DE3209073A1

DE3209073A1 - Anordnung zum umsetzen der zahl von abtastlinien

Info

Publication number: DE3209073A1
Application number: DE19823209073
Authority: DE
Inventors: Masao Sagamihara Kanagawa Kasuga; Takeshi Sagamihara Kanagawa Shibamoto; Nobuaki Yamato Kanagawa Takahashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-03-12
Filing date: 1982-03-12
Publication date: 1982-09-23
Also published as: NL8201015A; GB2097219B; FR2501944B1; FR2501944A1; JPS57171884A; DE3209073C2; US4471381A; GB2097219A

Description

9 · ■ a *· · 4

10133

Victor Company of Japan,Ltd., Yokohama, Japan Anordnung zum Umsetzen der Zahl von Abtastlinien,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umsetzen der Zahl von Abtastlinien, nämlich zum Umsetzen einer ersten. Anzahl von Abtastlinien eines ersten digitalen Videosignals in eine zweite Anzahl von Abtastlinien eines zweiten digitalen Videosignals und sie befaßt sich insbesondere mit einer Anordnung, mit der die Abtastfrequenz einer diskreten _Signalreihe, die aus mehreren Bildelementen besteht, die längs einer vertikalen Richtung eines Halbbildes angeordnet sind, in eine vorbestimmte Frequenz umgesetzt wird, um ein Videosignal einer ersten Fernsehanordnung in ein Videosignal einer zweiten Fernseh anordnung umzusetzen, die eine Anzahl von Abtastlinien verwendet, die sich von der der ersten Fernsehanordnung unterscheidet.

Es ist gut bekannt, daß ein Halbbild eines Fernsehempfängers oder einer ähnlichen Vorrichtung dadurch gebildet wird, daß ein Elektronenstrahl beispielsweise von links nach rechts horizontal abtastet , wobei die horizontale Abtastung vertikal vom oberen Teil bis zum unteren Teil des Halbbildes vorgenommen wird. Eine Information, die die horizontale Abtastlinie betrifft, kann als Zeitreihensignal diskreter Information angesehen werden, die Bildelemente auf einer horizontalen Abtastlinie betrifft. Folglich kann ein Halbbild so aufgefaßt v/erden, daß es aus mehreren Bildelementen zusammen-

gestellt ist, die in Matrixform angeordnet sind. Das heißt, ein Halbbild kann aus einer zweidimensionalen diskreten Information aufgebaut werden, die man aus einer diskreten Signalreihe mit einem Zeitintervall ( einer vorbestimmten Abtastperiode) erhält, die Intervallen zwischen benachbarten Bildelementen längs der horizontalen Abtastrichtung entsprechen.

Die auf der ganzen Welt vorhandenen Fernsehsysteme

sind nicht einheitlich.

Was die Zahl der Abtastlinien eines Vollbildes

eines Videosignals betrifft, so gibt es Fernsehsysteme ( wie beispielsweise das NTSC-System) , die 525 Abtastlinien verwenden, und es gibt Fernsehsysteme (wie beispielsweise das PAL-System und das SECAM-System) , die 625 Abtastlinien oder eine ähnliche Zahl verwenden. Wenn folglich, wie es gut bekannt ist, ein digitales Videosignal, das eine diskrete Signalreihe der oben beschriebenen vorbestimmten Abtast frequenz darstellt , mit einem Fernsehempfänger eines anderen Fernsehsystems wiedergegeben werden soll, dann ist es notwendig, eine Fernsehumsetzung vorzunehmen. Beispielsweise gibt es ein bekanntes Gerät, das ein digitales Videosignal eines Fernsehsystems , das 625 Abtastzeilen in einem Halbbild verwendet, in ein digitales Videosignal eines Fernsehsystems, das 525 Abtastlinien in einem Halbbild verwendet, umsetzt. Bei diesem bekannten Gerät wurde eine Verminderung durchgeführt;, v/ob ei vier Abt as t linien in jeweils 25 Ab-

ΛΟ taatlinien gelöscht wurden, um die Anzahl der Abtastlinien von 625> auf 52I? umzusetzen.

Jedoch wurde bei diesem Gerät dann, wenn nach

dem oben beschriebenen System eine Umsetzung durchgeführt würde, um die Zahl der Abtastlinien von 625 auf 525 umzusetzen, wenn das digitale Videosignal

beispielsweise eine geneigte Linie im Halbbild enthielt, die geneigte Linie in dem Halbbild nach der Umsetzung teilweise unterbrochen wiedergegeben. Da ferner die horizontalen Abtastlinien in ihrer Zahl vermindert waren, ergab sich der Nachteil, daß das vertikale Auflösungsvermögen vermindert war.

Bei einem anderen bekannten Gerät zur Umsetzung der Anzahl der Abtastlinien wurde eine Umsetzung dadurch ausgeführt, daß das Videosignal als eine räumliche Übertragungsfunktion f(x, y) angesehen wird, die räumliche Frequenzen χ und y enthält und indem eine Hadamard'sehe Umsetzung durchgeführt wird. Es wurde jedoch dieses Gebiet nicht genügend untersucht. Da dieses Verfahren ferner angenäherte Werte optimiert, ergaben sich verschiedene Nachteile dadurch ., daß das Gerät eine beträchtliche Hardware benötigt , daß die erforderliche Rechenzeit äußerst • '-· lang ist und daß Unsicherheiten bei den erhaltenen Daten vorliegen.

