DE2816236A1

DE2816236A1 - Verfahren und einrichtung zum aufbereiten von pal-farbfernsehsignalen

Info

Publication number: DE2816236A1
Application number: DE19782816236
Authority: DE
Inventors: John Oliver Drewery
Original assignee: Marconi Co Ltd; Standard Telephone and Cables PLC
Current assignee: STC PLC; BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2387560A1; US4223341A; FR2387560B1; GB1588193A

Description

Dr. Ing. E. Liebau L I E B A U & LIEBAU Dipl. Ing. G. Liebau

Patentanwalt (1935-1975) Patentanwalt

Birkenstrasse 39 ir · D-8900 Augsburg 22

Paionian'.v.iiie Liebau & bebau -fte- D-a900 Augsburg 22 Telefon (0821) Ö7G089 · cables: elpatent augsburg

Birkenstr33se 39 96096

Ihr Zeichen: _i .. t^ _...-. your/votre ref

The Marconi Company Limxted

Bush House, Aldwych ,, _.. _u ,. ,.. , .

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London W.C.2 / England

Datum:

Standard Telephones & Cables Limited

190 Strand

London W.C.2 / England

Verfahren und Einrichtung zum Aufbereiten von PAL-Farbfernsehsignalen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbereiten von PAL-Farbfernsehsignalen.

Beim Aufbereiten von PAL-Farbfernsehsignalen ist es unter Umständen erforderlich, in Verbindung mit einem beliebigen vorgegebenen Teil des Fernsehsignals (des "laufenden" Signals) ein Signal zu liefern, das von einem früheren Teil des Fernsehsignals herrührt, der voraussichtlich in Form und Inhalt dem laufenden Signal ähnlich ist. Ein derartiges zusätzliches Signal kann verwendet werden, um das laufende Signal zu ersetzen, wenn es bekannt ist, daß dieses letztere Signal Fehler enthält, oder einen Vergleich für ein Differenz-Codiersystem zu liefern, oder, wie in unserer deutschen Patentanmeldung P 26 18 391.5 beschrieben, eine Bestimmung der Größe des Unterschieds der Signale zu ermöglichen. Unsere frühere Anmeldung beschreibt insbesondere eine Anordnung zur Verminderung des Einflusses des Signalrauschens, wobei von dem Eingangssignal für die laufende Teilbild- oder BiId-

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abtastung der Ausgang für die vorhergehende Abtastung abgezogen wird, so daß sich ein Differenzsignal ergibt. Man geht davon aus, daß Teile mit niedriger Amplitude in diesem Signal Rauschen darstellen und gedämpft werden, während Teile mit hoher Amplitude als Änderungen in Bilddetails angesehen und nicht gedämpft werden. Das auf diese Weise modifizierte Differenzsignal wird dann wieder zu dem Ausgangssignal der vorhergehenden Abtastung addiert, so daß sich ein Ausgangssignal für die laufende Abtastung ergibt, bei dem die Rauschwirkungen subjektiv verkleinert sind.

Wird das System unmittelbar bei einem codierten PAL-Farbbildsignalgemisch angewendet, so muß dafür gesorgt werden, daß die beiden zur Bildung des Differenzsignals durch Subtraktion benutzten Signale schon an sich gleiche Form haben. Anderenfalls gibt das Differenzsignal Änderungen des Bildinhalts nicht richtig wieder, sondern umfaßt auch Komponenten, die auf Unterschiede der Signalform zurückzuführen sind.

Undiese Schwierigkeiten zu überwinden, ist nach unserer älteren Anmeldung (vgl. deren Fig. 7) eine Art Prädiktor vorgesehen, der benutzt werden kann, um das von der vorhergehenden Abtastung herrührende Signal zu modifizieren, damit es in die gleiche Form umgewandelt wird, die das Signal der laufenden Abtastung hat. Insbesondere trennt dieser Prädiktor die Luminanzkomponente und die Chrominanzkomponente des PAL-Signalgemisches, ändert die Phase der Chrominanzkomponente und vereinigt diese wieder mit der Luminanzkomponente.

