DE2845533A1

DE2845533A1 - Vorrichtung zum zerlegen eines farbvideosignals

Info

Publication number: DE2845533A1
Application number: DE19782845533
Authority: DE
Inventors: Nicholas Frank Maxemchuk; Dhiraj Kumar Sharma
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1977-10-20
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1979-05-03
Also published as: BE871383A; SE438231B; NL7810487A; FR2406926B1; CA1106966A; GB2007458A; SE7810539L; FR2406926A1; JPS5481028A; US4141035A; JPS6343956B2; GB2007458B; DE2845533C2

Description

BLUMBACH · WESER . BERGEN . KRAMER ZWIRNER . HIRSCH . BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÖNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (039) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsult Patentconsult Sonnenberger StraBe 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

WESTERN ELECTRIC COMPANY Maxemchuk 1-1

INCORPORATED

NEW YORK (N.Y.) 10038 USA

Vorrichtung zum Zerlegen eines Farbvideosignals

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerlegen eines ein Bild darstellenden Farbvideosignals in Luminanz- und Chrominanzkomponenten.

Es sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, um den Wirkungsgrad bei der Codierung von Farbvideosignalen zu verbessern. Bei vielen dieser Verfahren werden die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Chrominanz- und den Luminanzkomponenten des Signals zur Erzielung der gewünschten Bitratenverringerung ausgenutzt. Beispiele hierfür sind in den US-Patentanmeldungen 826025 und 826057 beschrieben. Demgemäß ist die Möglichkeit, ein zusammengesetztes Videosignal auf zweckmäßige Weise in Chrominanz- und Luminanzkomponenten zu zerlegen, sehr wichtig.

Bei bekannten Anordnungen wird die Zerlegung normalerweise mit

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München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Or. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr.jur..; G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

Hilfe von Kaminfiltern und Tiefpassfiltern erreicht, wie beispielsweise in der US-Patentschrii't 4003079 erläutert. Diese Filter sind im allgemeinen "nicht adaptiv" und behandeln alle Bereiche des Bildes auf die gleiche Weise. Das führt zu Ungenauigkeiten bei der Zerlegung, insbesondere in der Nähe der Bildecken, in denen die örtlichen Eigenschaften wesentlich von den mittleren Eigenschaften abweichen. Außerdem wird dann, wenn eine digitale Verarbeitung beteiligt ist, die Filterung mit Hilfe von Digitalfiltern erreicht, die eine verhältnismäßig große Anzahl von Multiplikationen mit allgemeinen Koeffizenten durchführen. Die Multiplizierer müssen unter Verwendung extrem schneller Schreiblesespeicher (RAM's) verwirklicht werden, wodurch die Kompliziertheit und der Aufwand steigen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Schwierigkeiten zu beseitigen. Sie geht dazu aus von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum räumlichen Filtern des Signals in einer ersten und zweiten Richtung zur Bildung eines ersten und zweiten Schätzwertes der Komponenten für ein bestimmtes Bildelement und eine Einrichtung, die unter Ansprechen auf die vorhergehenden Komponentenwerte einen der Schätzwerte auswählt.

Entsprechend der Erfindung ist also ein Zerlegungsverfahren vorgesehen, bei dem wenigstens zwei unabhängige Schätzwerte der Luminanz- und Chrominanzkomponenten aus wenigstens zwei unterschiedlichen Bildrichtungen unter Verwendung von zwei

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unterschiedlichen Digitalfiltern abgeleitet werden. Abhängig von den örtlichen Bildeigenschaften wird dann der beste Schätzwert gewählt. Der erste Schätzwert kann aus Bildelementen abgeleitet werden, die in der gleichen Abtastzeile wie das verarbeitete Element liegen, während der zweite Schätzwert von Bildelementen abgeleitet sein kann, die auf anderen Zeilen oberhalb und unterhalb der jeweiligen Zeile liegen. Jeder Schätzwert wird durch einen Vergleich der individuellen Komponentenwerte mit den Komponentenwerten der benachbarten Elemente verglichen. Beispielsweise kann die Differenz zwischen den geschätzten Komponentenwerten für ein gegebenes Element mit den Komponentenwerten benachbarter Elemente verglichen werden, um denjenigen Schätzwert auszuwählen, der zur kleinsten Differenz führt. Alternativ kann ein verzögertes Zerlegungsverfahren benutzt werden, bei dem alle möglichen, durch Zerlegung gewonnenen Komponentenwerte für einen oder mehrere aufeinanderfolgende Bildelemente für jede Kombination von Komponentenwerten vorhergehender Bildelemente geprüft werden und festgestellt wird, welche Kombination zum besten Ergebnis führt.

Die verschiedenen Schätzwerte der Komponentensignale für jedes Bildelement werden entsprechend der Erfindung durch "kurze" Filter erzeugt, die sich von dem gerade verarbeiteten Element in unterschiedliche Richtungen erstrecken, beispielsweise in die horizontale und die vertikale Richtung. Die Filter werden verwirklicht, indem Polynome in der jeweiligen Richtung an die Luminanz- und Chrominanzsignale angepaßt werden. Zweckmäßig

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haben die Filterkoeffizienten Vierte der allgemeinen Form (1/2) , die sich leicht durch eine kleine Anzahl von Addierern verwirklichen Iäf3t.

