrominanzsignal CIN beliefert wird. Das Signal CIN ist zum Beispiel eines der zwei Chrominanzdifferenzsignale CB und CR (oder U und V), die durch den Videosignalsender zusammen mit dem Luminanzsignal übertragen werden.
Das Signal CIN soll ein digitales Signal sein, d. h. ein diskreter Strom von quantisierten Abtastwerten, die jeweils die Chrominanzinformation eines entsprechenden Bildelementes (Pixel) des Bildes darstellen, herkömmlicherweise mittels einem 8-Bit Code, der 256 verschiedenen Pegeln entspricht. Beim analogen TV- Rundfunk, bei dem die übertragenen Luminanz- und Chrominanzsignale analoge Wellenformen sind, werden die Luminanz- und Chrominanzsignale an dem Empfängerende digital umgewandelt; beim digitalen TV-Rundfunk werden statt dessen die Luminanz- und Chrominanzsignale direkt in digitaler Form übertragen.
Zusätzlich kann, wenn das bekannte 4 : 2 : 2-Abtastschema verwendet wird für die Luminanz- und Chrominanzsignale (2 Abtastwerte für jedes von den Chrominanzdifferenzsignalen CR, CB alle 4 Abtast werte des Luminanzsignals), das Signal CIN ein gemultiplexter Strom der zwei Chrominanzdifferenzsignale CB, CR sein. Wenn die Chrominanzübergangsverbesserungsschaltung bei der Abtastfrequenz des Luminanzsignals arbeitet, ist es in dieser Weise nicht notwendig, zwei einzelne Verbesserungsschaltungen für die zwei Chrominanzdifferenzsignale zu haben, mit einer Verringern der Hardwareanforderungen. Es ist jedoch offensichtlich möglich, die zwei Chrominanzdifferenzsignale individuell zu bearbeiten durch Vorsehen von zwei einzelnen Verbesserungsschaltungen, die identisch sind.
Der Filter 1 wird verwendet, um die Hochfrequenzkomponenten in den Chrominanzsignalen entlang der waagrechten Richtung der empfangenen Bilder zu verbessern. Aufgrund dieses Zwecks weist die Übertragungsfunktion des Filters 1 eine Hochpaßeigenschaft nahe der oberen Grenze des Chrominanzbaridbreitenintervalls derart auf, daß die Hochfrequenzkomponenten der Chrominanzsignale verbessert werden, während die Niederfrequenzkomponenten gedämpft werden. Der Filter 1 ist auch derart entworfen, daß er eine lineare Phasenübertragungsfunktion derart aufweist, daß die Mitten der Chrominanzübergänge nach der Filterung niclht in der Zeit verschoben sind in Bezug zu den entsprechenden Übergängen in dem Luminanzsignal.
Der Filter 1 enthält auch eine Schaltung mit gesteuerten Verstärkung zum Steuern der Verstärkung des Filters 1 gemäß dem Wert eines durch den Benutzer programmierbaren Parameters K.
Die Schaltung enthält auch eine nichtlineare Nachbearbeitungsschaltung 2, wobei die Eingaben zu ihr die verstärkungsgesteuerte Ausgabe FOUT des Filters 1 und das Eingangschrominanzsignal CIN sind. Die Nachbearbeitungsschaltung 2 enthält eine Sperrschaltung 3, die mit dem empfangenen Chrominanzsignal CIN beliefert wird und die Aktivierung eines Sperrsignales D steuert. Die Schaltung 3 analysiert das empfangene Chrominanzsignal CIN, um zu Erfassen, ob das empfangene Muster speziellen Chrominanzüber gangsmustern entspricht, für die die Übergangsverbesserung verhindert werden soll, um Rausch nicht zu betonen, wie besser später beschrieben wird. Das Signal D wird aktiviert, wenn das empfangene Muster einem der speziellen Chrominanzübergangsmustern entspricht.