Ein anderes Verfahren kann darin bestehen, daß diskrete Reiheneingangssignale von Bildelementen einer ersten Fernsehanordnung in diskrete Reihenaus-

2-Ϊ gangssignale von Bildelementen einer zweiten Fernsehanordnung umgesetzt v/erden, \ienn man beispielsweise ein Bildelement g(x_n<p V_n^ erhält,gelten die folgenden Gleichungen (1) oder (2), wenn daü Eingangssignal als f(x, y) bezeichnet wird.

^g(x

nl'

Ml M2 ·

. Σ ^a -f{(nl - kl), (n2 - k2)Tl} — (1)

kl=0 k2=0 ^{KX Kl}

Ml M2

Σ Σ a.. ,„·:£{ (nl - kl), (n2 - k2)T2} kl=O k2=0 ^{KX K}^

Nl N2

Σ Σ b., _v,-g{(nl - kl), (n2 - k2)T2} (2)

kl=0 k2=0 ^KX ^K*

In die obigen Gleichungen (1) und (2) ist durch T1 die Abtastperiode eines Eingangssignals längs einer horizontalen Achse bezeichnet und durch T2 die Abtastperiode des Ausgangssignals längs der horizontalen Achse. Die Abtastpunkte (Bildelemente) des Ausgangssignals sind somit durch die Bildelemente des Eingangssignals bei Verwendung der Gleichungen (1) oder (2) bostimmt. Aus den obigen Gleichungen erkennt man jedoch, daß die Berechnung äußerst komplex wird und als Folge ergeben sich bei den erhaltenen Ergebnissen Unsicherheiten. Das heißt, daß aufgrund der Komplexheit bei Berechnung durch die obigen Gleichungen der Nachteil vorliegt, daß der Schaltungsaufbau komplex wird und daß Fehler unvermeidbar während der komplexen Berechnung eingeführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und zweckmäßige Anordnung zum Umsetzen der Zahl von Abtastlinien zu schaffen, bei der die oben beschriebenon Nachteile überwunden sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeiohncwlnn Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, durch die die Anzahl der Abtastlinien umgesetzt wird, indem die Abtastfrequenz einer diskreten Signalreihe,

- 11 -

die aus mehreren Bildelementen besteht, die entlang einer vertikalen Richtung zu einem Halbbild angeordnet sind, in eine vorbestimmte Frequenz umgesetzt wird, um das Videosignal einer ersten Fernsehanordnung in ein Videosignal einer zweiten Fernsehanordnung umzusetzen, die eine Anzahl von Abtastlinien verwendet, die sich von der der ersten Fernsehanordnung unterscheidet.

Andere Ziele und Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Anordnung zum Umsetzen der Anzahl von Abtastlinien nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Anordnung von Bildelementen in einem Halbbild, das durch das digitale Videosignal gebildet ist,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform eines speziellen Teils der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 ein Frequenzspektrum eines Ausgangssignals aus einem Teil des Blockschaltbilds nach Fig. 3,

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform einer Anordnung zum Umsetzen der Zahl der Abtastlinisn nach der Erfindung,

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform des wesentlichen Teils der Anordnung nach der Erfindung,

Pig. 7 ein Schaltbild,das eine bestimmte Ausführungsform eines Teils des Blockschaltbilds nach Fig. 6 darstellt, und

Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild"einer anderen Ausführungsform des wesentlichen Teils der Anordnung nach der Erfindung.

..·■·.,· ·..·.:., 320 3 073

- 13 -

Eine Ausführungsform einer Anordnung zum Umsetzen der Zahl der Abtastlinien nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Bei einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung wird ein digitales Videosignal als eindimensionales Zeitreihensignal bei Umsetzung einer Anzahl von Abtastlinien verarbeitet. Gemäß Fig.1 wird ein digitales Videosignal L1 , dessen Abtastlinienzahl umgesetzt werden soll, einer Eingangsanschlußklemme 11 für das digitale Videosignal zugeführt. Das digitale Videosignal wird dann einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 12 zugeführt. Das obige digitale Videosignal wird allmählich in den Speicher mit direktem Zugriff 12 eingeschrieben und zwar gesteuert durch ein Einschreibsteuersignal , das über eine Anschluß klemme 13 zugeführt wird. Das digitale Videoeingangssignal L1 besteht aus einer Reihe von diskreten Signalen mit einer Abtastperiode, die beispielsweise durch T1 in Fig.2 dargestellt ist, und es läßt sich durch folgende Gleichung (3) definieren:

Lliflx, y) — (3)

In Fig. 2 sind Bildelemente in dem Halbbild durch kleine Kreise angedeutet und die horizontale Abtastung wird in der Richtung ausgeführt, die durch Pfeile angedeutet ist. £ - 2 bis 2,4-3 an der rechten Seite der Fig. 2 geben die (JJ, -2) - te bis (8, + 3)- te horizontale Abt--stlinie wieder.

Die obige Gleichung (3) läßt sich als das folgende Zeitreihensignal beschreiben:

Ll = Σ Σ f (x., y.) — (4)

X=I j=l - ^{x 3}

- 14 -

In der obigen Gleichung (4) stellt K die Gesamtzahl der Bildelemente in einer horizontalen Abtastlinie dar und J stellt die Anzahl der Abtastlinien in einem Halbbild des Videosignals dar. Ein Bildelement ist durch M ( wobei M eine ganze Zahl ist) Bits gegeben.