Es hat sich gezeigt, daß mit der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Zerlegung möglich ist, die selbst in Bildbereichen gut arbeitet, in denen sich eine oder mehrere Komponenten schnell ändern. Die Güte in gleichmäßigen Bildbereichen ist ebenfalls befriedigend. Außerdem lassen sich, wie oben angegeben, die Zerlegungsfilter leicht verwirklichen und benötigen keine schnellen Schreiblesespeicher.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Lage von Elementen eines Bildes, dessen zusammengesetztes Videosignal zerlegt wird sowie die in Verbindung mit den Luminanz- und Chrominanzwerten der verschiedenen Elemente verwendete Nomenklatur;

Fig. 2 ein Übersichtsblockschaltbild einer Zerlegungsvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 das Blockschaltbild der Verzögerungsschaltung 201 in Fig. 2;

Fig. 4 das Blockschaltbild des Vertikalfilters 202 in Fig. 2;

Fig. 5 das Blockschaltbild des Horizontalfilters 203 in Fig. 2;

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Fig. 6 das Blockschaltbild der Entscheidungsschaltung 204 in Fig. 2; -

Fig. 7 das Blockschaltbild des LuminanzSpeichers 601 in Figo 6, wenn keine verzögerte Zerlegung benutzt wird;

Fig. 8 das Blockschaltbild des Luminanzspeichers 601, wenn eine verzögerte Zerlegung verwendet wird;

Fig. 9 das Blockschaltbild der Signaländerungsschaltung in Fig. 6;

Fig. 10 das Blockschaltbild des Änderungsspeichers 611 in Fig. 6;

Fig. 11 das Blockschaltbild der Minimaländerungsschaltung 612 in Fig. 6.

Nachfolgend wird angenommen, daß ein NTSC-Fernsehsignal mit einer Frequenz abgetastet wird (mittels üblicher Vorrichtungen), die gleich dem Vierfachen der Farbträgerfrequenz ist, und daß die Phase des Abtastsignals und des Farbträgers auf geeignete Weise aneinander angepaßt sind. Abwechselnde Abtastwerte enthalten also Informationen mit Bezug auf die beiden Chroniirianzkomponenten C^ und C₂. Bei dieser Abtastfrequenz erfolgen 910 Abtastungen für jede Bildzeile.

Die hier zu verwendende Terminologie ist in Fig. 1 angegeben. In dieser Figur wird ein Bild 10 entlang einer Vielzahl von parallelen Zeilen abgetastet, beispielsweise den Zeilen 11,12, 13. Das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung wird abgetastet (mit einer Frequenz, die generell so eingestellt ist, daß sie

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gleich der vierfachen Färbträgerfrequenz ist), und jeder Abtastwert ist einem bestimmten Element des Bildes gesondert zugeordnet. Die Bildelemente sind entsprechend einem rechtwinkligen Koordinatensystem angeordnet. Es heißt dann, daß das jeweils verarbeitete Bildelement auf der £-ten Zeile in der i-ten Abtastposition liegt. Der zusammengesetzte Wert des Videosignals für dieses Element (beispielsweise das Element 21 in der Zeile 12) wird mit X(i,£) bezeichnet. Entsprechend sind die zusammengesetzten Werte des Videosignals für die nachfolgenden Bildelemente 22,23 auf der gleichen Zeile 12 die Werte X(i+1,6- ) und X(i+2,6). Der Abtastwert 24, der auf der nächsten Zeile 13 direkt unter dem Element 21 liegt, hat den zusammengesetzten Wert X(i,6+1).

Für Bildelemente auf der im Augenblick verarbeiteten Zeile 12, die dem Element 21 vorausgehen, wird das zusammengesetzte Signal X durch die Vorrichtung nach der Erfindung in eine Luminanz- und eine Chrominanzkomponente Y bzw. C zerlegt. Das Element 20, das dem Element 21 auf der Zeile 12 unmittelbar vorausgeht, hat dann die Luminanz- und die Chrominanzkomponente Y(i-1,6) bzw. C(i-l,fiO. Das Element 19, das dem Element 21 um zwei Abtastintervalle vorhergeht, hat die Komponentenwerte Y(i-2,C) und C(i-2,6). Auf der vorhergehenden Zeile hat das Element 18 (unmittelbar oberhalb des betrachteten Elements 21) die Komponentenwerte Y (i,6-l) und C(i,6-1).

V/ie oben angegeben, soll entsprechend der Erfindung X(i,£) in

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die Luminanz- und Chrominanzkomponenten Y(i,6) "bzw. C(i,ß) zerlegt werden. Ganz allgemein gesagt, wird dies dadurch erreicht, daß wenigstens zwei Schätzwerte dieser Komponenten auf der Grundlage der Werte von wenigstens zwei unterschiedlichen Elementgruppen, die das betrachtete Element umgeben, gebildet werden und der "beste" Schätzwert gewählt wird. Wenn Y(i,£) und 0(i,£) gefunden sind, so werden die Werte für I_Nund Q auf übliche Weise wie folgt berechnet:

I(i,SL) = (-1)*¹ cos (ψ) C(i,£)für i gerade und (1) QU,SL) = (-I)* sin(^-) C(i,£)für i ungerade (2)

Zur Vereinfachung bei der nachfolgenden Beschreibung enthält die erste Gruppe von Bildelementen diejenigen Elemente (19 bis 23), die auf der gleichen Zeile vor und hinter dem jeweiligen Element liegen. Die zweite Gruppe von Bildelementen kann diejenigen Elemente (18,21,24) enthalten, die oberhalb und unterhalb des jeweiligen Elementes liegen, d.h., Elemente, die Abtastwerten zugeordnet sind, welche gegen den jeweiligen Abtastwert um ganzzahlige Zeilenintervalle versetzt sind. Der erste Schätzwert kann demgemäß als Horizontalschätzwert und der zweite Schätzwert als Vertikalschätzwert bezeichnet werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere Gruppen von Bildelementen Verwendung finden können.