Das Signal D wird zusammen mit dem empfangenen Chrominanzsignal CIN und der Ausgabe FOUT des Filters 1 zu einer Vergleichs- und Multiplexschaltung 4 geliefert. Die Schaltung 4 bearbeitet die Filterausgabe FOUT derart, daß durch den Filterungsvorgang eingeführte Artefakte entfernt werden. Wenn das Sperrsignal D deaktiviert ist, ist die Ausgabe der Schaltung 4, die das verbesserte Chrominanzsignal COUT bildet, gleich zu der bearbeiteten Ausgabe FOUT des Filters 1. Wenn im Unterschied dazu das Signal D aktiviert ist (d. h. das empfangene Chrominanzübergangsmuster entspricht einem der oben erwähnten speziellen Muster), wird die Ausgabe COUT gleich zu dem empfangenen Chrominanzsignal CIN gemacht.
Fig. 2 zeigt detaillierter, obwohl schematisch, den Aufbau der Schaltung von Fig. 1 in einer bevorzugten Ausführungsform. Der Filter 1 ist ein digitaler Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR) der siebten Ordnung. Wie bekannt ist, sind FIR-Filter durch eine Impulsantwort charakterisiert, die eine endliche Dauer von N Abtastwerten aufweist; die Impulsantwort eines FIR- Filters der siebten Ordnung weist eine Dauer von sieben Abtastwerten auf, nämlich der aktuelle Chrominanzabtastwert x(n) und die sechs vorhergehenden Abtastwerte x(n-1).... x(n-6).
Der Filter 1 enthält eine Verzögerungsleitung nnit sechs Verzögerungselementen T, die den aktuellen Abtastwert x(n) und die sechs vorhergehenden Abtastwerte x(n-1)... x(n-6) bereitstellen. Der aktuelle Abtastwerte x(n) und die sechs vorhergehenden Abtastwerte x(n-1)... x(n-6) bilden ein sogenanntes Verarbeitungsfenster, d. h. eine Untergruppe von Pixeln einer Bildzeile; der Mittelpixel des Verarbeitungsfensters stellt den aktuellen Pixel dar, dessen zugeordneter Chrominanzabtastwert x(n-3) zu verbessern ist. Das Verarbeitungsfenster bewegt sich waagrecht entlang der Richtung der Bildzeile um ein Pixel pro Zeit.
Die Abtastwerte x(n)... x(n-6) des Verarbeitungsfensters werden zu einem Schaltungsblock 5 einer gewichteten Summierung geliefert, der eine Ausgabe y aufweist, die gleich ist zu:
y = h(0) · x(n) + h(1) · x(n - 1) + ... + h(6) · x(n - 6),
wobei h(i) (i = 0...6) die Werte der Impulsantwort des FIR-Filters 1 für die Abtastwerte x(n-i) sind. Vorteilhaft:
h (i) = -1 für i = 0, 1, 2, 4, 5, 5
h(3) = 6
so daß die Ausgabe des Filters 1 beträgt:
y = -x(n - 6) - x(n - 5) - x(n - 4) + 6 · x(n - 3) - x(n - 2) - x(n - 1) - x(n).
Der Filter 1 ist symmetrisch in Bezug zu dem Mittelpixel des Verarbeitungsfensters x(n-3). In dieser Weise weist die Übertragungsfunktion des Filters 1 eine lineare Phaseneigenschaft auf: Dies stellt sicher, daß die Mitte eines Chrominanzübergangs unverändert bleibt nach dem Verbesserungsvorgang (d. h. die Chrominanzübergangsmitte wird nicht in der Zeit verschoben in Bezug zu der Mitte des Übergangs des zugeordneten Luminanzsignals), und die graduellen Übergange in der Farbe werden nicht abrupt gemacht.
Bei der praktischen Verwirklichung kann der Filter 1 realisiert werden mittels eines Addiererbaums, der Subtraktionen und Additionen dazwischen einfügt, so daß Effekte der endlichen Wortlänge minimiert werden. Alle Multiplikationen können mittels einer herkömmlichen Technik der mit Vorzeichen behafteten Stelle bewirkt werden.
Der Filter 1 enthält einen verstärkungsgesteuerten Mechanismus (schematisch dargestellt durch einen Multiplizierer 8): das Ausgangssignal y der Schaltung 5 wird mit dem durch den Benutzer programmierbaren Parameter K (Verstärkungsverminderungsfaktor) mit einem Wert zwischen 0 und 1 multipliziert; bevorzugt ist der Wert von K diskret variabel unter vier verschiedenen Werten K1, K2, K3, K4. Dies ermöglicht, einen durch den Benutzer gesteuerten Grad der Verbesserung des Chrominanzübergangs gemäß der Vorliebe des Benutzers zu erreichen.
