DE1462775B2

DE1462775B2 - Schaltungsanordnung zur vertikalen aperturkorrektur eines fernsehsignals

Info

Publication number: DE1462775B2
Application number: DE19661462775
Authority: DE
Inventors: George Dewar Tadworth Surrey Monteath (Großbritannien)
Original assignee: The Marconi Company Ltd.; Standard Telephones & Cables Ltd.; London
Priority date: 1965-05-03
Filing date: 1966-04-27
Publication date: 1971-10-21
Also published as: NL6605602A; US3444318A; DE1462775A1; GB1110319A

Description

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Schaltungsanordnung zur vertikalen Aperturkorrek- Ausgangssignal der ersten Verzögerungsvorrichtung

tür eines Fernsehsignals mit einer ersten Addier- und/ addiert wird.

oder Subtrahierstufe, die über eine Verzögerungsschal- Eine weitere Schaltungsanordnung zur vertikalen

tung mit einer zweiten Addier- und/oder Subtrahier- Aperturkorrektur ist in der USA.-Patentschrift2971053

stufe verbunden ist, wobei die Verzögerungsschaltung 5 enthalten, und diese Schaltungsanordnung stellt eine

eine Verzögerungsleitung enthält, die eine Verzögerung Verbesserung gegenüber den vorgenannten dar und ist

von einer oder mehreren Zeilenperioden bewirkt, und nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschrieben,

das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung nach Bei dieser verbesserten Schaltungsanordnung wird nur

Dämpfung und Subtraktion von dem Eingangssignal eine Verzögerungsvorrichtung verwendet; sie kann

die Verzögerungsleitung nochmals durchläuft und wo- io definiert werden als Schaltungsanordnung zur vertika-

bei ferner das Eingangssignal nach entsprechender len Aperturkorrektur eines Eingangsfernsehsignals mit

Dämpfung von dem Ausgangssignal der Verzögerungs- einer ersten Addier- und/oder Subtrahierstufe, die über

leitung subtrahiert wird. eine Verzögerungsschaltung mit einer zweiten Addier-

Der Aperturkorrektor von Fernsehsignalen besteht und/oder Subtrahierstufe verbunden ist, wobei die in der Korrektur (praktisch nur in der teilweisen Korrek- 15 Verzögerungsschaltung eine Verzögerungsleitung enttur) der durch die endliche Größe und nicht einheit- hält, die eine Verzögerung von η Zeilenperioden (mit η liehen Flußverteilung des Abtastpunktes sowohl in der eine niedrige ganze Zahl) bewirkt, und das Ausgangs-Kamera als auch bei dem Wiedergabeschirm erzeugten signal der Verzögerungsleitung nach Dämpfung und Verzerrung. Die Art der Fernsehabtastung in horizonta- Subtraktion von dem Eingangssignal die Verzögelen Zeilen erfordert vollständig verschiedene Maßnah- 20 rungsleitung nochmals durchläuft und wobei ferner das men bezüglich der Probleme der Aperturkorrektur in Eingangssignal nach entsprechender Dämpfung von horizontaler und vertikaler Richtung. Die Verwendung dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung subtraeiner horizontalen Aperturkorrektur ist allgemein be- hiert wird.

kannt, und diese Korrektur wird bei den meisten Ein Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung

Fernsehsystemen angewendet. Die Anwendung einer 25 besteht darin, daß bei fehlender Vertikalinformation in

vertikalen Aperturkorrektur hat sich in den letzten einem durch das Eingangsfernsehsignal dargestellten

Jahren infolge der Entwicklungen auf dem Gebiet der Bild die Amplitude des Signals, das zur Korrektur die-