Da die Bildelemente in einem Halbbild voneinander unabhängig sind, gilt die folgende Gleichung (5) , wobei g(Xj) eine Linie angibt, die aus i (wobei i eine ganze Zahl ist) Bildelementen besteht :

■ κ

Ll = Σ g(x. ) —- .(5;)

dabei ist

ν; J

f(x_±, Y₁) — ⁽⁶⁾

^g(xi^{) =} -^₁

Man erkennt, daß L1 eine lineare Kombination der Funktion g(x^) der obigen Gleichung (5) ist.

D-?s heißt, daß g(x_i) ein Element von LT ist. Wenn folglich die Funktion g(x^) in bestimmter Weise verar— beitet wird, dann ist dies equivalent einem Fall, bei dem L1 in bestimmter Weise verarbeitet wird. Wenn folglich die Funktion g(Xj) verarbeitet wird, dann kann dies als equivalent einem Fall angesehen werden, bei dem die obige Gleichung (3) verarbeitet wird.

Im folgenden wird die obige Funktion g(x^)

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gemäß Gleichling (6) in die Form der folgenden Gleichung (8) umgeschrieben:

J = ίγ..} — (8)'

^xi

In dieser Gleichung (8) ist x. ein diskretes Zeitreihen— signal. Wenn man annimmt, daß das zugeführte Eingangssignal gemäß Gleichung (8) ein diskretes Zeitreihensignal ist, dann lassen sich die Zeitintervalle des diskreten Zeitreihensignals durch T3 in Fig. 2 wiedergeben. Das heißt, daß das digitale Videosignal , das in den Speicher mit direktem Zugriff 12 eingeschrieben ist, gesteuert durch das Eingangsauslesesignal an der Anschlußklemme 13 ausgelesen wird und zwar als ein diskretes Zeitreihensignal einer Abtastperiode T3, das Bildelementinformationen von mehreren der (J) Bild elemente enthält, die längs der vertikalen Richtung des Halbbildes angeordnet sind. Dieses diskrete Zeitreihensignal , das aus dem Speicher mit direktem Zugriff 12 ausgelesen wird, wird einem abtastenden Frequenzumsetzer 14 zugeführt.

Das obige diskrete Zeitreihensignal , das dem abtastenden Frequenzumsetzer 14 zugeführt wird, ist ein Zeitreihensignal, bei dem J Bildinformationen in vertikaler Richtung , wie durch A in Fig. 2 angedeutet ist, zunächst erhalten werden, bei dem J Bildinformationen , die in vertikaler Richtung , die durch B angedeutet ist, danach erhalten wird und bei der die Bildinformationen, die in den vertikalen Richtungen , die durch C, D, E, und F angedeutet sind, beispielsweise nacheinander in ähnlicher Weise erhalten werden. Die Abtastfrequenz F1 dieser diskreten Zeitroihenüignalc iat gleich der horizontalen Abtastfrequenz des digitalen

J-D —

Videoeingangssignals. Das heißt,daß die folgende Gleichlang (9) gegeben ist:

F1 = 1/T3 (9) "

Der abtastende Frequenzumsetzer 14 ist so aufgebaut, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der abtastende Frequenzumsetzer 14 setzt die obige Abtastfrequenz F1 in eine Abtastfrequenz F2 um. Die Frequenz F2 kann als invertierter Wert des Zeitintervalls T4 zwischen benachbarten horizontalen Abtastlinien der Fernsehanordnung angesehen werden, die die gewünschte Zahl der Abtastlinien aufweist. Deshalb läßt sich die folgende Gleichung (10) bilden:

F2 = 1/T4 (10)

Gemäß Fig. 3 wird ein diskretes Zeitreihensignal Y der Abtastfrequenz F1 , das von dem Speicher mit direktem Zugriff 12 abgegeben wird, einer Eingangskleame

18 zugeführt. Das Signal Y wird dann einem Interpolator

19 zugeführt, in dem (P - 1) Nullstellen (P ist eine i-nnze Z hl) zwischen Jeden diskreten Wert eingesetzt werden, um entsprechend ein kontinuierliches Signal zu erhalten. Es gilt die folgende Gleichung (11) , wobei · P und Q ganze Zahlen sind:

P = Q f ()

Wenn folglich F1 die Abtastfrequenz des digitalen Video signals ist, das 625 Abtastlinien aufweist, und wenn F2 die Abtastfrequenz eines digitalen Videosignals ist, das die gewünschten 525 Abtastlinien aufweist, dann ist P = 21 und Q = 25.

Wenn . folglich ein Ausgangssignal des Interpo-

32000 7

lators 19 mit ™_ητ₊^ "bezeichnet wird, dann gilt die folgende Gleichung (12).:

Y_n Cl = O)

0 (i = 1 2, ..., P - 1) 10

Das FrequenzSpektrum des Signals w _L+i ist. in Fig. 4 dargestellt. Gemäß Fig. 4 wird das Grundfrequenzband des diskreten Eingangssignals y_n durch schräge Linien dargestellt und das Frequenzspektrum des Signals W_nT₊-S ist Ms zu einer Frequenz PF1/2 ( dem Teil der durch die durchgezogene Linie in Fig. 4 dargestellt ist), verteilt, wobei das obige Grundfrequenzband umgeklappt ist. Da die Abtastfrequenz des Signals y F1 ist, beträgt der Grundwert w zwischen 0 < w < F1/2.