Entsprechend der Erfindung wird angenommen, daß die Luminanz- und Chrominanzkomponenten durch Polynome erster Ordnung bei der Bildung der Vertikalschätzelemente dargestellt v/erden, die mit

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und Cy bezeichnet werden. Es gilt demgemäß

Y_v(i_f*+k) « Y₀ + C_v(i,il+k) « (C₀

wobei K ein Maß für die Verschiebung eines Bildelementes gegen das Element X(i _tC) ist. Die Gleichungen (3) und (4) führen zu der folgenden Gruppe von Gleichungen:

1 0 1 1

-1 0 0

0 0	^yo
-1 1	^yi
1 0	^co
-1 ^ -1	^Cl

(5)

die die Lösung haben: Y_v(i,Ä)

1 4

3, 2

1 2

3.

,Ji-D

(6)

Bezüglich der Horizontalschätzwerte wird angenommen, daß die Luminanzkomponente Yrr durch ein Polynom zweiter Ordnung dargestellt wird. Aufeinanderfolgende Chrominanzkomponenten v/erden als unterschiedliche Signale (C-j und Cp) angenommen, wobei die (i-2)-te, die i-te und die (i+2)-te Komponente das Signal Cj und die (i-l)-te und die (i+l)-te Komponente das Signal C₂ sind. Jede Chrominanzkomponente wird als ein Polynom erster Ordnung angenommen. Die Darstellungen lauten demgemäß:

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(7)

Λ) = (c_a + c_bk) (-1)

(8)

C₂(i+k_fA) = (c_c + c_dfc) (-1)^K (9)

Dies führt zu der folgenden Gruppe von Gleichungen:

1	0	4	O	O	O	O	^ya"	"Y(i-2,£>"
O	-1	O	-1	1	O	O	^YB
1	O	1	O	O	O	O	^Yc
O	O	O	O	O	-1	1	^CA	C(i-1, £)
1	1	O	1	O	O	O	^CB	X(i,A)
1	2	1	O	O	1	1	^cc	XU₊I,*)
1	4	-1	-1	O	O		X(i+2_fA)

mit der Lösung:

C_E(i,Ä)

3
"8

'8

-λ 1 λ Λ

8 4 8

""8 ~ 4 "1

(10)

Y(L-2,Z) C(i-2_r&)

(11)

Die oben beschriebenen Schätzwerte werden in einem Vertikalfilter 202 und einem Horizintalfilter 203 berechnet, die in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 dargestellt sind und nachfolgend im einzelnen beschrieben werden. Diese Filter können als "räumliche Filter" bezeichnet werden, da sie mit bestimmten

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Abtastwerten abhängig von der Lage der Bildelemente arbeiten, denen die Abtastwerte zugeordnet sind. Einige Eingangssignale der Filter werden von einer Verzögerungsschaltung 201 geliefert, die ebenfalls nachfolgend beschrieben wird. Die übrigen Filtereingangsspannungen kommen von einer Entscheidungsschaltung 204 (die ebenfalls später beschrieben wird), welche die gewünschte, beste Voraussage erzeugt.

Die Verzögerungsschaltung 201 ist genauer in Fig. 3 dargestellt. Sie hat den Zweck, gleichzeitig die Abtastwerte 21,23 und 24 an die Filter 202,203 zu liefern. Die Abtastwerte lauten Χ(ί,β), X(i+2,£/),und X(i,6+1). Nimmt man an, daß jede Zeile 910 Abtastwerte enthält, so kann die Verzögerungsschaltung ein erstes Verzögerungselement 301 mit einer Verzögerung von 908 Abtastwerten und ein zweites, in Reihe mit dem ersten Element geschaltetes Verzögerungselement 302 mit einer Verzögerung von zwei Abtastwerten aufweisen. Wenn das Eingangssignal des Verzögerungselementes 301 gleich X(i,6+l) ist, d.h., der Abtastwert 24 ist, so lautet das Ausgangssignal des Verzögerungselementes 301 X(i+2,&), d.h., ist der Abtastwert 23, während das Ausgangssignal des Verzögerungselementes 302 gleich X(i,£) ist, also dem Abtastwert 21 entspricht. Das Signal X(i,£) wird dem Vertikalfilter 202 über die Leitung 220 und dem Horizontalfilter 203 über die Leitung 221 zugeführt. Das Signal X(i,£+1) wird dem Filter 202 über die Leitung 222 und das Signal X(i+2,£) dem Filter 203 über die Leitung 223 zugeführt.

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Ein Vertikalfilter 202, das der Gleichung (6) genügt, ist in Fig. 4 genauer gezeigt. Das Filter besitzt vier Eingänge 401-404, die jeweils zu einem Eingang eines zugeordneten Multiplizierers 405-408 führen. Dem Eingang 403 wird der Wert X(i,6) vom Ausgang des Verzögerungselementes 302 in Fig. 3 zugeführt. Zum Eingang 404 gelangt der Wert X(i,(/+1) vom Eingang des Verzögerung selementes 301. Die Eingänge 401 und 402 nehmen den Luminanz- und Chrominanzwert des i-ten Abtastwertes der vorhergehenden (£-1)-ten Zeile von der Entscheidungsschaltung 204 über die Verbindungsleitungen 205 bzw. 206 in Fig. 2 auf.