Breitbandultraschallverzögerungsleitungen als 'prakti- nen soll, nicht Null ist, und daß die mittlere Helligkeit

kabel erwiesen. Hier sollen die Anwendungen der Er- des korrigierten Bildes mit der Größe der angewendeten

findung auf dem Gebiete der Aperturkorrektur in bezug 30 Vertikalaperturkorrektur sich ändert,

auf die vertikale Aperturkorrektur und nicht auf Aufgabe der Erfindung ist es, gerade diese Nachteile

die horizontale Aperturkorrektur beschrieben wer- zu vermeiden,

den. Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß eine

Eine praktische Methode der vertikalen Apertur- dritte Addier- und/oder Subtrahierstufe vorgesehen korrektur wurde zuerst von W.G.Gibson und 35 ist, deren Eingänge mit den beiden Enden der Ver-A. C. Schroeder vorgeschlagen, die von diesen in zögerungsleitung verbunden sind und deren Ausgang dem Aufsatz »A Vertical Aperture Equalizer for Tele- (X) mit jeweils einem Eingang der ersten und zweiten vision«, Journal of the S. M. P. T. E., Vol. 69, Nr. 6, Addier- und/oder Subtrahierstufe verbunden ist.
S. 359 bis 401, Juni 1960, beschrieben wurde. Ein Bei- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine spiel dieser bekannten Art eines vertikalen Apertur- 40 Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen des Differenzkorrektors wird nachstehend im einzelnen unter Bezug- signals vorgesehen. Wenn das Differenzsignal durch nähme auf die F i g. 1 der Zeichnungen beschrieben. Subtraktion des Eingangssignals von dem die Verzöge-Die Arbeitsweise umfaßt die Kombination von von drei rungsvorrichtung verlassenden Signal erhalten wird, aufeinanderfolgend abgetasteten Zeilen abgeleiteten dann muß das zu dem Eingangssignal zur Verzögeinformationen des gleichen Fernsehteilbildes, und be- 45 rungsvorrichtung addierte Signal die Inversion des kannte Schaltungen zur Durchführung dieses Korrek- gedämpften Differenzsignals sein. Wenn andererseits turverfahrens schließen die Verwendung von zwei Ver- das Differenzsignal durch Subtraktion des die Verzögerungsvorrichtungen ein. zögerungsvorrichtung verlassenden Signals von dem

Andere bekannte Schaltungsanordnungen zur verti- Eingangssignal ist, dann muß das zum Eingangssignal

kalen Aperturkorrektur sind in der USA.-Patentschrift 50 zur Verzögerungsvorrichtung addierte Signal das ge-

3 030 440 und in der Zeitschrift »radio mentor«, 1965, dämpfte Differenzsignal sein.

H. 2, S. 124 bis 126, beschrieben. Die Anordnung nach Ausführungsbeispiele der Erfindung für das Gebiet

der.USA.-Patentschrift verwendet eine Vielzahl von in der vertikalen Aperturkorrektur werden nun an Hand

Reihe geschalteten Verzögerungsvorrichtungen, die der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

eine nach der anderen ein Eingangsfernsehsignal emp- 55 F i g. 1 ein Blockschaltbild eines bisher bekannten

fangen und deren Ausgangssignale in gewählten Ver- vertikalen Aperturkorrekturs,

hältnissen gedämpft und mit gewählten Anteilen des F i g. 2 ein Blockschaltbild eines weiteren bekannten

Eingangssignals kombiniert werden. Bei der Schaltungs- vertikalen Aperturkorrektors,

anordnung nach »radio mentor« wird das Eingangs- F i g. 3 ein Blockschaltbild eines Ausf ührungsbei-

fernsehsignal hintereinander durch zwei Verzögerungs- 60 spiels der Erfindung und

vorrichtungen geleitet, die eine Verzögerung besitzen, F i g. 4 eine Modifikation des Ausführungsbeispiels die gleich einer Zeilenperiode des Signals ist; durch gemäß F ig. 3.