Dann wird der Abtastwert x(n-3) (d. h. der Mittelpixel des Verarbeitungsfensters) zu dem Signal K · y addiert, um
x'(n - 3) = x(n - 3) + K · y zu erzielen.
x'(n-3) stellt den gefilterten Wert des Chrominanzsignales des Mittelpixels des Verarbeitungsfensters dar.
Unter der Annahme, daß der Filter 1 eine Impulsantwort h(i) mit den vorher gezeigten Werten aufweist, ist die Frequenzantwort des Filters 1 die, die in Fig. 3 gezeigt ist. Unter der Annahme, daß die Abtastperiode des Farbdifferenzsignals 6,75 MHz beträgt, daß eine 4 : 2 : 2-Videoformatübertragung verwendet wird und daß das Luminanzsignal mit 13,5 MHz abgetastet wird, erscheint es, daß die Frequenzantwort des Filters in dem Bereich der Chrominanzbandbreite zentriert ist mit einer Spitze bei ungefähr 1 MHz. Der Filter weist somit eine im wesentlichen Hochpaßeigenschaft in dem interessanten Bereich des Chrominanzsignalfrequenzspektrums auf.
Die Verwendung eines Verarbeitungsfensters mit einer Länge von sieben Abtastwerten (d. h. die Verwendung eines FIR-Filters der siebten Ordnung) stellt sicher, daß eine Rauschkonfiguration nicht fälschlicherweise für Hochfrequenzsignalkomponenten gehalten wird, wie es in dem Fall wäre, wenn die Impulsantwort kürzer wäre. Weiterhin könnte eine kürzere Impulsantwort mit einer Bandpaßeigenschaft in dem interessanten Bereich des Frequenzspektrums zu einem Bilden von Spitzenwerten der Abtastfehler führen, z. B. eine große Änderung in den Werten der Bildelemente gefolgt von einer kleinen Änderung (in der gleichen Richtung) in dem Körper einer Übertragung. Dies würde eher ein zusätzliches Rauschen erzeugen als reale Chrominanzkanten zu erkennen, die durch Farbübergänge erzeugt sind. Schließlich könnte ein Impulsantwort der begrenzten Dauer scheitern, adäquat die Kanten bei dem Vorhandensein von vorher existierendem Rauschen zu betonen.
Das Ergebnis des Filtervorgangs einer Eingangssequenz ist in Fig. 4 in dem Beispiel eines ansteigenden Chrominanzübergangs gezeigt. In der Zeichnung stellen x1... x1 + 13 die Chrominanzabtastwerte dar, die einer Untergruppe von Pixeln einer gegebenen Zeile des Bildes zugeordnet sind; der Chrominanzübergang beginnt beim Pixel x1 + 3 und endet beim Pixel x1+9 und weist einen konstanten Gradienten auf. Eine Kurve A stellt das empfangene Chrominanzsignal CIN dar, d ist die gleichmäßige Erhöhungsrate des Chrominanzsignalwerts bei der Abtastrate, x0 ist der Wert des Pixels x1 + 6 an der Mitte des Übergangs. Eine Kurve B stellt den gefilterten Wert der Eingangssequenz dar (d. h. das Filterausgang~signal FOUT) unter den Annahmen, die nur beispielhaft gemacht sind, daß die Pixel, die x1 vorausgehen, und die Pixel, die x1 + 13 nachfolgen, entsprechend gleich zu x1 und x1 + 13 sind; hier wird angenommen, daß der durch den Benutzer programmierbare Parameter K gleich zu 1 ist. Es erscheint, daß der Gradient des empfangenen Chrominanzübergangs effektiv steiler gemacht wurde und daß die Raumausdehnung des Chrominanzübergangs verringert wurde, aber daß unerwünschte Unterschwingungen und Überschwingungen durch den Filter 1 eingeführt wurden bei dem Beginn und dem Ende des Übergangs (Pixel x1 + 1 bis x1 + 4 und x1 + 8 bis x1 + 11).