Gemäß Gleichung (6) haben die Multiplizierer 405,406,408 jeweils Multiplikationskoeffizienten von 1/4, während der Multiplizierer 407 einen Koeffizienten 1/2 besitzt. Da diese Koeffizienten Potenzen von 1/2 sind, werden die Multiplikationen auf einfache Weise durchgeführt, in dem die Adern mit der binären Darstellung des Multiplikanden verlagert oder verschoben werden, bevor sie miteinander in einer Folge von Addierern 409-411 kombiniert werden, derart, daß das Ausgangssignal des letzten Addierers (411) der vertikale Luminanz-Schätzwert Yy(i,0 gemäß Gleichung (6) ist. Ein weiterer algebraischer Addierer 412 im Filter gemäß Fig. 4 bildet die Differenz zwischen X(i,60 und dem Luminanz-Schätzwert Yy(i,#). Eine Prüfung von Gleichung (6) zeigt, daß diese Differenz gleich dem vertikalen Chrominanz-Schätzwert Cy(i,6) ist. Beide Schätzwerte werden der Entscheidungsschaltung 204 über die Leitungen 207,208 zugeführt.

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Ein Honrizontalfilter 203, das die Gleichung (11) erfüllt, ist genauer in Fig. 5 dargestellt. Das Filter besitzt fünf Eingänge 501-505, die je zu einem Eingang eines zugeordneten Multiplizierers 506-510 führen. Der Eingang 504 nimmt das Signal X(i,£) vom Ausgang des Verzögerungselementes 302 in Fig. 3 auf und der Eingang 505 das Signal X(i+2,£) vom Ausgang des Verzögerungselementes 301. An den Eingängen 501 und 502 stehen" der Luminanz- bzw. Chrominanzwert des (i-2)-ten Elementes der 6-ten Zeile an. Diese Werte sind mit Y(i-2,£) und C(i-2,£) bezeichnet, wobei "^A" besagt, daß die Werte im Falle der unten besprochenen verzögerten Zerlegung vorläufige Werte sind. Am Eingang 503 steht der Luminanzwert des (i-l)-ten Elementes der 6-ten Zeile an. Die drei letztgenannten Eingangssignale (501,502,503) werden von der Entscheidungsschaltung 204 über die Leitungen 209,210,211 in Fig. 2 geliefert.

Gemäß Gleichung (11) weisen die Multiplizierer 507,510 Koeffizienten 1/8 auf. Der Multiplizierer 509 besitzt einen Koeffizienten 1/4, der Multiplizierer 506 einen Koeffizienten 3/8 und der Koeffizient des Multiplizierers 508 (der nur zur Parallelität benötitgt wird) ist 1. Die Ausgangssignale der Multiplizierer werden in einer Folge von Addierern 511-514 algebraisch kombiniert. Die Addierer addieren die Ausgangssumme der Multiplizierer 507-510 und subtrahieren von der Summe das Ausgangssignal des Multiplizierers 506. Das Ausgangssignal des letzten Addierers (514) ist der in Gleichung (11) definierte horizontale Luminanz-Schätzwert Yrr(i,£). Ein zusätzlicher algebraischer

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Addierer 515 im Filter gemäß Fig. 5 bildet die Differenz zwischen X(i,^) und dem Luminanz-Schätzwert Χττ(ΐ,β'). Eine" Prüfung von Gleichung (11) zeigt, daß diese Differenz gleich dem horizontalen Chrominanz-Schätzwert Crj(i, ) ist. Beide Schätzwerte werden der Entseheidungsschaltung 204 über Leitungen 211,213 zugeführt.

Ein Gesamtblockschaltbild der Entscheidungsschaltung 204 zeigt Fig. 6. Der Zweck dieser Schaltung besteht darin, wie oben angegeben, festzustellen, welcher der Luminanz- und Chrominanz-Schätzwerte der "beste" ist. Diese Feststellung kann einfach dadurch erfolgen, daß die Differenz zwischen den vertikalen und horizontalen Voraussagewerten jeder Komponente und den Komponentwerten der Bildelemente "nahe" dem jeweils verarbeiteten Element verglichen wird. In diesem Zusammenhang wird für "nahe" oder benachbarte Elemente zur Vereinfachung angenommen, daß sie a) für Luminanz-Voraussagewerte das Element unmittelbar vor dem gerade verarbeiteten Element und das Element unmittelbar oberhalb des bearbeiteten Elements und für b) Chrominanz-Voraussagewerte das Element, das dem gerade bearbeiteten Element um zwei Abtastwerte vorausgeht, und das Element umfassen, das unmittelbar oberhalb des bearbeiteten Elementes liegt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch andere Definitionen von "nahe" verwendet werden können, und daß die Beziehung zwischen den Schätzwerten und den benachbarten Vierten, die die Entscheidungsschaltung steuert, nicht auf eine einfache algebraische Differenz beschränkt ist, sondern von einem Quadrat der Differenzen oder

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anderen gewünschten Funktionen abhängen kann.