Substrahieren des Eingangssignals und des Ausgangs- F i g. 1 zeigt den bekannten vertikalen Apertursignals von der zweiten Verzögerungsvorrichtung von korrektur, wie er von W. G. G i b s ο η und A. C. dem Ausgangssignal der ersten Verzögerungsvorrich- 65 Schroeder auf den Seiten 398 und 399 der getung und Hindurchschicken des sich ergebenden Signals nannten Druckschrift beschrieben ist. Die vertikale durch ein Tiefpaßfilter und ein variables Dämpf ungs- Aperturkorrektur wird dadurch erreicht, daß von jeder glied wird ein Korrektursignal gebildet, das zu dem Zeile eines Eingangsfernsehsignals ein Bruchteil der

unmittelbar vorhergehenden Zeile und der unmittelbar folgenden Zeile subtrahiert wird. (Bei der beispielsweisen Diskussion der Verarbeitung einer bestimmten Zeile sei diese als Hauptabtastzeile bezeichnet.)

Die Schaltung gemäß F i g. 1 bewerkstelligt auch die Addition eines Bruchteils (gleich dem Zweifachen des vorstehend genannten Bruchteils) der Hauptabtastzeile zum endgültigen Ausgangssignal. Der Grund für diese Addition ist der, daß im Falle keiner Helligkeitsänderung längs einer vertikalen Zeile eines Fernsehteilbildes es wünschenswert ist, daß die Gesamthelligkeit einer derartigen vertikalen Zeile nicht durch Subtraktion eines Bruchteils von benachbarten Zeilen von jeder Abtastzeile reduziert wird. Durch Addition eines Teiles jeder Hauptabtastzeile zum Korrektursignal des vertikalen Aperturkorrektors bleibt die Gesamthelligkeit einer derartigen vertikalen Zeile erhalten. Die genaue Wirkung der verschiedenen Teile des Korrektursignals ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bekannten Schaltung gemäß F i g. 1.

Drei aufeinanderfolgende Zeilen e_n-₂, e_n-\ und e_n eines Eingangsfernsehsignals werden einer Eingangsklemme 11 zugeführt. Zu dem in F i g. 1 gezeigten Zeitpunkt wird der Beginn der Zeile e_n an die Eingangsklemme 11 gelegt. Die Zeile e_n wird einer Verzögerungsvorrichtung 12 zugeführt, die die- ihr zugeführten Signale um eine Zeilenperiode verzögert."Das die Verzögerungsvorrichtung 12 verlassende Signal entspricht der Zeile e_n-_x, die in diesem Beispiel als Hauptabtastzeile betrachtet sei.

Die Zeile e_n wird auch von der Eingangsklemme 11 einer zweiten Verzögerungsvorrichtung 13 zugeführt, die ihr zugeführte Signale um zwei Zeilenperioden verzögert. Die Verzögerungsvorrichtung 13 führt die Zeile e_n-2 einem Addierer 14 zu, wo diese Zeile zu der Zeile e_n addiert wird. Das kombinierte Signal wird dann in einem Inverter 15 invertiert, und es ergibt sich ein Signal, dessen Polarität entgegengesetzt zu der des kombinierten Signals e_n + e»-₂ ist.

Die Hauptabtastzeile wird einem Verstärker 16 zugeführt, der die Amplitude des Signals verdoppelt und das resultierende Signal (2e_n—d einem Addierer 17 zuführt, wo es zu dem invertierten kombinierten Signal vom Inverter 14 addiert wird. Das resultierende Signal kann dann mathematisch ausgedrückt werden durch

2e_n—_L — e_n — e_n-2.·

Dieses Signal wird um einen Dämpfungsfaktor k in einer Dämpfungsvorrichtung 18 gedämpft, und es ergibt sich ein Korrektursignal, das ausgedrückt werden kann durch

k(2e_n-i — e_n — e_n-i) ■

Das Korrektursignal wird in einem Addierer 19 zu der Hauptabtastzeit e_n-\ addiert, und der Addierer gibt ein endgültiges korrigiertes Ausgangssignal an eine Ausgangsklemme 20 ab, das ausgedrückt werden kann durch

k(2e_n~₁ — e_n

Es zeigt sich somit, daß im Falle einer vertikalen Linie konstanter Helligkeit (oder eines Gesamtbildes konstanter Helligkeit) die Ausdrücke e_n, e_n-\ und e_n-i die gleichen Werte haben, so daß sich als korrigiertes Ausgangssignal e_n—i ergibt, das von der Korrektür beeinflußt ist.

