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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Fernsehprüfmustern.
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Herkömmliche Verfahren zum Testen und Messen der Leistung eines
Fernsehgeräts sind nicht dazu geeignet, alle Effekte vollständig zu prüfen, die bei einer
komlexen digitalen Signalverarbeitung in fortgeschrittenen Fernsehsystemen (FFS)
auftreten können. Gegenwärtig verwendete Prüfverfahren, die für das herkömmliche
Fernsehen (z.B. NTSC) entwickelt wurden, sind zum Testen und Bewerten der jetzt
vorgeschlagenen FFS, wie z.B hochauflösende (HDTV), verbessert auflösende (IDTV),
verstärkt auflösende (EDTV) Fernsehempfänger und -bildschirme nicht geeignet. In
solchen Systemen treten in fortgeschrittenen Verarbeitungskreisen mit adaptiven Filtern
und Kompandierungsverfahren Schwellenprobleme auf, und sie hängen sie stark vom
Bilddetail ab. Dazu kann die häufige Verwendung von Bild/Rahmen-Verzögerungen zu
Bewegungsartefakten führen. Zum Prüfen müssen diese fortgeschrittenen Systeme daher
sowohl auf dem Gebiet der Frequenz als auch auf dem der Zeit beobachtet werden.
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Prüfverfahren für herkömmliche Fernsehsysteme verwenden stehende
Testbilder wie z.B. Auflösungstafeln, geometrische Muster und Farbbalken. Diese
Verfahren können Verzerrungen bewegter Details, die durch die in einigen FFS
verwendeten Filterverfahren entstehen, nicht aufzeigen, noch können sie andere
Artefakte aufzeigen, die als Folge einer zeitlichen Verarbeitung auftreten, und nur in
Verbindung mit wechselnden Helligkeitskontrasten und Farbsättigungen, einer Vielzahl
von Farbübergängen und wechselnder Lage der Testbilder auf dem Fernsehschirm
festgestellt werden können.
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In JP-A-58221,581 wird eine Chroma-Key-Vorrichtung beschrieben, bei
der die Sättigungsregelung durch die Verwendung eines Prüfsignals erleichtert wird, das
einem spiral- oder ringförmigen Muster entspricht und statt eines Farbbildsignals im
Vordergrund in den Farbsättigungskoordinaten Winkel und Amplitude darstellt und so
die Grenze zwischen Vordergrund und Hintergrund mit einem Schlüsselsignalkreis
darstellt. Die Bildsignale vom Vordergrund- und Hintergrundeingang werden
digitalisiert Die Vordergrundsignale werden in einen Helligkeit/Farb-Trennkreis
eingespeist und in Farbdifferenzsignale umgewandelt. Diese Farbdifferenzsignale
werden in einen Schlüsselsignalkreis eingegeben, der Schlüsselsignale eines weichen
Chroma-Key-Systems erzeugt. Das Schlüsselsignal wird mit einem vorgeschriebenen
Pegel in einen ersten Vervielfacher des Schlüsselsignalkreises eingespeist und mit dem
Vordergrundsignal multipliziert, das über einen Verzögerungskreis geliefert wird.
Zugleich wird das Schlüsselsignal in das Komplement zu 1 umgewandelt und dann mit
dem Hintergrundsignal multipliziert, das über einen Verzögerungskreis durch einen
zweiten Vervielfacher kommt. Die Ausgänge des ersten und zweiten Vervielfachers
werden addiert. Dann wird die Grenze zwischen Vordergrund und Hintergrund an einen
Ausgang geleitet.