Ein derartiges Vorgehen ist kompliziert und kann zu einem Güteabfall führen, wenn nicht sehr sorgfältig vorgegangen Wird.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man eine viel einfachere Schaltung anwenden kann. Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß in einem gleichfarbigen Bereich die Phase des Farbhilfsträgers eines 625-Zeilen-PAL-Signals für die laufende Zeile innerhalb einer Genauigkeit von 0,0016 Perioden mit derjenigen des Signals für die 624 Zeilen früher liegende Zeile übereinstimmt. Daher kann, soweit es den Chrominanzteil des Signals betrifft, das genau 624 Zeilen früher auftretende Signal als gute Prädiktion für das laufende Signal verwendet werden.

Die Erfindung sieht danach ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbereiten von 625-Zeilen-PAL-Farbfernsehsignalen vor, bei welchem Verfahren und bei welcher Einrichtung in Verbindung mit jeder Zeile des Signals ein damit zu verwendendes zusätzliches Signal geliefert wird, wobei das zusätzliche Signal im wesentlichen aus der Luminanzkomponente eines Signals, das dem um 625 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht, und der Chrominanzkomponente eines Signals gebildet wird, das praktisch dem um 624 Zeilen vor der laufenden Zeile aufgetretenen Signal entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Chrominanzkomponente gebildet, indem von dem 624 Zeilen vor der laufenden Zeile auftretenden Signal das Signal subtrahiert wird, das 626 Zeilen vor der laufenden Zeile auftritt. Das 626 Zeilen früher liegende Signal ist hinsichtlich der Chrominanzkomponente gegenphasig zu dem 624 Zeilen früher liegenden Signal, so daß es nach der Umkehrung mit dem 624 Zeilen früher liegenden Signal und daher mit dem laufenden Signal praktisch gleichphasig ist.

Die Erfindung wird nun anhand von durch die Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben; die Fig. 1 und 2 geben jeweils als Blockschaltbild eine Ausführungs-

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form der Erfindung wieder.

Die Schaltung nach Fig. 1 besitzt einen Eingang 10 und geht von dem Vorhandensein einer 624-Zeilen-Verzögerungsleitung 12 aus. Diese Verzögerungsleitung kann getrennt von der Schaltung angeordnet oder als Teil einer anderen Signalaufbereitungseinrichtung ausgebildet sein, beispielsweise einer Einrichtung gemäß unserer früheren Anmeldung. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 12 wird einer 1-Zeilen-Verzögerungsleitung 14 zugeführt. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 14 wird in einem Subtrahierglied 16 vom Eingang der Verzögerungsleitung 14 subtrahiert; der Ausgang des Subtrahiergliedes 16 gelangt zu einem Bandfilter 18, das auf die Farbhilfsfreguenz zentriert ist und sich über das Chrominanzfrequenzband erstreckt. Ein Addierglied 20 nimmt den Ausgang des Filters 18 sowie - über eine Verzögerungsleitung 22, die in dem Filter auftretende Verzögerungen kompensiert - den Ausgang der 1-Zeile-Verzögerungsleitung 14 auf. Die Ausgangsgröße 24 des Addiergliedes 20 stellt den Schaltungsausgang dar.

Das Eingangssignal wird gegenüber der laufenden Abtastung in der Verzögerungsleitung 12 um 624 Zeilenperioden verzögert. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 14 ist um 625 Zeilenperioden verzögert. Für unterhalb des Chrominanzbandes liegende Frequenzen hat das Bandfilter 18 die Durchlässigkeit Null. Für innerhalb des Chrominanzbandes liegende Frequenzen hat das Filter die Durchlässigkeit 1. Für diese Frequenzen besteht der Filterausgang aus dem um 624 Zeilen verzögerten Signal, abzüglich des um 625 Zeilen verzögerten Signals. Dieser Filterausgang wird in dem Addierglied 20 zu dem um 625 Zeilen verzögerten Signal addiert, das auf diese Weise aufgehoben wird, so daß das um 624 Zeilen verzögerte Signal übrigbleibt.

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Der sich ergebende Ausgang besteht somit aus einem PAL-Signal, das im Bereich des Chrominanzfrequenzbandes aus einem Signal besteht, das dem 624 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht und das im Bereich des Hauptluminanzbandes, d.h. des Bandes unterhalb des Chrominanzbandes, aus einem Signal besteht, das dem 625 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht.