Nach einer Feststellung, welche Vorhersagewerte die "besten" sind, können die gewählten Luminanz- und Chrominanzwerte unmittelbar am Ausgang der Entscheidungsschaltung gemäß Fig. 6 ausgegeben werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, eine vorläufige oder Versuchs-Entscheidung zu treffen und dann nachfolgende Voraussagewerte auf der Grundlage verschiedener Kombinationen der früheren Werte in der gleichen Zeile auszuwerten, bevor die Entscheidung endgültig getroffen wird. Dieser Lösungsversuch, der oben als verzögerte Zerlegung bezeichnet worden ist, läßt sich mit mehreren Verzögerungswerten ausführen, wobei jeder Wert eine Verzögerung von einem Abtastintervall erfordert. Demgemäß werden die Ausgangssignale der Entscheidungsschaltung gemäß Fig. 6 mit Y(i-L,6) und C(i-L,ß) bezeichnet, wobei L eine ganze Zahl ist, die die Anzahl der verwendeten Abtastwert-Intervallverzögerungen angibt. Für L=O (keine Verzögerung) erfolgt eine Entscheidung zwischen zwei Wahlmöglichkeiten, nämlich den Ausgangssignalen des horizontalen und vertikalen Filters. Für L=I (Verzögerung um einen Abtastwert) stehen vier Wahlmöglichkeiten zur Verfugung, d.h., zwei Wahlmöglichkeiten für den augenblicklichen Abtastwert kombiniert mit zwei Wahlmöglichkeiten für den vorhergehenden Abtastwert. Für L=2 (Verzögerung um zwei Abtastwerte) stehen acht Wahlmöglichkeiten zur Verfügung, d.h., der(i-2)-te Abtastwert kann zwei mögliche Werte besitzen, der (i-l)-te Abtastwert kann vier mögliche Werte besitzen und der (i)-te Abtastwert

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kann acht Werte haben. Allgemein ist die Anzahl der möglichen Variationen gegeben durch 2 .

In Fig. 6, die für den allgemeinen Fall einer Verzögerung von L Abtastwerten ausgelegt ist, sind die Eingangssignale der Entscheidungsschaltung der horizontale und vertikale Luminanz-Schätzwert von den Ausgängen 207,212 in Fig. 2 sowie der horizontale und vertikale Chrominanz-Schätzwert von den Ausgängen 208,213 in Fig. 2. Die Ausgangssignale sind Y(i-L,6) und C(i-L, die in Fig. 2 mit 230 bzw. 231 bezeichnet sind.

Die Luminanz-Schätzwerte Y(i,6) und Y_H(i,0) werden einem Luminanzspeicher 601 und einer Signaländerungsschaltung 610 (die beide später beschrieben werden sollen) zugeführt*, und zwar abhängig von der Stellung eines ersten Folgeschalters 620. Entsprechend werden der eine oder andere Chrominanz-Schätzwert Cy(i,t) und Cjj(i,6) abhängig von der Stellung eines zweiten Folgeschalters 601 einem Chrominanzspeieher 602 und der Änderungsschaltung 610 zugeführt. Die Schalter 620,621 werden vom Ausgangssignal des niedrigstelligen Bits eines Zustandszählers 630 gesteuert, der einen nachfolgend beschriebenen binären Zähl wert liefert. Die Schalter wechseln daher gemeinsam zwischen den gezeigten Stellungen.

Der Zustandszähler 630 kann als Binärzähler aufgebaut werden, der von 0 bis 2^⁺ zählt. Für L=2 wurden die Ausgangssignale des Zählers also lauten 000, 001, 010, 011, 111. Ein voll-

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ständiger Zählzyklus tritt während jedes Abtastintervalls des zu zerlegenden Signals auf, und eine geeignete Synchronisation zwischen dem zusammengesetzten Videosignal und dem Zähler 630 wird nach einem der dem Fachmann bekannten Verfahren erreicht.

Der Luminanzspeieher 601 und der Chrominanzspeicher 602 in Fig. 6 nehmen Luminanz- und Chrominanzwerte vorhergehender Abtastwerte auf und enthalten Verzögerungselemente und Register, die später beschrieben werden sollen. Beiden Speichern werden Eingangssignale vom Zustandszähler 630 zum Zwecke der Zeitsteuerung zugeführt. Der Luminanzspeicher 601 liefert zusätzlich zu dem zerlegten Luminanzwert Y(i-L,6) am Ausgang 230 noch die Werte Y(i-2,£), Y(i-1,6) und Y(i,6-1) auf den Leitungen 501,503 und 401, die die Filter in Fig. 4 und 5 benötigen. Zusätzlich werden die Luminanzwerte der benachbarten Elemente (Y(i,£~l) und

Y(I-I,6)) vom Speicher 601 zur Änderungsschaltung 610 gegeben. Auf entsprechende Weise liefert der Chrominanzspeicher 602 zusätzlich zu dem zerlegten Chrominanzwert Ci-L,t) am Ausgang die Werte C(i-2,6) und C(i,6-1) auf den Leitungen 502 und 402, die die Filter in Fig. 4 und 5 benötigen. Außerdem werden die

Chrominanzwerte der benachbarten Elemente C(i,0-1) und C(i-2,#) vom Speicher 602 zur Änderungsschaltung 610 übertragen. Man beachte, daß der Chrominanzwert des "vorhergehenden" Elements als C(i-2,6) und nicht als C(i-1,^) angesehen wird, da früher angenommen worden war, daß abwechselnde Abtastwerte des zusammengesetzten Signals X(t) die Information C, und Cp enthalten.