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Inter alia ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Testen einer Kombination der wichtigsten Parameter fortschrittlicher
Fernsehsysteme zu beschreiben. Dazu liefert ein erster Aspekt der Erfindung ein
Verfahren zur Erzeugung eines Prüfmusters wie in Anspruch 1 beschrieben. Ein zweiter
Aspekt beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Prüfmusters wie in Anspruch 3
beschieben. In den Teilansprüchen werden vorteilhafte Ausführungen beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Erzeugung eines Prüfmusters, das aus farbigen oder schwarzweißen Segmenten besteht,
die auf einer Spirale liegen, wobei verschiedenen Abschnitten der Spiralsegmente
bestimmte Helligkeits- und Farbwerte zugewiesen werden. Das entsprechend dieser
Erfindung erzeugte Spiralmuster kann stehende und bewegte Ränder mit allen möglichen
Neigungen liefern. In einer Ausführung mit beweglichem Muster ziehen sich die
Spiralsegmente scheinbar im Zentrum zusammen oder dehnen sich von dort aus. Die
veränderliche Form der Spirale führt zur unterschiedlichen Geschwindigkeit der
bewegten Ränder. Bei einer anderen Ausführung lassen sich diese Werte mit der Zeit
ändern. Eine weitere Ausführung der Erfindung kann ein Muster liefern, bei dem nach
einiger Zeit alle wesentlichen Kombinationen farbiger Ränder mit unterschiedlichen
Helligkeitskontrasten und Farbsättigungen mit allen bedeutenden Neigungen und
Bewegungsgeschwindigkeiten vorkommen.
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Die hier beschriebenen Ausführungen verwenden abgeleitete Muster mit
einem beschränkten Satz von Parametern für ausgewählte repräsentative Tests. Die
Erfindung umfaßt auch andere Ausführungen, darunter eine einfarbige bewegte Spirale,
die im wesentlichen alle räumlichen und zeitlichen Übergänge für im wesentlichen alle
Helligkeitskontraste darstellt, und eine bewegte Farbspirale, die eine Vielzahl von
Farbübergängen mit verschiedenen Winkeln zur räumlichen und zeitlichen Prüfung
liefert. Andere Ausführungen ergeben sich aus der Auswahl und der Anzahl der Farben,
die für die Abbildung gewählt werden.
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Die sogenannten Farbbalken (die von der Europäischen Rundfunkunion
und von der SMPTE in verschiedenen Versionen normiert wurden) sind in der
Fernsehtechnik allgemein verbreitet. Die selben Hauptfarben, d.h. weiß, gelb, cyanblau,
grün, purpur, rot, blau und schwarz, können in der Farbspirale dieser Erfindung
verwendet werden. Dies wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der folgenden
Ausführungen deutlich. Bei diese Erfindung lassen sich jedoch viele verschiedene
Farbsätzen für verschiedene Anwendungen verwenden.
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Die Erfindung wird in den Ansprüchen im Anhang im Einzelnen
beschrieben. Jedoch werden andere Zwecke und Vorzüge sowie die Arbeitsweise der
Erfindung durch die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den
folgenden Abbildungen besser verständlich.
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Die Abbildungen :
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Abb. 1(a)-(d) zeigt vier Beispiele für die Spiralmuster nach dieser
Erfindung;
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Abb. 2(a) zeigt graphisch die Beziehung zwischen der Spiralgleichung und
der Abbildung der Farbwerte auf Spiralsegmente, die auf einer archimedischen Spirale
liegen;
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Abb. 2(b) zeigt das von Abb. 2(a) beschriebene Prüfmuster;
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Abb. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Spiralgleichung und der
Abbildung der Farbwerte auf Spiralsegmente, die auf der logarithmischen Spirale von
bb. 1(d) liegen;
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Abb. 4(a) zeigt eine Ausführung eines bewegten Prüfmusters;
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Abb. 4(b) zeigt eine zweite Ausführung eines bewegten Prüfmusters; und
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Abb. 5 zeigt das Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Erzeugung
farbiger Spiralmuster.
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Die folgenden Ausführungen können für alle Fernsehnormen,
einschließlich für HDTV-Signale mit fortlaufender Abtastung oder mit
Zeilensprungabtastung verwendet werden.
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Die mathematischen Grundlagen der Spiralentheorie werden in den
folgenden Büchern beschrieben : Mathematical Handbook von M. Vygodsky (MIR
Publishers, 1987); Handbook of Mathematics von I.N. Bronsthein und K.A.
Semendyayev (Verlag Harry Deutsch, 1979). Laut der Definition der Van Nostrand's
Scientific Encyclopedia ist eine Spirale der Ort eines Punktes, der sich um einen festen
Pol bewegt, während sein Radius und sein Drehwinkel nach einer bestimmten
Gesetzmäßigkeit stetig zu- oder abnehmen.