Die Schaltung nach Fig. 1 kann versagen, wenn beträchtliche vertikal verlaufende Chrominanz- oder diagonal verlaufende Luminanzeinzelheiten auftreten. Bei der Anwendung in dem System nach unserer früheren Anmeldung bedeutet das keine ernsthafte Schwierigkeit, vorausgesetzt, daß sie schnell vorübergehen, weil der Prädiktionsfehler durch die räumliche Mitteilung des Bewegungsdetektors eingeebnet wird.

Wesentlicher ist, daß die räumliche Verschiebung der Hochfrequenzprädiktion dazu führt, daß das Eigenrauschen (nach der Rauschverminderung) mit einerGeschwindigkeit von zwei Bildzeilen je Bild oder 12,5 see je Bildhöhe aufsteigt. Dadurch wird das Rauschen stärker und störend sichtbar. Das gilt nur für das Rauschen in dem Chrominanzband, wodurch nach der Demodulation Horizontalfrequenz-Chrominanzrauschen entsteht. Das übrige Eigenrauschen ist stationär, und daher hängt das Ausmaß der Störung von dem Anteil der Video-Bandbreite ab, die von dem Durchlaßbereich des Filters 18 beansprucht wird.

Um diese Schwierigkeit und das Problem einer schlechten Prädiktion für vertikale Chrominanzeinzelheiten zu beheben wird die in Fig.2 gezeichnete abgewandelte Schaltung vorgeschlagen. Der Eingang 30 dieser Schaltung führt zu einer 624-Zeilen-Verzögerungsleitung 32, die der Verzögerungsleitung 12 aus Fig. 1 entspricht. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 32 ist mit zwei reihengeschalteten 1-Zeile-Verzö-

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gerungsleitungen 34 bzw. 36 verbunden, die Signale liefern, die um 625 bzw. 626 Zeilen verzögert sind. Ein halbierendes Subtrahierglied 38 subtrahiert das um 626 Zeilen verzögerte Signal aus der Verzögerungsleitung 36 von dem um 624 Zeilen verzögerten Signal aus der Verzögerungsleitung 32. Die Chrominanzkomponente des um 626 Zeilen verzögerten Signals ist um 180 phasenverschoben gegenüber derjenigen des um 624 Zeilen verzögerten Signals, und die Chrominanzkomponente des resultierenden Signals hat demnach die der laufenden Zeilen eigene Phase. Dieses Signal stellt somit eine Chrominanz -Prädiktion dar, die hinsichtlich Geometrie und Phase für die laufende Abtastung richtig ist.

Dieses Signal wird dann, wie bei der Schaltung nach Fig. 1, einem Subtrahierglied 40, in dem von ihm das um 625 Zeilen verzögerte Signal aus der Verzögerungsleitung 34 subtrahiert wird, einem dem Filter 18 entsprechenden Bandfilter 42 und einem Addierglied 44 zugeführt, das ausserdem das um 625 Zeilen verzögerte Signal über eine kompensierende Verzögerungsleitung 46 aufnimmt. Die Ausgangsgrösse 48 des Addiergliedes 44 stellt den Schaltungsausgang dar. Für innerhalb des Chrominanzbandes liegende Frequenzen, bei denen die Durchlässigkeit des Filters 42 den Wert 1 hat, wird das um 625 Zeilen verzögerte Signal subtrahiert und dann wieder addiert. Die Prädiktion besteht also aus der Ausgangsgröße des Subtrahiergliedes 38. Ausserhalb des Chrominanzbandes ist die Prädiktion das um 625 Zeilen verzögerte Signal.

Aus dem Obengesagten ergibt sich, daß die durch Subtraktion der Zeile n-626 von der Zeile n-624 erzeugte Chrominanz eine für die Zeile η passende Phase aufweist. Daher ist keine PAL-Modifikation erforderlich, und die Chrominanz entspricht sowohl geometrisch als auch phasenmässig dem Signal in Zeile n. Da die Chrominanz-Prädiktion aus Punkten gewonnen ist, die gleichen Abstand oberhalb und unter-

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halb der laufenden Abtastung haben, entsteht keine Nettobewegung des Chrominanz-Eigenrauschens.

