DE1274171B - Schaltung zur frequenzabhaengigen Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES JfflWWS PATENTAMT Int. α.:

H04n

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al-34/31

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 74 171.8-31 (F 46726)

28. Juli 1965

1. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur frequenzabhängigen Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen, wonach die in einem Farbbildsignalgeber erzeugten Farbwertsignale über je einen Gradationsentzerrer einer Farbmatrix zugeführt werden. In dieser Farbmatrix wird ein Leuchtdichtesignal abgeleitet, welches sich zu 30 bzw. 59 bzw. 11% aus den über den Gradationsentzerrer geführten Farbwertsignalen bezüglich der Farben Rot bzw. Grün bzw. Blau zusammensetzt. Dabei werden dieses Leuchtdichtesignal und die modulierten Farbdifferenzsignale addiert und als Farbbildsignal (FBA) oder als Farbbildsignalgemisch (FBAS) abgegeben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Fernseh-Farbübertragungsverfahren anwendbar, bei denen ein Leuchtdichtesignal und ein trägerfrequentes Farbsignal addiert und gemeinsam übertragen werden. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren beim NTSC-, PAL- und SECAM-Verfahren anwendbar.

Die Amplituden der üblicherweise im Rahmen des monochromen Fernsehens erzeugten Bildsignale entsprechen einer Folge von Leuchtdichtewerten. Wenn bei der Umwandlung dieser Leuchtdichtewerte in Bildsignalamplituden und umgekehrt — wegen der nichtlinearen Charakteristik der Aufnahme- und Wiedergabegeräte — nichtlineare Verzerrungen auftreten, dann ändert sich die Leuchtdichteübertragungscharakteristik des Fernsehsystems. Wenn gewisse Amplitudenbereiche (beispielsweise Amplitudenbereiche entsprechend den dunklen Grautönen) des Videosignals mittels Gradationsentzerrer mehr verstärkt werden als andere Amplitudenbereiche (beispielsweise Amplitudenbereiche entsprechend den hellen Grautönen), dann können die nichtlinearen Verzerrungen verringert werden, wobei jedoch der Rauschpegel der verstärkten Amplitudenbereiche vergrößert wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden nach einem bekannten Verfahren nur die tiefen Frequenzanteile des Videosignals einem Gradationsentzerrer zugeleitet. Die hohen Frequenzanteile des Videosignals werden dagegen zu den entzerrten tiefen Frequenzanteilen gemischt. Auf diese Weise werden die am meisten störenden nichtlinearen Verzerrungen ausgeregelt, ohne daß der Rauschpegel angehoben wird.

Im Rahmen der Farbfernsehtechnik wird bekanntlich nicht nur jeweils ein Videosignal, sondern es werden jeweils drei Videosignale (die Farbwertsignale entsprechen den Farben Rot, Grün, Blau) gewonnen. Nichtlineare Verzerrungen können bekanntlich unter Verwendung je eines Gradationsent-

Schaltung zur frequenzabhängigen
Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen

Anmelder:

Fernseh G. m. b. H.,

6100 Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Helmut Schönfelder, 6100 Darmstadt

zerrers verringert werden, wobei in ähnlicher Weise

ao wie beim monochromen Fernsehen der Rauschpegel der verstärkten Amplitudenbereiche angehoben wird. Dabei werden die höheren Rauschfrequenzen des Leuchtdichtesignals zu den modulierten Farbdifferenzsignalen addiert und einem Decoder (im Fern-

s5 sehempfangsgerät) zugeführt. Im Farbdemodulator dieses Decoders werden die Rauschfrequenzen demoduliert und sind als demodulierte Rauschanteile mit relativ großem Pegel deutlich sichtbar. Bei der Übertragung von Farbbildern stören diese Rauschanteile somit noch mehr als bei der Übertragung und Sichtbarmachung monochromer Bilder. In Anlehnung an die bekannten Verfahren des monochromen Fernsehens läge es nahe, nur die tiefen Frequenzanteile jedes Farbwertsignals über je einen ersten Kanal mit je einem Gradationsentzerrer zu übertragen, die hohen Frequenzanteile über je einen zweiten Kanal zu übertragen und die Frequenzanteile beider Kanäle zu addieren. Dazu wären für jedes Farbwertsignal je ein Tiefpaßfilter und je ein Hochpaßfilter erforderlich. Auf diese Weise ließen sich zwar die nichtlinearen Verzerrungen verringern. Ein derartiges Verfahren hätte jedoch den Nachteil, daß wegen der drei Hochpaßfilter und wegen der drei Tiefpaßfilter ein erheblicher zusätzlicher technischer Aufwand erforderlich wäre. Außerdem hätte dieses Verfahren den Nachteil, daß die drei Hochpaßfilter und die drei Tiefpaßfilter hinsichtlich ihrer komplementären Charakteristik abgeglichen werden müßten, wozu zeitraubende Abgleicharbeiten erforderlich wären.

Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren anzugeben, bei dessen Anwendung eine frequenzabhängige Grast» 588/291

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dationsentzerrung erzielt wird, ohne daß die Nach- zeichnet sind. Die an Hand der Fig. 1 und 2 dargeteile der erwähnten Verfahren in Kauf genommen stellten Schaltungsanordnungen dienen zur frequenzwerden müssen. abhängigen Gradationsentzerrung von Farbfernseh-

Bei einer Schaltung zur frequenzabhängigen Signalen.

Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen mit 5 Mittels der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 je einem Gradationsentzerrer für die in einem Färb- werden unter Verwendung der Farbbildsignalgeber 1 bildsignalgeber erzeugten Farbwertsignale und einer bzw. 1' bzw. 1" (beispielsweise: Fernsehaufnahme-Matrix zur Bildung eines Leuchtdichtesignals aus röhren von Farbfernsehkameras, Photozellen von den über die Gradationsentzerrer geführten Färb- Lichtpunktabtastern) die Farbwertsignalei? bzw. G wertsignalen und einer Addierstufe zur Zusammen- io bzw. B bezüglich der Farben Rot bzw. Grün bzw. Setzung dieses Leuchtdichtesignals mit den farbträ- Blau gewonnen. Diese Farbwertsignale werden über gerfrequenten Farbdifferenzsignalen sind erfindungs- Korrekturstufen 2 bzw. 2' bzw. 2" den Gradationsgemäß ein Tiefpaßfilter, welches die hohen Fre- entzerren! 3 bzw. 3' bzw. 3" zugeführt. Die von diequenzen des Leuchtdichtesignals in an sich bekann- sen Gradationsentzerrern entzerrten Farbwertter Weise unterdrückt, und ein Hochpaßfilter vor- 15 signale R' bzw. G' bzw. B' werden der Matrix 4 zugesehen, dessen Charakteristik komplementär zur geführt, in der ein Leuchtdichtesignal Y' abgeleitet Charakteristik des Tiefpaßfilters ist und dem das wird, welches sich zu 30 bzw. 59 bzw. 11% aus den vor dem zugeordneten Gradationsentzerrer abge- Farbwertsignalen R' bzw. G' bzw. B' zusammensetzt, nommene Farbwertsignal der Farbe Grün zugeführt In dieser Farbmatrix 4 werden auch die Farbdiffewird und die tiefen Frequenzen dieses Farbwert- 20 renzsignale R' — Y' und B' — Y' abgeleitet und den signals unterdrückt, und in der Addierstufe erfolgt Modulationsstufen S bzw. 6 zugeführt,
die Zusammensetzung der Ausgangssignale des Tief- Um eine frequenzabhängige Gradationsentzerrung

paßfilters und des Hochpaßfilters zu einem vollstän- zu bewirken, werden die über 1 MHz liegenden Fredigen Leuchtdichtesignal. quenzen des Leuchtdichtesignals Γ' unter Verwen-