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Die Abbildungen 1(a)-(d) zeigen mehrere Beispiele für spiralförmige
Prüfmuster, die mit dieser Erfindung erzeugt wurden. Abb. 1(a) zeigt eine
archimedische Spirale, deren Zentrum mit der Bildschirmmitte zusammenfällt. Ein
Prüfmuster in Form einer archimedischen Spirale ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Spiralsegmente 1 alle die selbe Breite WA auf dem Radius der Spirale haben. Abbildung
1(b) zeigt eine logarithmische Spirale, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Segmente
3 auf dem Radius der Spirale eine zunehmende Breite WL haben. Beide Abbildungen
zeigen Spiralen mit positiver Phase (Drehung gegen den Uhrzeigersinn), obwohl solche
Spiralen auch eine negative Phase (Drehung im Uhrzeigersinn) haben können.
Abbildung 1(c) zeigt eine Ausführung der Erfindung mit einer archimedischen Spirale
auf einem Fernsehbildschirm mit einem Bildseitenverhältnis von 16 :9. Alle
Spiralsegmente sind in Farbsegmente 4 unterteilt, die durch scharfe Farbübergänge
getrennt werden. Die dargestellte Farbenfolge ist die oben beschriebene Farbenfolge der
SMPTE. In den Abbildungen ist
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w = weiß
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g = gelb
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c = cyanblau
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g = grün
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p = purpur
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r = rot
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b = blau und
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s = schwarz.
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Abbildung 1(d) zeigt eine Ausführung der Erfindung mit logarithmischer
Spirale, die auf einem Fernsehbildschirm mit einem Bildseitenverhäitnis von 16 :9
dargestellt wird. Jedes Spiralsegment ist in Farbsegmente 5 unterteilt, jedoch ist bei
diesem Beispiel der Übergang zwischen den Farben schrittweise und nicht scharf. Die
Farbenfolge ist eine Näherung der SMPTE-Farbbalkenfolge. In den beiden Abbildungen
1(c) und 1(d) haben die gezeigten Spiralen ihren Mittelpunkt auf der Bildschirmmitte.
Die Spiralenmitte kann jedoch auch außerhalb der Bildschirmmitte liegen, was von
dieser Erfindung abgedeckt wird. Auch kann die archimedische Spirale Farbsegmente
mit schrittweisen Farbübergängen haben und die logarithmische Spirale kann
Farbsegmente mit scharfen Farbübergängen haben. Die dargestellten Farben und ihre
Reihenfolge sind willkürlich und dienen lediglich als Beispiel. Bei einer einfarbigen
Ausführung würden schwarz und weiß als Farben gewählt.
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Abb. 2(a) zeigt graphisch ein Verfahren zur Erzeugung des in Abb. 1(c)
dargestellten Prüfmusters in Form einer archimedischen Spirale. Abb. 2(b) zeigt das
Muster von Abb. 1(c), jedoch werden die Farbsegmentgrenzen nicht dargestellt, um die
bei der Anwendung der Erfindung gebrauchten Parameter deutlicher zu illustrieren.
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Nach Darstellung der Spiraltheorie wird die Beziehung zwischen dem
Radius einer archimedischen Spirale an einem Punkt der Kurve und der Anzahl der
vollständigen Umdrehungen innerhalb dieses Radius durch die Wahl einer geeigneten
Konstante c* bestimmt, was durch die folgende Formel ausgedrückt wird :
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∅ (r) = c*r
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wobei r der Radius der Spirale an diesem Punkt der Kurve ist und die Änderung des
Drehwinkels ∅ eine lineare Funktion von r ist. Entsprechend dieser Erfindung können
die Breite und die Anzahl der Spiralensegmente,die auf einem gegebenen Fersehbildschirm
gezeigt werden, mit diesen Werten berechnet werden.