Der Prädiktor kann fehlerhaft sein, wenn in der durch das Bandfilter definierten Chrominanz region zeüensynchronisierte Luminanz auftritt, denn dann stellt der Ausgang des Subtrahiergliedes 38, der eine Differenz zwischen zwei Teilen ist, eine schlechte Prädiktion dar. Beispielsweise würde eine scharfe Vertikalkante ein solches Signal hervorrufen. Ein derartiger vorübergehender Verlauf würde wiederum durch die Schaltung nach unserer früheren Anmeldung eingeebnet, aber zeüensynchronisierte Hochfrequenzgitter würden keine Rauschverrainderung erfahren. Vertikale Chrominanzübergänge würden jedoch rauschvermindert werden, weil für jene der Ausgang des Subtrahiergliedes 38 eine gute Prädiktion wäre. Allgemein versagt der Prädiktor in den Gebieten, die normalerweise einen umfassenden Cross-Color-Effekt hervorrufen. Das ist aber nicht als schwerwiegend anzusehen.

Wird eine digitale Ausführung benutzt, ist es sehr zweckmässig, die Abtaststruktur zeilensynchronisiert auszuführen, anderenfalls müßte eine Interpolation vorgesehen werden.

Die beschriebene Einrichtung kann auch in anderen Systemen als bei dem Gegenstand unserer früheren Anmeldung eingesetzt werden, z.B. für zeitliche DPCM (Differenz-Puls-Modulation), Verbergen von Fehlern und Bildstillstand, wobei der vollständige 8-Teilbilder-PAL-Zyklus aus nur zwei gespeicherten Teilbildern erzeugt werden muß.

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Claims

Ansprüche

(1.JVerfahren zum Aufbereiten von 625-Zeilen-PAL-Farbfernsehsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit jeder Zeile des Signals ein damit zu verwendendes zusätzliches Signal geliefert wird, und daß das zusätzliche Signal im wesentlichen aus der Luminanzkomponente eines Signals, das dem um 625 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht, und der Chrominanzkomponente eines Signals gebildet wird, das praktisch dem um 624 Zeilen vor der laufenden Zeile aufgetretenen Signal entspricht.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung, die in Verbindung mit jeder Zeile des Signals ein damit zu verwendendes zusätzliches Signal liefert, das im wesentlichen aus der Luminanzkomponente eines Signals, das dem um 625 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht, und der Chrominanzkomponente eines Signals gebildet ist, das praktisch dem um 624 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal entspricht.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltung Elemente umfaßt, in denen von dem um 624 Zeilen vor der laufenden Zeile liegenden Signal das Signal subtrahiert wird, das um 626 Zeilen vor der laufenden Zeile liegt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Schaltungselemente eine mit einer Eingangsklemme (10) verbundene 624-Zeilen-Verzögerungsleitung (12) umfassen, ferner eine mit der 624-Zeilen-Verzögerungsleitung (12) verbundene 1-Zeilen-Verzögerungsleitung (14), ein an die Ausgänge der beiden Verzögerungsleitungen angeschlossenes Subtrahierglied (16), ein an den Ausgang des Subtrahiergliedes (16) und den Ausgang der 1-Zeile-Verzögerungsleitung (14) angeschlossenes Chrominanz-Bandfilter (18) sowie ein an den Ausgang des Filters (18) und den Ausgang der 1-Zeile-Verzögerungsleitung (14) angeschlossenes Addierglied (20) .
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung eine mit einer Eingangsklemme (30) verbundene 624-Zeilen-Verzögerungsleitung (32) aufweist, eine mit der 624-Zeilen-Verzögerungsleitung (32) verbundene erste Verzögerungsleitung (34), eine mit der ersten 1-Zeile-Verzögerungsleitung (34) verbundene zweite 1-Zeile-Verzögerungsleitung (36), eine mit dem Ausgang der 624-Zeilen-Verzögerungsleitung (32) und dem Ausgang der zweiten 1-Zeile-Verzögerungsleitung (36) verbundenes halbierendes Subtrahierglied (38), einen mit dem Ausgang des halbierenden Subtrahiergliedes (38) und dem Ausgang der ersten 1-Zeile-Verzögerungsleitung (34) verbundenes Subtrahierglied (40),

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ein mit dem Ausgang des Subtrahierglieds (40) verbundenes Chrominanz-Bandfilter (42) und ein mit dem Ausgang des Filters (42) und dem Ausgang der ersten 1-Zeile-Verzögerungsleitung (34) verbundenes Addierglied (44).

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