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Die Signaländerungsschaltung 610, die später genauer beschrieben werden soll, ist so ausgelegt, daß sie die Differenz zwischen jedem Schätzwert für den Luminanz- und Chrominanzwert des gerade verarbeiteten Bildelementes und dessen Nachbarn entsprechend der obigen Definition berechnet. Das Ausgangssignal der Schaltung 610 wird als Änderungs- oder Fehlerwert Eg(i) bezeichnet, wobei K die Zustandszahl vom Zähler 630 ist. Dieses Ausgangssignal wird an einen Inderungsspeicher 611 und eine Minimum-Änderungsschaltung 612 gegeben. Der Speicher 611 ist erforderlich, weil jeder Schätzwert für die Luminanz- und Chrominanzkomponenten sequentiell mit den Werten der benachbarten Elemente verglichen wird, und das Ergebnis einer Berechnung während der anderen Berechnungen gespeichert werden muß. Außerdem können bei verzögerten Zerlegungen die Werte der benachbarten Elemente selbst noch nicht endgültig sein, so daß eine Vielzahl von Änderungswerten gespeichert werden muß. Der Änderungsspeicher 611 liefert außerdem ein Ausgangssignal 614 zur Änderungsschaltung 610, das den vorhergehenden Fehler-wert Ej(i-l) angibt, der zum augenblicklichen Fehlerwert zwecks Berechnung von E^Ci) addiert wird. Die Minimum-Änderungsschaltung 612 führt, wie oben beschrieben, eine laufende Aufzeichnung der Fehlerausgangswerte der Änderungsschaltung 610, um festzustellen, welcher Schätzwert zur kleinsten Änderung oder zum kleinsten Fehler führt. Das Ausgangssignal 613 der Schaltung 612 wird als "beste Zahl" entsprechend dem Schätzwert bezeichnet, der zur kleinsten Änderung führt. Dieses Ausgangssignal, das eine Binärzahl zwischen 0 und -! ist, wird den Speichern 601,602,611 zugeführt. Die Ände-

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rungsschaltung 612 liefert außerdem an die Änderungsschaltung 610 über die Ausgangsleitung 615 den minimalen Fehlerwert Eij (i-1), der für den vorhergehenden Abtastwert berechnet worden ist. Dies geschieht, damit bei verzögerten Zerlegungen lange Ketten oder Fehler "normalisiert" werden, indem ein minimaler Fehlerwert subtrahiert wird, wodurch unnötige Überlastungen vermieden werden. Beide Schaltungen 611 und 612 erhalten Zeitsteuerungssignale vom Zustandszähler 630.

Der Aufbau des Luminanzspeichers 601 und des Chrominanzspeichers 602 hängen vom Verzögerungswert L ab, der in der Zerlegungsvorrichtung nach der Erfindung benutzt wird. Offensichtlich lassen sich bessere Ergebnisse erzielen, wenn die Zerlegungsentscheiduni um mehrere Abtastintervalle verzögert wird, so daß alle Kombinationen von Versuchsζerlegungen geprüft werden können, um festzustellen, welche die beste ist. Jede Vergrößerung der Verzögerung führt Jedoch zu einer Zunahme der Kompliziertheit und der Aufwendungen, da sich der Speicherbedarf generell als Funktion von 2 erhöht. Zur Erläuterung sollen die Speicher 601,602 zuerst für den Fall beschrieben werden, daß keine Verzögerung benutzt wird (L=O) und dann für den Fall, daß die Verzögerung L=2 beträgt.

In Fig. 7 ist ein Luminanzspeicher für L=O gezeigt. Der Speicher

erhält sein Eingangssignal Y(i,£) vom Schalter 620 in Fig. 6, wobei das Eingangssignal, wie oben angegeben, den Yfert Yy(i,£) hat, wenn das Ausgangssignal des niedrigsteiligen Bits vom Zu-

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Standszähler 630 "0" ist, und den Wert Y„(i_tC/), wenn das Ausgangssignal eine "1" ist. Dieses Eingangssignal wird über einen Schalter 701 an ein erstes Register 702 oder ein zweites Register 703 gegeben. Die Stellung des Schalters 701 wird ähnlich wie die des Schalters 702 vom Ausgangssignal des niedrigstelligen Bits des Zustandszählers 630 gesteuert, so daß das Register

702 den Wert Y_v(i,&) im Zustand "0" und das Register 703 den Wert Y_H(i,£) im Zustand "1" speichern. Während des Zustands 2 wird der beste Luminanz-Schätzwert aus den Registern 702 oder

703 gelesen. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ausgangssignal "beste Zahl" von der Minimum-Änderungsschaltung 612 auf der Leitung 613 in einem Register 704 gespeichert und die Stellung eines Wahlschalters 705 während des Zustandes 2 entsprechend dem gespeicherten Wert gesteuert wird. Gemäß Fig. 7 ist der Schalter 705 so eingestellt, daß er den Wert Y_v(i,6) über den Schalter 705 zu einer Verzögerungsschaltung 706 führt. Dies setzt voraus, daß der vertikale Schätzwert bei diesem Beispiel der beste war.

Das Verzögerungselement 706 enthält zwei in Reihe geschaltete Verzögerungsschaltungen 706,708 für einen Abtastwert gefolgt von einer Verzögerungsschaltung 709 für 906 Abtastwerte. Das Eingangssignal des Verzögerungselements 706 ist das gewünschte Filterausgangssignal Y(i-L,^), daß dem Ausgangssignal 230 in Fig. 2 entspricht (bei diesem Beispiel gilt L=O, so daß Y(i-L,^ß) = Υ(ί,^) ist). Das Ausgangssignal der Schaltung 707 ist Y(i-1,£) entsprechend dem Ausgangssignal 503 in Fig. 2,

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während die Ausgangssignale der Schaltungen 708,709 gleich

A A

Y(i-2,&) und Y(i,6-l) entsprechend den Ausgangssignalen 501 bzw. 401 in Fig. 2 sind.

Der Chrominanzspeicher 602 ist nicht im einzelnen gezeigt. Er kann Jedoch identisch wie der Luminanzspeieher gemäß Fig. 7 aufgebaut sein.