Bei den bisher bekannten vertikalen Aperturkorrektoren, etwa solchen gemäß Fig. 1, war es notwendig, zwei Verzögerungsvorrichtungen zu verwenden, um die erforderlichen Bestandteile des Korrektursignals zu erstellen.

Bei der Schaltung gemäß F i g. 2, die eine bekannte Möglichkeit der vertikalen Aperturkorrektur darstellt, wird eine Folge von Zeilen e_n-₂, e_n-\ und e_n usw. einer Eingangsklemme 21 zugeführt. Zu dem in F i g. 2 gezeigten Zeitpunkt liegt der Beginn der Zeile e_n an der Klemme 21. Die Zeile e_n wird durch einen Addierer 22 einer Verzögerungsvorrichtung 23 mit einem Verzögerungswert von einerZeilenperiode zugeführt. Der Hauptteil des die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassenden Signals besteht aus der Zeile e»-^ die als Hauptabtastzeile betrachtet sei und die durch einen weiteren Addierer 24 einer Ausgangsklemme 25 zugeführt wird. Das Ausgangssignal von der Verzögerungsvorrichtung 23 wird auch über einen Inventer 26 und eine Dämpfungsvorrichtung 27 (mit einem Dämpfungsfaktor k) dem Addierer 22 zugeführt, wo das gedämpfte Signal zu dem Eingangssignal, bestehend aus der Zeile e_n, addiert wird. Es zeigt sich somit, daß ein Teil des von der Verzögerungsvorrichtung 23 dem Inverter 26 zugeführten Signals weiterhin durch den Rück-' kopplungskreis rezirkuliert, wobei es bei jedem Durchlauf durch die Dämpfungsvorrichtung 27 schwächer wird. Diese Rezirkulation führt unerwünschte Bestandteile von Zeilen e_n-₃, e»-₄, e_n~_z usw. ein und erzeugt in dem endgültigen Fernsehbild als »Flimmern« bekannte Effekte an den unteren Kanten diagonaler und horizontaler Übergänge in dem Bild. Dieses Flimmern wird von der Größe des Dämpfungsfaktors k abhängen und deshalb größer werden, wenn der Betrag der angewandten vertikalen Aperturkorrektur wächst.

In der nachfolgenden Beschreibung der F i g. 2 und 3 wird angenommen, daß jedes mehr als einmal durch eine Dämpfungsvorrichtung laufende Signal von vernachlässigbarer Größe- ist. Das die Dämpfungsvorrichtung 27 verlassende Signal kann somit als — k e_n-₁ dargestellt werden, und das die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassende Signal ergibt sich als

e-η,-ι — k e_n-₂.

Das aus der Zeile e_n bestehende Signal wird auch über einen weiteren Inverter 28 einer Dämpf ungsvorrichtung 29 (ebenso mit einem Dämpfungsfaktor k) zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Dämpfungsvorrichtung 29 kann als — k e_n bezeichnet werden und wird dem Addierer 24 zugeführt, wo es zu dem Ausgangssignal der Verzögerungsvorrichtung 23 addiert wird und ein endgültiges, korrigiertes Ausgangssignal von folgender Zusammensetzung darstellt:

en-x — k (e_n + e_n-₂).