Das Signal W_nT₄- erhält man über eine Dezimiervorrichtung 21, die in der folgenden Stufe vorgesehen ist und zwar als diskretes Zeitreihensignal, das mit der Frequenz F2 abgetastet wird. Jedoch können, so wie... es in Fig. 4 dargestellt ist, die Frequenzkomponenten, die sich im Grundfrequenzband des Signals y_n befinden, gefaltet werden und in das Ausgangssignal gemischt werden. Folglich werden die Frequenzkomponenten, die nicht im Grundfrequenzband des Signals y_n liegen, durch das Tiefpaßfilter 20 , das in Fig. 3 dargestellt ist, ausgefiltert . Folglich wird Dezimierung in der Verminderungsvorrichtung 21 für das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 20 vorgenommen. Der Rauschabstand ( dan Signal-Rausch-Verhältnis) ist durch die Dämpfungsgröße des Tiefpaßfilters 20 bestimmt.

Die Verminderungsvorrichtung 21 tastet jedes Q-te Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 20 ab. Folglich wird , wie man klar anhand von Gleichung (11) erkennt, ein diskretes Signal ζ von der Verminderungsvorrichtung 21 , das eine Abtastfrequenz PF1/Q , d.h.F2 hat, abgegeben und an einer Ausgangsanschlußklemme 22 zur Verfügung gestellt. Beispielsweise entspricht die Abtastfrequenz F2 des diskreten Ausgangssignals Z_n der Ausgangsanschlußklemme 22 der horizontalen Abtastfrequenz des digitalen Videosignals der Fernsehanordnung, die die gewünschten 525 Abtastlinien für ein Halbbild des Videosignals verwendet. Darüber hinaus ist das Signal Z_n ein Signal, bei dem die Bildelemente der Informationen längs der vertikalen Richtung des Halbbildes nach Art einer Zeitreihe zusammengesetzt ist. Das Signal ζ wird einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 15 , der in Fig. 1 dargestellt ist, über die Ausgangsanschlußklemme 22 zugeführt und in den Speicher mit direktem Zugriff 15 , gesteuert durch ein Einschreibsteuersignal, das über eine Anschlußklemme 16 zugeführt wird, eingeschrieben.

Das diskrete Signal ζ , das somit in den Speicher mit direktem Zugriff 15 eingeschrieben worden ist, wird dann längs der horizontalen Richtung des Halbbildes in Einheiten von Bildelementinformation neu geordnet und nacheinander gesteuert durch das Auslesesteuersignal, das an der Anschlußklemme 16 zugeführt wird, ausgelesen. Das somit ausgelesene Signal wird an der Ausgangsanschlußklemmo 17 abgegeben. Folglich wird das diskrete Signal, in dem die Bildelementinformation längs der horizontalen Abtastrichtung nacheinander nach Art einer Zeitreihe zusammengesetzt ist, an der Ausgangsanschlußklemme 17 abgegeben. Das auf diese Weise erhaltene dis-

'35 krete Signal ist ein digitales Videosignal einer Fernsehanordnung, die beispielsweise 525 Abtastlinien für ein Halbbild verwendet.

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Wie oben beschrieben, -wird die Frequenz F1, die zu der horizontalen Abtastfrequenz der ersten Fernsehanordnung als gleich anzusehen ist, mit Hilfe des abtastenden Frequenzumsetzers 14 in eine Frequenz f2 umgesetzt, die zu der horizontalen Abtastfrequenz der zweiten Fernsehanordnung als gleich anzusehen ist. Und ferner wird die Zahl der Abtastlinien der ersten Fernsehanordnung in die Anzahl der Abtastlinien der zweiten Fernsehanordnung umgesetzt.

Wenn man die Ordnung des Tiefpaßfilters 20 mit N bezeichnet, (wobei N eine ganze Zahl ist), und wenn man den Impulsfrequenzberexch mit a bezeichnet, dann läßt sich das. diskrete Ausgangssignal Z_n ,. das man an der Ausgangsanschlußklemme 22 erhält, durch die folgende Gleichung (13) beschreiben:

-„-

N-I

V¹W ■ " ⁽¹³⁾

Wie man klar anhand der obigen Gleichung (13) erkennt, wird das diskrete Signal z„ durch die K-annlinio des Tiefpaßfilters 20 bestimmt. Wenn man folglich den Tiefpaßfilter 20 entwirft, ist es zweckmäßig, ein Filter · zu entwerfen, das keine Faltungsverzerrung und keine Verzögerungsverzerrung aufweist und das einen einfachen Aufbau hat.

Wenn das Tiefpaßfilter 20 aus Digitalfiltern aufgebaut wird, dann kann ein Aufbau verwendet werden, der in der US-Patentanmeldung 311,095 vom 13.Oktober 1981 mit dem Titel "Sampling Frequency Converter" beschrieben ist, die für "den gleichen Anmelder win dio vorliegende Anmeldung angemeldet iafc. Im.·? ho Ißt, das Digitalfilter kann aus einem Digitalfilter-mit-.

endlichem Impulsbereich (FIR) und einem Digitalfilter mit unendlichem Impulsfrequenzbereich (IIR) ', die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut werden. Bei Verwendung dieses Aufbaues läßt sich die Ordnungszahl des Filters vermindern und es kann ferner die Entstehungsrate für Fehler und die zur Ausführung mathematischer Operationen erforderliche Zeit stark vermindert werden.