Um ein Kantenschärfen ohne Einführen von unerwünschten Artefakten in dem bearbeiten Chrominanzsignal sicherzustellen, wie z. B. die oben erwähnten Überschwingungen und Unterschwingungen, wird die Ausgabe FOUT des Filters 1 zu der Vergleichs- und Multiplexschaltung 4 geliefert. Die letztere enthält eine Schaltung 6, die mit den Chrominanzsignalabtastwerten x(n)...x(n-6) der Pixel in dem Verarbeitungsfenster beliefert wird. Die Schaltung 6 weist eine Ausgabe x"(n-3) auf, die einen Wert aufweist, der auf Werte beschränkt ist, die durch die Werte der unmittelbar benachbarten Bildelemente des Mittelbildelementes x(n-3) des Verarbeitungsfensters begrenzt sind; in dieser Weise wird, wenn das Ergebnis x'(n-3) des Filtervorgangs den größten Wert seiner benachbarten Bildelemente des Verarbeitungsfensters übersteigt, die Ausgabe x " (n-3) zwangsweise gleich zu dem größten Wert des benachbarten Pixels gemacht; ähnlich wird, wenn das Ergebnis x'(n-3) des Filtervorgangs geringer ist als der kleinste Wert der benachbarten Pixel des Verarbeitungsfensters, die Ausgabe x" (n-3) zwangsweise gleich gemacht zu dem kleinsten Wert der benachbarten Pixel in die Verarbeitungsfenster.
Das Eingangschrominanzsignal kann spezielle mehrdeutige Muster enthalten, für die eine Verbesserungsverarbeitung unerwünschte Effekte betonen könnte. Fig. 5, 6 und 7 zeigen drei spezielle Übergangsmuster des Chrominanzsignals, die nun diskutiert werden. In Fig. 5 zeigt eine Kurve A beispielhaft den Fall eines Signäles, bei dem die Spitzenamplituden nicht modifiziert wurde, aber die Steigung des Übergangs dennoch erhöht werden konnte. Es ist möglich zu sehen, daß das verarbeitete Chrominanzsignal an dem Ausgang der Schaltung 6 (Kurve C) die Eigenschaft des Eingangschrominanzsignals erhält und daß zur gleichen Zeit der Gradient des Chrominanzübergangs erhöht ist. Fig. 6 und 7 zeigen beispielhaft statt dessen zwei mehrdeutige Muster: das Muster einer Kurve A in Fig. 6 entspricht z. B. einem Rauschimpuls, während das Muster einer Kurve A in Fig. 7 einem feinen Detail in dem Bild oder einem Abtastfehler des Chrominanzsignals entsprechen könnte. In beiden Fällen verbessert das verarbeitete Chrominanzsignal an dem Ausgang der Schaltung 6 (Kurven C) das mehrdeutige Muster: Das pulsförmige Rauschen wird betont auf Kosten des aktuellen Übergangs, der folgt. In Situationen wie diesen sollte der Filtervorgang gehemmt werden, um mögliche weitere Verzerrungen des empfangenen Signals zu verhindern. Dies wird gemacht mittels der Sperrschaltung 3, die das empfangene Muster des Chrominanzsignals mit vordefinierten mehrdeutigen Mustern vergleicht, die nicht verbessert werden sollten. Die Schaltung 3 steuert über ihr Ausgangssignal D den Multiplexer 7 derart, daß die Ausgabe COUT der Verbesserungsschaltung mit der Ausgabe x"(n-3) der Schaltung 6, wenn das Signal D deaktiviert ist, und mit dem Mittelpixel x(n-3) des Verarbeitungsfensters, wie ursprünglich empfangen, verbunden wird, wenn das Signal D aktiviert ist.
Gemäß einer bevorzugten Technik berechnet die Schaltung 3 die ersten Ableitungen der Abtastwerte, die in dem Verarbeitungsfenster enthalten sind, und vergleicht die ersten Ableitungen mit einem Schwellenwert E (Schwellwert einer ersten Ableitung), der der minimalen Differenz zwischen den Chrominanzwerten von zwei aufeinanderfolgenden Pixeln entspricht, die eine visuell wahrnehmbare Änderung der Farbe bedingt (typischerweise vier Pegel bei einer 256-Pegelskala von Werten). Sechs erste Ableitungen werden zuerst berechnet, nämlich:
f' (k) = x (n) -x (n-k) mit k = 0, 1, ... 5;
gemäß dem Wert von jedem der sechs ersten Ableitungen in Bezug zu dem Schwellenwert E wird eine Variable s(k), die jeder ersten Ableitung zugeordnet ist, gleich gemacht zu:
s (k) = 1, wenn f' (k) ≥ E;
s (k) = -1, wenn f' (k) ≤ -E; und
s (k) = 0, wenn f' (k) geringer als E ist.