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Bei der in Abb. 2(b) gezeigten Ausführung mit einer archimedischen Spirale
läßt sich die Beziehung zwischen dem Radius r, dem Drehwinkel ∅ und der Konstanten
c* durch die gerade Linie 7 in Abb. 2(a) aufzeigen und mit der folgenden Formel
ausdrücken :
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∅R = c*r
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Die Erfindung umfaßt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
eines oder mehrerer Farbsignale für jedes Pixel des Bildschirms, um so ein spiralförmiges
Prüfmuster zu erhalten. Das Prüfmuster umfaßt eine Anzahl von Spiralensegmenten, die
dem Spiralmuster folgen, das die Spiralenkurve vorgibt. Jede vollständige Umdrehung der
Spirale entspricht einem Drehwinkel von 2π, und diese Umdrehungen der Kurve bilden
die Grenze zwischen den Spiralensegmenten. Die auf dem Bildschirm gezeigten Pixel
können sowohl durch rechtwinklige als auch durch polare Koordinaten dargestellt werden.
Der Ursprung der in Abb. 2(c) dargestellten Spirale hat z.B. die rechtwinkligen
Koordinaten 0,0, und jedes Pixel kann in rechtwinkligen Koordinaten als Pixel (x) auf Zeile
(y) beschrieben werden. Die rechtwinkligen Koordinaten können in Polarkoordinaten
umgewandelt und mit einem bestimmten Punkt auf der Spirale in Verbindung gebracht
werden.
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Als Teil der Erfindung wird ein darzustellendes Spektrum ausgewählt und
als eine Anzahl von Farbsignalen in einem adressierbaren Speicher gespeichert. Der
Drehwinkel ∅A der Pixel des Bildschirms wird berechnet und mit einem vom Anwender
bestimmten korrespondierenden Abschnitt der Spirale in Verbindung gebracht und als
Adresse für den Zugang zu denjenigen gespeicherten Farbsignalen verwendet, die die
gewünschte Farbe erzeugen.
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Abbildung 2(a) zeigt drei Farbsignale, in diesem Beispiel ein blaues Signal
B(∅), ein grünes Signal G(∅) und ein rotes Signal R(∅). Diese Farbsignale könnten auch
ein Helligkeits und zwei Farbdifferenzsignale sein. In diesem Beispiel wurden die Tabellen
so erstellt, daß jedes Farbsignal auf verschiedenen Abschnitten jeder einzelnen Umdrehung
der Spirale adressiert wird ("EIN") oder nicht ("AUS"), wie die vertikale Achse ∅ zeigt.
Die Tabellen wurden so erstellt, daß sie die in der Spalte am linken Rand von Abb. 2(a)
angegebene Farbenfolge liefern. Die Farben werden von einem Pixel gezeigt, das von einer
Kombination von "EIN"-Signalen angeregt wird. Z.B. hat der Punkt A laut dem unten
beschriebenen Verfahren einen Drehwinkel ∅A von 2,2π. Bei Diesem Wert des
Drehwinkels ∅A besteht lediglich das Grün signal "AUS", und daher wird das Pixel
purpur. Beim Vergleich von Fig 1(c) mit Fig 2(b) zeigt sich, daß dieses Segment
tatsächlich purpur ist. So lassen sich für jeden der in Abb. 2(a) gezeigten Werte von ∅
bestimmte Farbsignale in den drei Tabellen finden, die am betreffenden Pixel des
Bildschirms das erwünschte Farb- und/oder Helligkeitssignal erzeugen. Verfahren zum
Erstellen der Tabellen mit den zugehörigen Adressieralgorithmen sind aus der
Programmierung bekannt und werden hier nicht weiter ausgeführt.
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Mit der Wahl des Wertes von c entsprechend mit der Spiralentheorie kann
der Musterdesigner die Anzahl der vollen Umdrehungen einer (archimedischen) Spirale bei
einem gegebenen Radius festlegen, und damit die Anzahl der Spiralensegmente. Der Radius
hängt von der Anzahl der Pixel und vom Bildseitenverhältnis des Bildschirms ab.
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Die Linie 7 in Abb. 2(a) stellt für jedes Pixel die Beziehung zwischen der
Anzahl der gewünschten Spiralen segmente und dem entsprechenden ∅ in diesen Segmenten
dar, die durch den vom Designer gewählten Wert von c bestimmt ist. Beim Ausführen der
folgenden Arbeitsgänge für jedes anzuzeigende Pixel werden die gespeicherten Signale mit
dem Farbenspektrum durch den jeweiligen, jür jedes Pixel feststehenden Drehwinkel ∅
adressiert, und es bildet sich das gewünschte spiralförmige Farbmuster.