Für den Fall L=2 kann der Luminanzspeieher gemäß Fig. 8 ausgelegt sein. Allgemein gesagt, weist der Luminanzspeicher eine Anzahl von Registern 801-805, 810-812, 815 und 816 auf, die so ausgelegt sind, daß sie jeweils einen einzigen Luminanz-Schätzwert speichern. Die Register sind in Stufen angeordnet, die zu einer baumartigen Anordnung verbunden sind. Im einzelnen weist bezüglich der horizontalen Filterschätzwerte die erste Stufe die Register 802-805, die zweite Stufe die Register 810-811 und die dritte Stufe das Register 816 auf. Für vertikale Schätzwerte beinhalten die erste, zweite und dritte Stufe die Register 801, 812 bzw. 815.

Die Register 802-805 in der ersten Stufe sind mit den Registern 810 und 811 in der zweiten Stufe über zwei Schalter 808,809 verbunden, deren Stellungen vom Ausgangssignal "beste Zahl" gesteuert werden, das von der Minimum-Änderungsschaltung 612 kommt und in einem weiteren Register 807 gespeichert ist. Entsprechend sind die Register der zweiten Stufe mit dem Register 816 in der dritten Stufe über einen Schalter 814 verbunden, der ebenfalls

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vom Inhalt des Registers 807 gesteuert wird. Die Register 815, 816 der dritten Stufe sind mit einem Verzögerungselement 820 über einen Schalter 817 verbunden, der ebenfalls unter Steuerung der gespeicherten "besten Zahl" steht. Die Register 801,812, 815 sind in Reihe geschaltet.

Die Register 801-805 in der ersten Stufe nehmen auf eine unten beschriebene Weise die Versuchswerte für Yy(i,£) und Y_H(i,&) auf der Grundlage verschiedener Kombinationen von Werten für frühere Abtastwerte auf. Entsprechend nehmen die Register 810-812 in der zweiten Stufe die Versuchswerte für Yy(i-1,£) und Y_H(i-l,£) auf der Grundlage verschiedener Kombinationen früherer Werte auf. Die zweite Stufe besitzt drei Register, da der frühere Abtastwert Y(i-2,60 einen von zwei möglichen Werten haben kann (nämlich einen Vertikalfilterwert und einen Horizontalfilterwert), und jeder dieser beiden Werte kann wiederum zu zwei· Werten von

Y(i-1,£) führen (nämlich einem Vertikalfilterwert und einem Horizontalfilterwert). Demgemäß sind insgesamt vier Werte von

Y(i-l,ß) möglich. Beide Vertikalfilter-Ausgangssignale sind jedoch identisch, so daß die Ergebnisse in drei Registern 810-812 gemäß Fig. 8 gespeichert werden können. Die erste Stufe weist fünf Register auf, da jeder der vier möglichen Werte von 1,&) einen Vertikal- und einen Horizontalfilterwert für ^) verursacht, so daß insgesamt acht mögliche Werte vorhanden sind. Alle vier Vertikalfilterwerte sind jedoch identisch, so daß die Ergebnisse in fünf Registern 801-805 gespeichert werden können. Diese Vierte sind bezeichnet mit Yy(i,C) und

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YjJ₁Ci,^) bis Y_HZf(i,&). Die zur Berechnung von Yp₁₁ bis Y^ verwendeten Eingangssignale sind in der folgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

Ausgangs- Eingangssignale signale

Y₁₁₁U,*) Y_v(i-1,*) Y_v(i-2,A)

Y_H(i-2,£)

Y_H4(i,Ä) Y_H2(i-l,A) Y_H(i-2,l) C_K(i-2,Jl)

Am Ende eines jeden Abtastintervalls wird der Inhalt der Register so verschoben, daß die Register 801-805 mit neuen Werten gefüllt werden, während die gespeicherten Werte bestimmter Register in der ersten Stufe zu den Registern 810-812 der zweiten Stufe geschoben werden. Der im Register 812 gespeicherte Wert ist Yy(i-1,6), während die in den Registern 810,811 gespeicherte Werte Yj₁₁(I-1,6) bzw. Yj^Ci-ljß) sind. Auf entsprechende Weise werden am Ende jedes Abtastintervalls die Register 810-812 mit neuen Werten gefüllt, während die gespeicherten Werte bestimmter Register in der zweiten Stufe zu den Registern 815,816 der dritten Stufe geschoben werden. Der im Register 815 gespeicherte Wert ist mit Yy(i-2,6) bezeichnet, während der Wert im Register 816 Y_H(i-2,6) ist. Gleichzeitig führt der Schalter 818 entweder Yy(i-2,6) oder Y_H(i~2,€) an eine Verzögerungsschaltung 820.

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Das oben beschriebene Verschiebungsverfahren läßt sich am besten verstehen, wenn man die Arbeitsweise der Schaltung zu einem gegebenen Zeitpunkt betrachtet, zu dem der Abtastwert Y(i,£) verarbeitet wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt eine Entscheidung für den (i-2)-ten Abtastwert, wenn der Schalter 817 entweder Y_y(i-2,6) oder Y_H(i-2,€) wählt. Gleichzeitig können nachfolgende Schätzwerte, die den nicht gewählten Wert benutzt haben, gelöscht werden. Wenn beispielsweise Y_y(i-2,£) für Y(i-2,ß) gewählt wird, dann kann entsprechend der obigen Tabelle der Wert YjrpCi-lfß) gelöscht werden, da er auf der jetzt fehlerhaften Annahme beruhte, daß Y(i-2,£) = Y_H(i-2,&) ist. Der Schalter führt also YjJ₁(I-1,6) vom Register 810 zum Register 816. Wenn Υττ(1-2,Ο gewählt wird, dann gilt das Umgekehrte,so daß die Stellung der Schalter 817 und 814 im Gleichschritt gesteuert wird.