Das Ausgangssignal D der Schaltung 3 wird aktiviert (um den Filtervorgang zu hemmen und somit die Ausgabe COUT der Verbesserungsschaltung mit x(n - 3) zu verbinden), wenn:
s(k - p) = -s(k - q) = 0 für p,q = 1, 2, 3,4;
s(k - p) = -s(k - p - 2); s(k - p - 1) = 0 für p = 0,3,
d. h., wenn erste Ableitungen von entgegengesetzten Vorzeichen unter den fünf Mittelpixeln x(n - 5)...x(n - 1) des Verarbeitungsfensters auftreten, oder wenn eine Anordnung des in Fig. 7 gezeigten Typs, die Kurve A trifft mit den peripheren Pixeln an beiden Enden des Verarbeitungsfensters zusammen.
Gemäß diesen Überlegungen kann die Ausgabe COUT der Schaltung in der folgenden Weise dargestellt werden:
COUT = x' (n - 3) = x (n - 3) + K · y
wenn
min[x(n-2) ≤ x(n - 4)]x'(n - 3) ≤ max[x(n - 2), x(n - 4)] UND NICHT (D); COUT = min[x(n - 2), x(n - 4)]
wenn
x' (n - 3) ≤ min [x (n - 2), x(n - 4)] UND NICHT (D); COUT = max[x(n - 2), x(n - 4)]
wenn
x' (n - 3) ≥ max[x (n - 2), x(n - 4)] UND NICHT (D); andernfalls
COUT = x (n - 3).
Wenn der oben erwähnte Algorithmus auf die Ausgabe des Filters 1, die durch die Kurve B in Fig. 4 dargestellt ist, angewendet wird, wird das Ergebnis, das in Kurve C von Fig. 4 gezeigt ist, erhalten: es erscheint, daß der Gradient des Chrominanzübergangs wieder steiler gemacht wurde als der des empfangenen Chrominanzsignals, aber die künstlichen Unterschwingungen und Überschwingungen, die durch den Filtervorgang eingeführt wurden, wurden beseitigt. Es ist auch möglich zu sehen, daß (x1 + 6)" = x&sub0;, d. h. die Mitte des Chrominanzübergangs ist unverändert und verbleibt weiter ausgerichtet mit der Mitte der entsprechenden Übergänge in dem Luminanzsignal (sowie mit der Mitte der zugeordneten Übergänge in dem anderen Chrominanzsignal).
In der Verbesserungsschaltung der vorliegenden Erfindung werden langsame Chrominanzübergänge (d. h. Übergänge, die deutlich länger sind als das Verarbeitungsfenster des phasenlinearen FIR- Filters), die graduellen Änderungen in der Farbe entsprechen, im wesentlichen unverändert belassen. Nur ein relativ unbedeutender Crispening-Effekt wird eingeführt beim Beginn und Ende solcher Übergänge. Um so länger die Dauer eines Überganges ist, desto weniger betont ist dieser Crispening-Effekt.