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich da- 25 dung des Tiefpaßfilters 7 unterdrückt, und das der durch aus, daß nichtlineare Verzerrungen bei der Farbe Grün zugeordnete Farbwertsignal G wird Übertragung eines Farbbildes weitgehend vermieden noch vor dem Gradationsentzerrer 3' abgenommen werden und daß der dazu erforderliche technische und dem Hochpaßfilter 8 zugeführt. Dieses Hoch-Aufwand gering ist. Das erfindungsgemäße Ver- paßfilter 8 unterdrückt die tiefen Frequenzen unter fahren zeichnet sich aber auch noch dadurch aus, 30 1 MHz dieses Farbwertsignals G, so daß in der daß kaum störende Rauschanteile im wiedergege- Additionsstufe 9 die hohen Frequenzen des Farbbenen Farbbild erkennbar sind. Dies einmal deshalb, wertsignals G, die tiefen Frequenzen des Leuchtweil das der Farbe Grün zugeordnete Farbwert- dichtesignals Y' und die modulierten Farbdifferenzsignal noch vor dem zugeordneten Gradationsent- signale r' — y' und b' — y' addiert werden und vom zerrer abgenommen wird, so daß die Rausehanteile 35 Ausgang dieser Addierstufe 9 an Klemme 11 ein in diesem Gradationsentzerrer nicht verstärkt wer- Farbbildsignal FBA oder ein Farbbildsignalgemisch den und mit relativ kleinem Pegel zu den träger- FBAS abgegeben wird. Die Charakteristik des Hochfrequenten Farbdifferenzsignalen addiert und zum paßfilters 8 ist komplementär zur Charakteristik des Demodulator übertragen werden, wo sie (wegen des Tiefpaßfilters 7. Im Übertragungskanal des Hochrelativ kleinen Pegels der demodulierten Rausch- 40 paßfilters 8 kann eine Verzögerungsstufe 12 angeanteile) kaum Störungen verursachen. Außerdem ordnet sein, um das Farbwertsignal G derart zu verwerden die geringen Rauschanteile im wiedergege- zögern, daß es gegenüber dem Leuchtdichtesignal Y' benen Farbbild auch dadurch ermöglicht, weil das _und gegenüber den modulierten Farbdifferenz-Farbwertsignal bezüglich der Farbe Grün — welches Signalen / — y' und V — y' kerne wesentliche Phadem Hochpaßfilter zugeführt wird — in vielen Fällen 45 senverschiebung aufweist. Es ist wesentlich, daß das mit einem geringeren Rauschanteil als die Farbwert- Farbwertsignal G im Übertragungskanal zwischen signale bezüglich der Farben Rot und Blau be- dem Farbbildsignalgeber Γ und dem Gradationsenthaftet ist. zerrer 3' (und nicht erst nach diesem Gradationsent-

Wenn die Farbwertsignale bezüglich der Farben zerrer 3') abgenommen wird, weil nur in diesem Fall Rot, Grün und Blau mit angenähert gleichen Rausch- 50 eine wesentliche Störabstandsverbesserung erzielt anteilen behaftet sind (wie z. B. Farbwertsignale, die wird. Dies deshalb, weil das Farbwertsignal G noch unter Verwendung einer Superorthikon-Farbkamera vor dem Gradationsentzerrer 3' abgenommen wird, gewonnen werden), dann ist es zweckmäßig, die den so daß die Rauschanteile des Farbwertsignals G im Farben Rot, Grün und Blau zugeordneten Farbwert- Gradationsentzerrer 3' nicht verstärkt werden. Die signale noch vor den zugeordneten Gradationsent- 55 Rauschanteile des Farbwertsignals G werden somit zerrern abzunehmen und einer an sich bekannten mit relativ kleinem Pegel über das Hochpaßfilter 8 Matrix zuzuführen, in der ein weiteres Leuchtdichte- übertragen und in der Addierstufe 9 zu den modusignal gewonnen wird, welches sich zu 30 bzw. 59 lierten Farbdifferenzsignalen / — y' und b' — y' bzw. 11% aus den vor den Gradationsentzerrern addiert, und das gewonnene FBA- oder FBAS-Signal abgenommenen Farbwertsignalen bezüglich der 60 wird über Klemme 11 zum Demodulator (nicht dar-Farben Rot bzw. Grün bzw. Blau zusammensetzt. gestellt) übertragen. Wegen des relativ kleinen Pegels Dieses weitere Leuchtdichtesignal wird dann an Stelle der demodulierten Rauschanteile des im Demodudes der Farbe Grün zugeordneten Farbwertsignals lator gewonnenen Signals werden kaum Störungen dem Hochpaßfilter zugeführt. verursacht. Außerdem ist das Farbwertsignal G in

Im folgenden werden die Erfindung und Ausfüh- 65 vielen Fällen mit geringeren Rauschanteilen berungsbeispiele derselben an Hand der Fig. 1 und 2 haftet als die Farbwertsignalei? und B, so daß sich beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte auch aus diesem Grunde die geringen Rauschanteile gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekenn- im wiedergegebenen Farbbild erklären lassen.

Dagegen ist ein Verfahren bekannt, welches die Schärfe von monochromen Fernsehbildern verbessern soll, wenn Farbfernsehsignale auf einem Bildschirm für monochromes Fernsehen sichtbar gemacht werden. Bekanntlich können durch drei verschiedene Farbwertsignale R, G, B Deckungsfehler bewirkt werden, die eine Verringerung der Schärfe zur Folge haben. Nach diesem bekannten Verfahren wird das Farbwertsignal G nach dem Gradationsentzerrer 3' abgenommen und dem Hochpaßfllter 8 zugeführt. Dabei werden somit die Rauschanteile des Farbwertsignals G im Gradationsentzerrer 3' verstärkt, was sich auf dem Bildschirm der angeschlossenen Empfänger für monochromes Fernsehen störend auswirkt.