Wenn das Teilbild des digitalen Videosignals, das man erhält, nachdem die Umsetzung der Anzahl der Abtastlinien ausgeführt worden ist, mit L2 bezeichnet, ist, dann läßt sich die oben beschriebene Wirkungsweise des Speichers mit direktem Zugriff 15 mathematisch durch die folgende Gleichung (14) in ähnlicher Weise wie für den Fall der obigen Gleichung (5) beschreiben. In der Gleichung (14) wird durch die Funktionen e und d jei^eils eine Linie bezeichnet, die aus mehreren Bildelementen besteht:

JJ
e(u_i# v.) = Σ 0(U₁, ζ.) (14) ^:

In der obigen Gleichung (14) wird durch JJ die Anzahl der Abtastlinien für ein Teilbild des Videosignals angegeben und JJ ist bei der obigen Ausführungsform der Erfindung 525.

Das Teilbild L2 laßt sich somit in Form der folgenden Gleichung (15) beschreiben:

· K JJ j

L2 = Σ Σ e(u. , ν.) (15)

■ _ ■ _Ί J-. J

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Anordnung zum Umsetzen der Anzahl der Abtastlinien nach der Erfindung anhand von Fig. 5 be schrieben. In Fig. 5 sind diejenigen Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ihre Beschreibung ist hier v/eggelassen. In Fig. 5 wird das digitale Videosignal der ersten Fernsehanordnung über die Eingangsanschlußklemme 11 einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) 23 zugeführt« Der Signalverarbeitungsvorgang wird in ähnlicher Weise ausgeführt, wie in dem oben beschriebenen Speicher mit direktem Zugriff 12. Das diskrete Signal, das aus dem Speicher mit direktem Zugriff 23 ausgelesen wird, und das zu dem Ausgangssignal des Speichers mit direktem Zugriff 12 gleich ist, wird einem abtastenden Frequenzumsetzer 14 zugeführt. Die Abtastfrequenz des diskreten Signals wird in_ dem abtastenden Frequenzumsetzer 14 , so wie es oben beschrieben ist, in die Abtastfrequenz F2 umgesetzt. Das Ausgangssignal des abtastenden Frequenzumsetzers 14 wird dann in den Speicher mit direktem Zugriff 22 eingeschrieben. Der Auslesevorgang , der demjenigen des Speichers mit direktem Zugriff 15 ähnlich ist, wird gesteuert durch ein Auslesesteuersignal, das über eine Anschlußklemme 24 zugeführt wird, für diesen Speicher mit direktem Zugriff 23 ausgeführt. Das aus dem Speicher mit direktem Zugriff 23 ausgelesene diskrete Signal wird über die Ausgangsanschlußklemme 17 wiedergegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird ein einziger Speicher mit direktem Zugriff 23 verwendet, um die Anzahl der erforderlichen Bauelemente zu vermindern.

Im folgenden wird eine Ausführungsform des obigen abtastenden Frequenzumsetzers 14 anhand von Fig. 6 beschrieben.

Gemäß Fig. 6 _wird das Signal y_n des Speichers mit direktem Zugriff 12 (oder 23) einem Interpolator

30 über eine Sammelleitung 36 zugeführt. Ein Festwertspeicher (ROM) 31 , in dem die Multiplikationsergebnisse gespeichert sind, wird aufgerufen, nachdem das obige Signal y_n in der Reihenfolge jedes Bits des Eingangssignals neu angeordnet worden ist. Der Interpolator 30 und der Festwertspeicher 31 sind durch eine Sammelleitung 40 miteinander verbunden. Der Festwertspeicher 31 hat beispielsweise einen Aufbau, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Gemäß Fig. 7 besteht der Festwertspeicher 31 aus Festwertspeicherbauteilen 31a bi;·; 31 d und jedes der Festwertspeicherbauteile 31a bis 31 d enthält einen Adressenteil und einen Inhaltsteil, in denen die Multiplikationsergebnisse A1 bis A4 gespeichert werden. Die Anzahl der Bits, die für die Adresse des Festwertspeichers

31 erforderr,j#eh ist, ist durch die Anzahl der Eingangssignale bestimmt, d.h. durch die Ordnung des Digitalfilters. Folglich sind bei der vorliegenden Ausführungsform zwei oder drei Bits für die Adresse des Festwertspeichers 31 erforderlich und Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform für einen Fall, bei dem di,'· Anzahl der AdressenMts zwei ist. Die Anzahl

?.^lj der erforderlichen Festv/ertspeicherbauteile ist durch die Anzahl der Bits des Signals bestimmt und bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Festwertspeicherbauteile 31a bis 31d vorgesehen, da das Signal vier Bits aufweist.

Vier Arten von Adressen , d.h. "11", "10", "01" und "00" können in jedem Adressenteil in den Festwertspeicherbauteilen 31a bis 31d vorgesehen sein. Dabei können beispielsweise das am meisten kennzeichnende Bit (MSB) bis zu dem am wenigsten kennzeichnenden Bit (LSB) in der Reihenfolge "00", "11", »01» und "10" vorliegen, wobei "00" das am meisten kennzeichnen-

- 23 -

de Bit und "10" das am wenigsten kennzeichnende Bit

sind. Dabei wird ferner angenommen, daß "00",

»11», «01» und "10" jeweils den Größen "Y⁰J₁Y^₁" »

"v v „" . "ν ν >" und "ν ν ." . ,

,- ^ n^y n-1 ' ■* n^y n-1 ■* n·* n-1 entsprechen.