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Da die Spiralen segmente die Fläche zwischen den jeweiligen Drehabschnitten
der Kurve darstellen legt die Wahl der Konstanten c auch die Breite WA der Spiralsegmente
fest. Z.B. kann in den hier beschriebenen Ausführungen der Vektor (Radius) r einer
Polarkoordinate mit Hilfe der mittleren Bildbreite (MBB) ausgedrückt werden, wie das
Diagramm in Fig 2(a) zeigt. Der maximale Radius rt kann vom Musterdesigner so gwählt
werden, daß er 1/2 der MBB ausmacht, und der Durchmesser des Spiralenmusters den
Bildschirm im wesentlichen ausfüllt. Beim herkömmlichen Fernsehbild beträgt die MBB
728 Pixel, daher rt = 1/2 der MBB oder 364 Pixel. Die Konstante c wird so gewählt, daß
sich die gewünschte Anzahl von Spiralsegmenten über die gesamte MBB ergibt.
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In dem in Abb. 1(c) und Abb. 2(b) gezeigten Beispiel ist rt = 364, was Fig
2(a) graphisch darstellt. Wenn der Designer sechs Segmente auf jeder Seite des Ursprungs
der Spirale wünscht (d.h. sechs vollständige Umdrehungen der Spirale), dann muß er die
Anzahl der Segmente n mit 2π multiplizieren (was dem 0 einer vollständigen Umdrehung
der Spirale entspricht), daher c=(n * 2π)rt, in diesem Beispiel c=12π364, was aus
Gründen der Verständlichkeit in Abb. 2(a) als Linie 7 bezeichnet wurde. Hat der Designer
einmal c gewählt, so kann er Farbsignale in Tabellen speichern, die als B(∅), G(∅) und
R(∅) dargestellt werden und in Abb. 2(a) mit Adressen gezeigt werden, die dem Wert des
∅ von Null bis n*2π in der gewünschten Reihenfolge entsprechen.
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Bei der in Abb. 1(c), 2(a) und 2(b) dargestellten Ausführung hat der
Musterdesigner eine Farbenfolge gewählt, die den SPTME-Farbbalken entspricht. Die
Farbspeicher werden mit den Symbolen B(∅), G(∅) und R(∅) bezeichnet, und der
Designer hat für das Vorhandensein oder das Fehlen jedes einzelnen Farbsignals Stellen im
Speicher vorgesehen, die einer bestimmten ∅-Adresse entsprechen, um die ganz links
angegebene Farbe zu erzeugen. Verfahren zum Erstellen solcher adressierbarer Speicher
entsprechen dem Stand der Technik und werden daher hier nicht weiter diskutiert. Anzahl
und Periodizität der Signale können in Bezug auf die entsprechende ∅-Adresse durch eine
Änderung des Tabelleninhalts abgeändert werden.
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Für die Lage eines Pixeis, z.B. Punkt A mit den rechtwinkligen Koordinaten
x&sub1;,y&sub1;, wie in Abb. 2(b), laßt sich ein entsprechendes Paar polarer Koordinaten finden,
indem die bekannten Verfahren zur Berechnung des Vektors (Radius) r (d.h. des Abstands
des Punktes x&sub1;,y&sub1; vom Ursprung 0,0) und des Winkels α, der nur Werte zwischen 0 und
2π annehmen kann, verwendet werden. Sind die Polarkoordinaten r und α für Punkt A
berechnet, dann wird der entsprechende Drehwinkel ∅A bestimmt, um die Adresse zu
erhalten, die für den Zugang zu den Tabellen benötigt wird, sowie die erwünschten
Farbsignale, die dann am Punkt A verwendet werden.
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Der Algorithmus zur Berechnung von ∅A des Pixels am Punkt A im
Prüfmuster in der Form einer archimedischen Spirale ist folgender :
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1. Berechnung von r; (r= (x&sub1;² + y&sub1;²));
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2. Berechnung von α; (α=arctan(y&sub1;/x&sub1;);
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3. Berechnung des Drehwinkels des (als Punkt B in Abb. 2(b) dargestellten) Punktes auf
der eigentlichen Spiralkurve mit Radius R mit Hilfe der Formel ∅R r=*c;
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4. Berechnung der Anzahl der vollständigen Umdrehungen n am Punkt B durch Dividieren
von ∅R durch 2π und Runden auf die kleinste ganze Zahl;
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5. Bestimmen des korrekten Spiralsegments des Punktes A
durch Vergleichen von ∅R mit α+n*2π. Ist α+n*2π kleiner oder gleich ∅R, dann
nc=n+1. Andernfalls nc=n;
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6. Berechnung von des Werts von ∅A, das als Adresse für die Tabelle verwendet wird,
mit der Formel ∅A =α+nc*2π. Der Wert von ∅A läßt sich zun Adressieren der
entsprechenden Werte von B, G und R in den Tabellen verwenden.