Mittels der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 werden unter Verwendung der Farbbildsignalgeber 1 bzw. Γ bzw. 1" ebenfalls Farbwertsignale R, G, B abgeleitet und den Korrekturstufen 2 bzw. 2' bzw. 2" zugeführt. Abweichend von der Schaltungsanord- ^ao nung nach F i g. 1 wird nun nicht nur das Farbwertsignal G dem Hochpaßfilter 8 zugeführt, sondern es werden alle drei Farbwertsignale R, G, B noch vor den Gradationsentzerrern 3,3', 3" abgenommen und einer weiteren Matrix 13 zugeführt, in der ein wei- «5 teres Luminanzsignal Y gewonnen wird, welches sich zu 30 bzw. 59 bzw. 11% aus den FarbwertsignalenR bzw. G bzw. B zusammensetzt. Dieses weitere Leuchtdichtesignal Y wird dem Hochpaßfilter 8 zugeführt, wodurch die tiefen Frequenzen unter 1 MHz dieses weiteren Leuchtdichtesignals Y unterdrückt werden. Mittels der Additionsstufe 9 werden die hohen Frequenzanteile des weiteren Leuchtdichtesignals Y, die tiefen Frequenzanteile des Leuchtdichtesignals Y' und die modulierten Farbdifferenzsignale r' — y', b' — y' addiert und dem Ausgang 11 ein Farbbildsignal FBA oder Farbbildsignalgemisch FBAS zugeleitet. Im Übertragungskanal des Hochpaßfilters 8 kann wieder eine Verzögerungsstufe 12 angeordnet sein, um das Leuchtdichtesignal Y derart zu verzögern, daß es gegenüber dem Leuchtdichtesignal Y' und gegenüber den modulierten Farbdifferenzsignalen / — y' und b' — y' keine wesentliche Phasenverschiebung aufweist.

Mittels der Korrekturstufen 2,2', 2" kann sowohl eine Aperturkorrektur als auch eine Frequenzganganhebung im Vorverstärker von Farbfernsehkameras bewirkt werden. Durch derartige Maßnahmen wird auch der Pegel der höherfrequenten Rauschanteile der Farbwertsignale R, G, B angehoben. Die Erfindung ist um so vorteilhafter anwendbar, je höher diese Rauschanteile angehoben werden. Insbesondere ist somit die Erfindung besonders vorteilhaft anwendbar, wenn als Farbbildsignalgeber 1,1', 1" eine Plumbikon-Farbfernsehkamera, eine Vidikon-Farbfernsehkamera oder ein Lichtpunktabtaster verwendet wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur frequenzabhängigen Gradationsentzerrung von Farbfernsehsignalen mit je einem Gradationsentzerrer für die in einem Farbbildsignalgeber erzeugten Farbwertsignale und einer Matrix zur Bildung eines Leuchtdichtesignals aus den über die Gradationsentzerrer geführten Farbwertsignalen und einer Addierstufe zur Zusammensetzung dieses Leuchtdichtesignals mit den farbträgerfrequenten Farbdifferenzsignalen, gekennzeichnet durch ein Tiefpaßfilter (7), welches die hohen Frequenzen des Leuchtdichtesiginals (Y') in an sich bekannter Weise unterdrückt, und ein Hochpaßfilter (8), dessen Charakteristik komplementär zur Charakteristik des Tiefpaßfilters (7) ist und dem das vor dem zugeordneten Gradationsentzerrer (3') abgenommene Farbwertsignal (G) der Farbe Grün zugeführt wird und die tiefen Frequenzen dieses Farbwertsignals unterdrückt und in der Addierstufe (9) die Zusammensetzung der Ausgangssignale des Tiefpaßfilters (7) und des Hochpaßfilters (8) zu einem vollständigen Leuchtdichtesignal erfolgt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Matrix (13), der die vor den zugeordneten Gradationsentzerrern (3, 3', 3") abgenommenen Farbwertsignale (R, G, B) zugeführt sind, welche ein weiteres Leuchtdichtesignal (Y) bildet, das dem Hochpaßfilter (8) an Stelle des Farbwertsignals (G) der. Farbe Grün zugeführt wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters (7) und die untere Grenzfrequenz des Hochpaßfilters (8) bei etwa 1 MHz liegt.

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Verzögerungsstufe (12) zum Laufzeitausgleich der über das Hochpaßfilter (8) und das Tiefpaßfilter (7) geführten Signale sowie der farbträgerfrequenten Farbdifferenzsignale.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 037 506.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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