Die Daten, die man durch aufeinanderfolgenden Zugriff zum Festwertspeicher 31 erhält, werden einer arithmetischen Logik-Einheit (ALU) 32 über eine Sammelleitung 39 zugeführt und sie werden in der

arithmetischen Logik -Einheit 32 und einem Register 33 addiert oder subtrahiert* Wenn zwei Eingangsgrößen vorliegen, dann erhält man ein Signal Z_n , das die Gleichung z„ = a_y„ + a^y„ _Λ erfüllt. Das auf diese

Xl O Xl I Xl"" I

Weise erhaltene Signal z„ wird in einer Verminderungsvorrichtung 34 vermindert. Die Verminderungsv'orrichtung 34 wird von einem Signal gesteuert, des von einem Steuersignalgenerator 35 zugeführt wird, der den obigen Interpolator 30, den Festwertspeicher 31 , die arithmetische Logik-Einheit 32 und das Register 33

über eine Sammelleitung 37 steuert. Dem Steuersignalgenerator 35 wird ein Signal zugeführt, das ein Um - J^ sotzungsverhältnis zwischen der ersten Fernsehanordnung

(die beispielsweise 625 Abtastlinien verwendet) und der zweiten Fernsehanordnung·(die beispielsweise 525

Abtastlinien verwendet) wiedergibt. Die Verminderungsschaltung 34 bildet somit das obige Signal ζ mit einer Pause gemäß dem Steuersignal für das Umsetzverhältnis. Das von der Verminderungsvorrichtung 34 gebildete Signal wird dem Speicher mit direktem Zugriff 15 (odax· 23) zugeführt.

Wenn das Signal ζ durch die Gleichung Zj₁ = a_Qy_n + ^a-jy_n_i + ^1^zn-1 g^esct^ir:i-^e'b^e^ werden kann,

35

wird die Verbindung (Sammelleitung 38) , die in den

dann muß der Ausdruck z„ ,, untersucht werden und es

XI"™ 1

Fig. 6 und 7 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, notwendig.

Die Schaltung zur Erzeugung des Signals Z_n;. das die Gleichung Z_n = a_Qy_n + a₁y_n_₁ oder z_n = a_Qy_n +

a.y _Λ + z„ _Λ erfüllt , ist entweder ein Digitalfilter

mit einem begrenzten Impulsfrequenzbereich oder ein Digitalfilter mit einem unbegrenzten Impulsfrequenzbereich.

Noch eine weitere Ausführungsform des obigen abtastenden Frequenzumsetzer;·.; 14 ist in Fig. 8 dargestellt. In Fig. 8 sind die Teile, die entsprechenden Teilen in den Fig. 3 und 6 gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 8 wird das Signal y_n des Speichers mit direktem Zugriff 12 ( oder 23 ) dem Interpolator 30 über die Anschlußklemme 18 zugeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird anders als bei der in Fig. dargestellten Ausführungsform das Ausgangssignal des Interpolators 30 einem einzigen Festwertspeicher (R0M)42 über einen Multiplexer (MUX) 41 zugeführt. Über den

2;) Multiplexer 41 v/ird fortlaufend Zugriff zu dem Festwertspeicher 42 vorgenommen, und zwar beispielsweise in einer Folge y°_ny _n-1, y _ny _n-1, ... . Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, werden die durch den Zugriff zu dem Festwertspeicher 42 erhaltenen Werte in der arithmetischen Logik- Einheit 32 und dem Register 33 addiert oder subtrahiert. Folglich wird ein Signal ζ von der Verminderungsvorrichtung 34 gebildet und durch die Anschlußklemme 22 , wie bei dem weiter oben beschriebenen Fall, abgegeben. Die Beschreibung wurde für den Fall vorgenommen, bei dem zwei Eingangssignale vorhanden sind, d.h. für den Fall, daß das Signal z_n die Gleichung ζ =

ay + a„y _Λ erfüllt. Jedoch kann selbst dann, wenn er η Vn-I ^f ■ ■

das Signal Z_n durch die Gleichung ^z _n=^3L _oY_n ^+a-]y_n_-]+'^b^'^z _n_-] beschrieben wird, das Signal Z_n wie in der obigen •Ausführungsform, die anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben worden ist, festgestellt werden, indem man eine Verbindung 43 zwischen dem Register 33 und dem Multiplexer 4.1 vorsieht. Jedoch ist es bei der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig, einen Steuersignalgenerator vorzusehen, da ein Zugriff zu dem Festwertspeicher 42 nacheinander erfolgt. .

Bei den Ausführungsformen, die anhand der Fig. 6, 7 und 8 beschrieben worden sind, wurde das Digitalfilter aus einem Festwertspeicher , einer arithmetischen Logik-Einheit und einem Register aufgebaut. Das Digitalfilter kann beispielsweise auch unter Verwendung von Multiplizierschaltungen aufgebaut werden.

Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der Anordnung nach der Erfindung wurde davon ausgegangen, daß eine Beziehung von F1 < F2 zwischen den Abtastfrequenzen F1 und F2 besteht. Wenn jedoch eine Beziehung vorliegt, daß F1 > F2 ist, dann i.i-t- 03 notwendig, "dio Frequenzkomponenten über eine Frequenz von F2/2 im Tiefpaßfilter 20 zu eliminieren. Das bedeutet, daß die· unerwünschten Faltungsfrequenzkomponenten über der Frequenz F2/2 , die in der Verminderungsvorrichtung 21 gebildet werden, eliminiert werden.