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Abb. 1(d) zeigt ein weiteres Beispiel für ein nützliches Prüfmuster. Sie zeigt
eine logarithmische Spirale mit den Spiralensegmenten 5, die der mathematischen
Charakeristik der Spirale folgen, und ihre Breite nimmt mit dem Abstand von Ursprung
zu. Wie in Abb. 3 gezeigt hat der Designer Tabellen erstellt, die drei Farbsignale mit
jeweils bezüglich der ∅ wechselnder Amplitude liefern sollen. Die Farbsegmente des
gezeigten Prüfmusters wechseln schrittweise von einer Farbe zur anderen und haben keine
scharfen Farbränder wie im vorangegangenen, weiter oben beschriebenen Prüfmuster. Abb.
3 zeigt graphisch die Beziehung zwischen den Werten der B-, G- und R-Farbsignale, die
in den Tabellen B(∅), G(∅) bzw. R(∅) gespeichert sind. Der Wert der ∅ wird für jedes
Pixel berechnet und zum Adressieren dieser Tabellen verwendet, um so die erwünschten
B-, G- und R-Farbsignale des jeweiligen Pixels zu erhalten. Die Werte von G, B und R
können so gewählt werden, daß sie in einer Sinusfunktion oder einer anderen geeigneten
Funktion schwanken. Die Beziehung zwischen den G-, B- und R-Signalperioden legt dann
die Farbenfolge fest.
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Die Beziehung zwischen dem Drehwinkel ∅R und dem Radius r einer
logarithmischen Spirale ist :
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∅R = cl * ln (1 + c2*r).
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Die Konstanten c1 und c2 sind so gewählt, daß die Spirale sich krümmen und
steiler werden kann. Für einen gegebenen Wert von c1 kann c2 nach der folgenden Formel
berechnet werden :
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Bei gegebenem Wert von c2 läßt sich c1 mit der folgenden Formel berechnen :
wobei n die Anzahl der erwünschten Windungen des gezeigten Spiralmusters und rt der
maximale Radius des Musters ist, wie dies weiter oben im Zusammenhang mit der
archimedische Spirale beschrieben wurde.
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Bei der logarithmischen Spirale ist der Algorithmus zum Berechnen von ∅
in rechtwinkligen Koordinaten für jedes einzelne Pixel folgender :
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1. Berechnung von r; (r= (x&sub1;² + y&sub1;²);
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2. Berechnung von α; (α=arctan(y&sub1;/x&sub1;);
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3. Berechnung des Drehwinkels des Punktes auf der eigentlichen Spirale mit Radius r mit
der Formel :
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∅R = c&sub1; *ln(1+c&sub2;*r);
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4. Berechnung der Anzahl der vollständigen Umdrehungen an diesem Punkt durch
Dividieren von ∅R durch 2π und Runden auf die kleinste ganze Zahl;
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5. Bestimmen des korrekten Spiralsegments des Punktes durch Vergleichen von ∅R mit
α +n*2π. Ist α+n*2π kleiner oder gleich ∅R dann ist nc=n+1. Andernfalls ist nc=n;
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6. Berechnung von des Werts von ∅A, der als Adresse für die Tabelle verwendet wird,
mit der Formel ∅A=α+nc*2π. Der Wert von ∅A läßt sich zum Adressieren der
entsprechenden Werte von B, G und R in den Tabellen verwenden.
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Wie weiter oben dargelegt wurde umfaßt die Erfindung auch bewegte
spiralförmige Prüfmuster. Die Bewegung des Spiralmusters läßt sich dadurch erzeugen,
daß zu dem im dritten Schritt 3 der weiter oben aufgelisteten Schrittfolge berechneten
Drehwinkel ∅R eine schrittweise Änderung addiert wird.