Die die Elemente 26, 27 und 22 und 28, 29 und 24 enthaltenden Seitenzweige stellen bei dieser Ausführungsform eine Korrekturschaltung dar.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 2 zeigt sich, daß kein Bestandteil der Hauptabtastzeile e_n-x einen Teil des Korrektursignals bildet. Wenn somit in dem Bild keine vertikale Information enthalten ist, dann ist die Amplitude des Korrektursignals nicht Null, und die durchschnittliche Helligkeit des korrigierten Bildes ändert sich mit dem Betrag der angewandten vertikalen Aperturkorrektur. Dieser Nachteil wird bei der Schaltung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 3 vermieden, bei der bestimmte Schaltungselemente wie in der Schaltung gemäß F i g. 2 arbeiten und deshalb auch mit den gleichen Bezugszeichen ver-

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sehen, sind. Die Elemente sind gegenüber der Schaltung in F i g. 2 verschieden zusammengeschaltet, und die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: '■■

Die Zeile e_n wird von der Eingangsklemme 21 durch den Addierer 22 der Verzögerungsvorrichtung 23 zugeführt. Das die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassende Signal (hauptsächlich aus der Hauptabtastzeile e_n-i bestehend) wird durch den Addierer 24 an die Ausgangsklemme 25 gelegt. Bisher ist die Schaltung die gleiche wie nach F i g. 2.

Der Addierer 30 und der Inverter 26 bilden die Differenz des Eingangssignals und des die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassenden Signals und führen das Differenzsignal der Dämpfungsvorrichtung 27 zu. Das gedämpfte Signal wird in dem Addierer 22 zu der Zeile e_n addiert und in dem Inverter 28 invertiert und ferner in dem Addierer 24 zu dem die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassenden Signal addiert.

Wird nun wiederum angenommen, daß jegliche durch die Dämpfungsvorrichtung mehr als einmal laufende Signale eine vernachlässigbare Größe haben, dann können die in den verschiedenen Teilen der Schaltung auftretenden Signale, wie in F i g. 3 angeführt, bezeichnet werden. Insbesondere kann das die Verzögerungsvorrichtung 23 verlassende Signal dargestellt werden als

e_n-i + k {e-n-i — e_n-₂),

und der Teil des Korrektursignals, der in dem Addierer 24 zu diesem Signal addiert wird, ergibt sich als

k(e_n-i — e_n).

Das endgültige Ausgangssignal an der Klemme 25 kann als Summe dieser beiden. Signale dargestellt werden und ist somit

e_n-i + k (Ie_n-! — en — e_n-₂) ■

Diese Schaltung hat genau die gleiche Wirkung wie die Schaltung gemäß F i g. 2, wenn beide Schaltungen richtig eingestellt sind. Sie ist jedoch wesentlich leichter zu justieren, da eine Veränderung der Dämpfungsvorrichtung, die den Korrekturgrad bestimmt, keine Wirkung auf die durchschnittliche Helligkeit des Bildes hat.

Ein weiterer Vorteil der Schaltung gemäß F i g. 3 liegt darin, daß an dem mit X angezeigten Punkt eine Schaltung eingefügt werden kann, mit der die angewandte Korrektur modifiziert werden kann, ohne daß das Bild an Stellen, wo keine vertikalen Details auftreten, in irgendeiner Weise verändert wird. So ist es manchmal vorteilhaft, ein Tiefpaßfilter oder eine Bandsperre bei X einzusetzen, damit bei Anwendung des Korrektors auf Farbsignale eine Modifizierung dieser Farbsignale vermtedenwird. Andererseits kann auch, ein nichtlineares Netzwerk zur Unterdrückung schwacher Signale bei X eingefügt werden, um in gleichmäßigen Flächen durch die Korrektur hervorgerufene Geräusche zu vermeiden. Eine derartige Anordnung entspricht der »Versteilerung« (crispening), die eine bekannte Methode zur Verbesserung horizontaler Einzelheiten bei der Verarbeitung von Fernsshsignalen darstellt. '"