' Darüber hinaus ist der abtastende Frequenzumsetzer 14 nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt, die weiter oben beschrieben sind und die einen digitalen Filter verwenden. Beispielsweise kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem ein Signal , das aus der Abtästfrequenz umgesetzt wird, dadurch gewonnen wird, daß es durch eine Filterschaltung geleitet wird, nachdem es zunächst

in ein Analogsignal umgesetzt worden ist. Darüber hinaus kann ein Verfahren angewendet v/erden, bei dem ein Punkt mit Hilfe der Newton'sehen Interpolationsgleichung oder der Lagrange·sehen Interpolations gleichung grob berechnet wird. Ferner lassen sich Signale mit einem vorbestimmten Zeitintervall nach Gleichung (4) abrufen, da die Gleichung (7) in diesem Fall immer noch erfüllt ist.

Eine Anordnung nach der Erfindung ist die Abtastfrequenz der diskreten Signalreihe, die aus mehreren Bildclementen besteht in vertikaler Richtung des Halbbildes angeordnet und sie wird mit Hilfe eines abtastenden Frequenzumsetzers und eines Speichers mit direktem Zugriff umgesetzt, damit die Zahl der Abtastlinien des Videosignals der ersten Fernsehanordnung in die Zahl der Abtastlinien des Videosignals.der zweiten Fernsehanordnung umgesetzt wird. Folglich läßt sich der Auslesevorgang aus dem Speicher mit direktem Zugriff für Halbbilder oder Vollbilder des Videosignals ausführen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind ver-2^r> fichiedene Abänderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß von dem Gegenstand der Erfindung abgewichen wird.

Claims

Paienianwälie ·^:··^:" '·«**··* * ·* ·· 3 209 07

Reichel u. Reichel

Parksiraße 13
Frankfurt a.M.l

10133

Victor Company of Japan, Ltd., Yokohama, Japan

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Anordnung zum Umsetzen der Zahl von Abtastlinien, nämlich zum Umsetzen einer ersten Anzahl von Abtastlinien eines ersten digitalen Videosignals in eine zweite Anzahl von Abtastlinien eines zweiten digitalen Videosignals ,
gekennzeichnet durch Aufnahmevorrichtungen (12; 23) für diskrete Signale, denen das erste digitale Videosignal zugeführt wird und die nacheinander eine Menge von Bildelementinfor- _ mationen, die längs Linien in vertikaler Richtung zu einem Halbbild, wie es durch das erste digitale Videosignal gegeben ist, mit Zeitintervallen,die der ersten Anzahl von Abtastlinien entsprechen, angeordnet sind,in Einheiten in jeder der Linien in vertikaler Richtung in einer zeitlichen Folge angeordnet werden und als diskretes Signal ausgelecen v/erden, das eine Abt.ästfrequenz aufweist, die gleich der horizontalen Abtastfrequenz F1 des ersten digitalen ■ Videosignals ist; einen abtastenden Frequenzumsetzer (14) zum Umsetzen der Abtastfrequenz des diskreten Signals , das von der Aufnahmevorrichtung für diskrete Signale abgegeben wird , in clao Fraqu^nz :;'!.·"· ich dör horizontalen Abtastfrequenz F2 des zv.-eiten digitalen Videosignals ; und eine zweite Aufnahmevorrichtung (15 ; 23) für Videosignale , durch die.das Ausgangssignal des abtastenden Frequenzumsetzer in Einheiten von mehreren Bildelementinformationen längs einer Richtung der horizontalen Abtastlinien entspre-' chend den zweiten digitalen Videosignal in zeitlicher

Roihonfolge nacheinander angeordnet wird, um ein av/oitoa digitales Videosignal zu erhalten, das die zweite Anzahl der Abtastlinien verwendet.

2. Anordnung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung für diskrete Signale eine erste Speichervorrichtung (12) aufweist, in die das erste digitale Videosignal,gesteuert durch ein erstes. Steuersignal , nacheinander eingeschrieben

wird, und zwar zusammen mit einer Menge an Bildelementinformation, die längs der Linien in einer vertikalen Richtung zu dem Halbbild, wie es durch das erste digitale Videosignal gegeben ist, mit Zeitig Intervallen, die der ersten Anzahl der Abtastlinien

entsprechen, angeordnet ist, nacheinander in Einheiten jeder dieser Linien in vertikaler Richtung in zeitlicher Folge angeordnet wird und als diskretes Signal dann in einer Abtastfrequenz gleich der horizontalen Abtastfrequenz F1 des ersten digitalen Videosignals, gesteuert durch ein zweites Steuersignal,aus der Speichervorrichtung ausgelesen wird, und daß die Aufnahmevorrichtung für das zweite digitale Videosignal eine z:veite Speichervorrichtung (15) aufweist, in die 2'j das diskrete Signal des abtastenden Frequenzumsetzers, das eine umgesetzte Abtastfrequenz F2 auf v/eist, nacheinander gesteuert durch ein drittes Steuersignal, eingeschrieben wird und daß das gespeicherte diskrete Signal nacheinander in Einheiten von mehreren BiId- yd elementinformationen längs der Richtung der horizontalen Abtastlinien entsprechend dem zweiten digitalen ■ Videosignal in einer zeitlichen Folge geordnet und aus der zweiten Speichervorrichtung als zweites digitales Videosignal ausgelesen wird^ wobei es die zweite yj Anzahl der Abtastlinien , gesteuert durch das vierte Steuersignal, verwendet.

>. Anordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Speichervorrichtungeinen Speicher mit direktem Zugriff (12,15) aufweisen.

4. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufnahmevorrichtung für das diskrete Signal und die Aufnahmevorrichtung für das zweite digitale

Videosignal eine Speichervorrichtung (23) aufweisen , (jf% in die das erste digitale Videosignal nacheinander,

gesteuert durch ein erstes Steuersignal, eingeschrieben wird und in dem eine Menge von Bildelementinformation, die längs der Linien in vertikaler Richtung zu dem Halbbild,wie es durch das erste digitale Videosignal mit Zeitintervallen, die der ersten Anzahl von Abtastlinien entsprechend_;angeordnet ist, nacheinander in Einheiten in jeder der Linien in vertikaler Richtung in einer zeitlichen Folge angeordnet werden und als diskretes Signal ausgelesen werden, das eine Abtastfrequenz gleich der horizontalen Abtastfrequenz F1 des ersten digitalen Videosignals aufweist und in das das diskrete Signal des abtastenden Frequenzumsetzers (14) , das eine umgesetzte

Abtastfrequenz F2 aufweist, nacheinander, gesteuert ' durch ein drittes Steuersignal eingeschrieben wird und in dem das gespeicherte diskrete Signal nacheinander in Einheiten einer Menge von Bildelementinformationen längs der Richtung der horizontalen Abtastlinien entsprechend dem zweiten digitalen Videosignal in zeitlicher Folge angeordnet und aus diesem als zweites digitales Videosignal, das die zweite Anzahl der Abtastlinien aufweist, gesteuert durch ein viertes Steuersignal, ausgelesen wird.

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5. Anordnimg nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung einen Speicher mit direktem Zugriff (23) aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der abtastende Frequenzumsetzer (14) einen Interpolator (19) aufweist, dem das diskrete ,Signal mit der Abtastfrequenz F1 aus der Aufnahmevorrichtung für das diskrete Signal zugeführt wird, einen Filter (20), dem das Ausgangssignal des Interpolators zugeführt wird, und eine Verminderungsvorrichtung (21) , der das Ausgangssignal des Filters zugeführt

Vj) wird, wodurch das diskrete Signal , das die umgesetzte Abtastfrequenz F2 aufweist, gebildet wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Interpolator ( P - 1 ) Nullstellen

F2
(p = Qpp , wobei P und Q ganze Zahlen sind) zwischen

jeden diskreten Wert einfügt, daß das Filter Frequenzkomponenten über einem Grundfrequenzband w (0 sr ν/ ν F1/2) eliminiert und daß die Verminde- ^ rungsvorrichtung (21) jedes Q-te Signal des Filters (20) abtastet, so daß ein diskretes Signal mit einer Abtastfrequenz F2 entsteht.

8. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der abtastende Frequenzumsetzer (14) ferner einen Steuersignalgenerator (35) aufweist, dem ein Steuersignal für das Umsetzungsverhältnis zugeführt wird, das das Umsetzverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten digitalen Videosignal angibt, um den Interpolator, den Filter und die Verminderungsvorrichtung entsprechend zu steuern.

9. Anordnung nach Anspruch 8 ,
dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Festwertspeicher (31; 31a-31d) aufweist, dem das Ausgangεsignal des Interpolators (30) zugeführt wird und in dem Multiplikationswerte gespeichert werden, eine arithmetische Logik-Einheit (32),der ein Ausgangssignal des Festwertspeichers (31) zugeführt wird,und ein Register (33) , dem das Ausgangssignal der arithmetischen Logik-Einheit zugeführt wird, wodurch ein Signal für die Verminderungsvorrichtung gebildet und dieser zugeführt v/ird, wobei die arithmetische Logik-Einheit und das Register mathematische Operationen ausführen, indem sie Werte verwenden, die durch Zugriff des Festwertspeichers erhalten worden sind, so daß ein diskretes Signal entsteht.

10. Anordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Register (33) ein Ausgangssignal an den Festwertspeicher (51) abgibt.

11. Anordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Multiplexer (41) aufweist, dem das Ausgangssignal des Interpolators (30) zugeführt wird, ferner einen Festwertspeicher (42) , dem das Ausgangssignal des Multiplexers (41) zugeführt wird und in dem Multiplikationsergebnisse gespeichert werden, ferner eine arithmetische Logik-Einheit (32), der das Ausgangssignal des Festwertspeichers (42) zugeführt wird,und ein Register (33),dem das -Ausgangs-, signal der arithmetischen Logik-Einheit zugeführt wird, so daß. ein Signal für die Verminderungsvorrichtung (34) erzeugt, und dieser zugeführt wird, wobei die arithmetische Logik-Einheit und dasR.egister mathematische Operationen unter Verwendung von Werten aufrühren, die sich

durch Zugriff des Festwertspeichers (42) ergeben, um ein diskretes Signal zu bilden.

12. Anordnung nach Anspruch 11,'

5da durch gekennzeichnet, daß das Register (33) sein Ausgangssignal dem Multiplexer (41) zuführt.

13. Anordnung nach Anspruch 6, . . dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Multiplexer (41) aufweist, dem das Ausgangssignal des Interpolators (30) zugeführt wird, ferner eine Schaltung (42,32, 33) , der das Ausgangssignal des Multiplexors (41) zugeführt wird, um mathemätisehe Operationen auszuführen, durch die ein diskretes Signal gebildet wird, das der Verminderungsvorrichtung · (34) zugeführt wird.