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Es wird angenommen, daß der Designer eine vollständige Umdrehung des
logarithmischen Spiralmusters in zwei Sekunden wünscht, und daß das Fernsehsystem eine
Bildfrequenz von 30 Hz hat, dann müssen für eine glatte Drehbewegung 60 Bilder des
Testmusters erzeugt werden. Für jedes der 60 Bilder f wird ein Zuwachs von 2π/60 zum
für jedes Bild berechneten Wert von ∅R addiert. Die Abfolge der Schritte 1 bis 6 wird für
f=1 bis 60 wiederholt und die Formel für Schritt 3 ist :
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∅R = c&sub1;*ln(1+c&sub2;*r) + f*(2π/60)
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und erzeugt so eine volle Umdrehung des Spiralmusters alle zwei Sekunden.
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Zusätzliche Bewegung der Farben läßt sich dadurch erreichen, daß die
Abbildung der Farben zeitabhängig gemacht wird. Dies läßt sich z.B. durch das Erzeugen
einer Anzahl von Bildern erreichen, z.B. von 60 wie weiter oben beschrieben wurde. Die
Schrittfolge 1 bis 6 wird für f=1 bis 60 wiederholt, aber bei jedem Bild f werden die
Adressen der Farbsignale um einen Wert Γ verschoben, der fest oder variabel sein kann,
z.B 2π. Dies läßt sich z.B. durch eine Änderung der Formel in Schritt 6 erreichen :
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∅A = α + nc*2π+f*Γ.
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Der Wert von ∅A kann zum Indizieren der entsprechenden Werte von B,
G und R in den Tabellen verwendet werden. Dies bewirkt eine Änderung der Farbenfolge
der Bilder in bezug auf entsprechende Teile des Prüfmusters.
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Abb. 5 zeigt das Blockdiagramm eines Generators zum Erzeugen farbiger
Spiralmuster. Mit der Benutzerschnittstelle 40, die eine Tastatur, eine Maus etc. sein kann,
werden die Parameter der Fernsehnorm (Anzahl der Bilder/Rahmen je Sekunde, Zeilenzahl,
Pixel je Zeile) und des gewünschten (archimedisch, logarithmisch) spiralförmigen
Prüfmusters, d.h. Anzahl der Umdrehungen, Farbparameter und Segmentbreite, in das
System eingegeben. Auf der Grundlage der Parameter der Fernsehnorm bestimmt eine
Synchronisiervorrichtung 45 die Zeilen- und Spaltenkoordinaten (x,y) von jedem Teilbild
(Zeilensprung) oder Rahmen (Fernsehnorm mit fortlaufender Abtastung), die dann in der
Umwandlungsvorrichtung 50 in Polarkoordinaten umgewandelt werden. Es kann externe
oder interne Synchronisierung angewandt werden, ebenso wie ein Betrieb mit externem
oder internem Taktgeber.
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Im Spiralengenerator 70 werden die Spiralenparameter (∅,r), die die
Grenzen zwischen den Spiralensegmenten bestimmen, für die gewählte Kurve berechnet
und in einem Speicher gespeichert. Die φr-Werte jedes Pixels werden in der
Identifiziervorrichtung mit den gespeicherten Werten von Generator 70 verglichen, in der
Identifizierungseinheit 55, um die 2πPeriode und den Winkel ∅ jedes Pixels zu
identifizieren. Das Ausgangssignal dieses Vergleichs wird zum Adressieren der Tabelle 60
verwendet, in der die Werte der Farbsignalfunktion gespeichert sind (z.B. GBR oder GE,
B- GE, R - GE für die Farbbalkenfolge). Diese Tabellenwerte müssen im Tabellengenerator
65 mit Hilfe der Spiralenparameter der Eingabe berechnet werden, bevor die
Echtzeitausgabe des Prüfmusters beginnen kann. Die Farbwerte der Tabelle bleiben über
die gesamte Betriebsdauer des Generators unverändert, während alle anderen Signalwerte
bei jedem Pixelwet verändert sind. Alle Echtzeitvorgänge werden in Abbildung 5 durch
Taktgebereingänge beschrieben.