Statt die Zeile e_n in der Eingangsklemme 21 dem Addierer 30 zuzuführen, kann das Eingangssignal zum Addierer 30 auch von einem Punkt zwischen dem Addierer 22 und der Verzögerungsvorrichtung 23 oder 23' abgenommen werden. Ferner ist es möglich, das Eingangssignal zum Inverter 26 an einem Punkt zwischen dem Addierer 24 und der Ausgangsklemme 25 abzugreifen, anstatt es von einem Punkt zwischen der Verzögerungsvorrichtung 23 oder 23' und dem Addierer 24 zu nehmen. Diese Änderungen ergeben, lediglieh Schaltungsvarianten, bringen jedoch keine beachtlichen Änderungen in der Arbeitsweise dar Schaltung mit sich.

Ein Nachteil der Anordnung gemäß F i g. 3 besteht darin, daß bsi der obenerwähnten Anwendung eines

ίο Filters, z. B. zur Geräuschreduzierung oder Beeinträchtigung des Farbsignals, beim Farbfernsehen keine Möglichkeit besteht, die durch ein derartiges Filter hervorgerufene Verzögerung zu korrigieren. Diese Schwierigkeit kann mittels einer geringfügig modifizierten Ausführungsform der F i g. 3, wie sie in F i g. 4 gezeigt wird, überwunden werden. Gleiche Teile in den beiden Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In F i g. 4 ist bei X eine Vorrichtung, beispielsweise ein Tiefpaßfilter, gezeigt, das eine Zeitverzögerung T bewirkt, die klein im Vergleich zu einer Zeilenperiode ist. Zur Kompensation dieser Verzögerung wird die Verzögerung der Hauptverzögerungsvorrichtung 23' · geringfügig verringert, nämlich um einen Wert, der gleich ist einer Zeilenperiode minus T. Zusätzliche Verzögerungsvorrichtungen 31 und 32, die eine Verzögerung T einführen, werden auf der Eingangs- und Ausgangsseite der Hauptverzögerungsvorrichtung 23' vorgesehen. Die Verzögerung des Hauptsignals bei 25 beträgt nun eine Zeilenperiode plus T. Alle Bestandteile des Korrektursignals sind nun in bezug auf das Hauptsignal in richtiger zeitlicher Beziehung.

Es ist ersichtlich, daß viele alternative Schaltungsvarianten entworfen werden können, die die Erfindung verkörpern. Beispielsweise kann die Schaltung gemäß F i g. 3 oder 4 dadurch modifiziert werden, daß für die Eingangssignale zum Addierer 30 von geringfügig unterschiedlichen Punkten längs des Hauptzweiges zwischen der Eingangsklemme 21 und der Ausgangsklemme 25 abgenommen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur vertikalen Aperturkorrektur eines Fernsehsignals mit einer ersten Addier- und/oder Subtrahierstufe, die über eine Verzögerungsschaltung mit einer zweiten Addier-

. und/oder Subtrahierstufe verbunden ist, wobei die Verzögerungsschaltung eine Verzögerungsleitung enthält, die eine Verzögerung von einer oder mehreren Zeilenperioden bewirkt, und das Ausgangssignal der Verzögerungsleitung nach Dämpfung und Subtraktion von dem Eingangssignal die Verzögerungsleitung nochmals durchläuft und wobei ferner das Eingangssignal nach entsprechender Dämpfung von dem Ausgangssignal der Verzögerungsleitung subtrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Addier- und/ oder Subtrahierstufe (30) vorgesehen ist, deren Eingänge, mit den beiden Enden der Verzögerungsleitung (F i g. 3, 23; Fi g. 4, 23') verbunden sind, und deren Ausgang (X) mit jeweils einem Eingang der ersten und zweiten Addier- und/oder Subtrahierstufe (22, 24) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (X) über ein veränderbares Dämpfungsglied (27) mit jeweils einem Eingang der ersten und zweiten Addier- und/ oder Subtrahierstufe (22, 24) verbunden ist.