Claims

1. Schaltung zur Verbesserung von Chrominanzübergängen in einem empfangenen Chrominanzvideosignal, gekennzeichnet durch aufweisend

ein mit einem Eingangsstrom von diskreten, chromatischen Bildelementen (x(n-6)-x(n)) beliefertes phasenlineares, digitales Filtermittel (1), das eine Hochpaßübertragungseigenschaft in einem Bereich des Frequenzspektrums aufweist, der einer oberen Grenze einer übertragenen Chrominanzsignalbandbreite entspricht, zum Verbessern der Hochfrequenzkomponenten des empfangenen Chrominanzsignals (CIN) und

ein mit einer Ausgabe (FOUT, x(m-3)) des Filtermittels und dem Eingangsstrom der diskreten, chromatischen Bildelemente beliefertes nichtlineares, digitales Nachbearbeitungsmittel (2),

wobei das nichtlineare Nachbearbeitungsmittel ein auf die Ausgabe des Filtermittels einwirkendes erstes Mittel (4) zum Beseitigen der in dem empfangenen Chrominanzsignal durch das Filtermittel eingeführten Verzerrungen und ein zweites Mittel (3) zum Erfassen, ob das empfangene Chrominanzsignal ein Übergangsmuster entsprechend vorbestimmten Mustern enthält, und zum entsprechenden Erzwingen, daß eine Ausgabe (COUT) der Schaltung gleich dem empfangenen Chrominanzsignal ist, aufweist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Filtermittel (1) ein mit einem Verstärkungsverminderungssignal (K) beliefertes Verstärkungssteuermittel (8) zum Steuern einer Verstärkung der Übertragungsfunktion des digitalen Filtermittels aufweist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Filtermittel (1) einen digitalen Filter mit endlicher Impulsantwort aufweist, der eine symmetrische Impulsantwort (h(0)-h(6)) endliche Dauer aufweist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Filtermittel (1) einen digitalen Filter der siebten Ordnung mit endlicher Impulsantwort aufweist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Filtermittel (1) ein Summierungsmittel zum Addieren eines Wertes eines gerade bearbeiteten, empfangenen, chromatischen Bildelementes (x(n-3)) zu einer gewichteten Summe (K · y) des gerade bearbeiteten, chromatischen Bildelementes und der sechs benachbarten, chromatischen Bildelemente (x(n-6)-x(n-4), x(n-2)-x(n)) aufweist, wobei jedes chromatische Bildelement mit der Impulsantwort (h(0)-h(6)) des digitalen Filtermittels gewichtet ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsantwort des Filters durch den Koeffizientenvektor (-1, -1, -1, 6, -1, -1, -1) beschrieben ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gewichtete Summe (K · y) mit dem Verstärkungsverminderungssignal (K) multipliziert ist.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Filtermittel (4) ein drittes Filtermittel (6) aufweist zum Vergleichen der Ausgabe (x(n-3)) des digitalen Filtermittels (1) mit den benachbarten, chromatischen Bildelementen (x(n-6)-x(n-4), x(n-2)-x(n)) zum Erfassen, ob die Ausgabe des digitalen Filtermittels einen höheren oder niedrigeren Wert als das entsprechende größere oder niedrigere, benachbarte, chromatische Bildelement aufweist, und zum entsprechenden Erzwingen, daß die Ausgabe des digitalen Filtermittels gleich dem größeren oder niedrigeren, benachbarten, chromatischen Bildelement ist.

9. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Mittel (4) ein Multiplexmittel (7) aufweist zum selektiven Koppeln der Ausgabe (COUT) der Schaltung mit einer Ausgabe (x"(n-3)) des dritten Mittels (6) oder mit dem entsprechenden, gerade bearbeiteten, empfangenen, chromatischen Bildelement (x(n-3)).

10. Verfahren zum Verbessern von Chrominanzübergängen in einem empfangenen Chrominanzvideosignal, mit den Schritten Übertragen eines diskreten Stromes von chromatischen Bildelementen des empfangenen Chrominanzsignales (CIN) zu einer phasenlinearen, digitalen Hochpaßfilterung, um ein gefiltertes, diskretes Signal (x(n-3)), das verbesserte Hochfrequenzkomponenten des empfangenen Chrominanzsignales enthält, vorzusehen,

nichtlineares Bearbeiten des gefilterten, diskreten Signales zum Beseitigen von durch die digitale Hochpaßfilterung eingeführten Verzerrungen,

Erfassen, ob das empfangene Chrominanzsignal ein Übergangsmuster enthält, das vorbestimmten Mustern, die nicht hochpaßgefiltert sind, entspricht,

Vorsehen eines verbesserten Ausgabesignales, das, wenn das empfangene Chrominanzsignal ein Muster enthält, das den vorbestimmten Mustern entspricht, gleich dem Chrominanzsignal ist, wobei das verbesserte Signal sonst gleich dem nichtlinear bearbeiteten, hochpaßgefilterten Signal ist.