Wenn Υ_Η2(1-1,β) gelöscht ist, so ergibt eine Prüfung der Tabelle I außerdem, daß Yt^z (i,£) und Υττλ(1,&) gelöscht werden können, dabbeide Werte unter der Annahme berechnet worden sind, daß Y(i-2,£) = Y_H(i-2,£) ist. Dies wird erreicht, wenn der Schalter

808 Y^Ci»^) ^vom Register 803 zum Register 811 und der Schalter

809 Y_H1(i,£) vom Register 802 zum Register 810 führt, wobei diese Werte die festgehaltenen Werte sind. Die Schalter 808,809 arbeiten also im Gleichschritt untereinander und mit den Schaltern 814 und 817.

Wenn der Stand des Zustandszählers 630 zwischen 0 und 7 ist,

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so werden die unterschiedlichen Werte aus Y(i-Q durch die Filter gemäß Fig. 4 und 5 berechnet und die Filterausgangssignale werden in die entsprechenden Register 801-805 der ersten Stufe durch eine entsprechende Einstellung eines Schalters 806 mit mehreren Stellungen gegeben. Im einzelnen ist während der Zustände 0,2,4,6 der Schalter 806 mit einem einzelnen Register 801 verbunden, da der Wert des Vertikalelements Yy(i,β) nicht von den Werten der vorhergehenden Abtastwerte der gleichen Zeile abhängt (vergl. Gleichung (6)). Während der Zustände 1,3,5,7 gibt der Schalter 806 Y_H1(i,£) bis Y„^(i,£) in die Register 802 bis 805. Außerdem werden während der Zustände 0 bis 7 die Änderungswerte für Jedes der Filter-

ausgangssignale unter Verwendung der Werte für Y(i,6) und C(i-2,C) berechnet, und zwar unter Steuerung der Luminanz- und Chrominanzspeicher-Schalter 830 und 831. Im einzelnen setzt

während der Zustände 0,1,2,3 der Schalter 831 den Wert Y(i-2,C)

auf Y_v(i-2,€), indem er das Register 815 mit der Leitung 501 verbindet. Während der Zustände 4,5,6,7 setzt der Schalter 831

den Wert Y(i-2,€) auf Y_H(i-2,6), indem er das Register 816 mit der Leitung 501 verbindet. Während der Zustände 0,1,4,5 setzt der Schalter 830 den Wert Y(I-I₁C) auf Υ_γ(ί-1,Ο), indem er das Register 812 mit der Leitung 503 verbindet. Während der Zustände 2 und 3 ist Y(i-1,&) = Y_H1(i-l,£) und während der Zustände 6 und 7 ist Y(i-1,6) = Y_H2(i-l,6). Die Leitungen 501 und 503 liefern also die richtigen Eingangssignale für die Filter gemäß Fig. 4 und 5 und die Signaländerungsschaltung gemäß Fig. 9. Nach der

Berechnung der verschiedenen Werte Y(i,£) und den entsprechenden

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Anderungsberechnungen bestimmen die Schalter 808,809,814, die, wie oben angegeben, im Gleichschritt durch den im Register 807 gespeicherten Viert gesteuert werden, welche der gespeicherten Luminanzwerte aufbewahrt werden. Außerdem wählt derSchalter 817 den Wert Y(i-L,6) (in diesem Beispiel Y(i-2,£)), der als der beste Schätzwert für das Luminanzsignal festgestellt worden ist, und gibt ihn an das Verzögerungselement 820, das in diesem Beispiel eine Verzögerungsschaltung 818 mit einer Verzögerung von 906 Abtastwerten aufweist. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 818 ist der Wert Y(i,£-l) auf der Leitung 401.

Der Chrominanzspeieher 602 kann wiederum identisch wie der gerade beschriebene Luminanzspeicher 601 aufgebaut sein.

Die Signaländerungsschaltung 610 in Fig. 6 kann entsprechend der Darstellung in Fig. 9 ausgelegt sein. Wie oben gesagt, hat diese Schaltung den Zweck, die Differenz zwischen einem be-

A A

stimmten Schätzwert (Y(i,C) und C(i,6)) für die Luminanz- und Chrominanzkomponenten eines gegebenen Abtastwertes und dem Wert von Abtastwerten "nahe" dem gegebenen Abtastwert zu bestimmen. In diesem Zusammenhang wurde angenommen, daß zwei naheliegende Abtastwerte vorhanden sind, nämlich der (i-l,£)-te Abtastwert und der (i,£-l)-te Abtastwert. Gemäß Fig. 9 wird

die Differenz zwischen Y(i,£) und dem Nachbarabtastwert

Y(i,6-1) im Subtrahierer 901 und die Differenz zwischen Y(i,&)

und Y(i-1,€) in einem Subtrahierer 902 gebildet. Entsprechend

A A

wird die Differenz zwischen C(i,€) und seinen Nachbarn £

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und C(i,6-l)) in zwei Subtrahierern 903,904 gebildet. Abwechselnde Abtastwerte der Chrominanzkomponenten sind jedoch um 180 außer Phase, so daß der Wert C(i,i/) zuerst in den Invertern 906,907 negiert wird. Die Ausgangssignale der Subtrahierer 901 bis 904 gelangen an eine gemeinsame Addierschaltung 905, die außerdem ein Eingangssignal Ej(i-l) vom Änderungsspeicher 611 und ein negatives Eingangssignal ^E _mi_n(*-1) ^{von der} Minimum-Änderungsschaltung 612 aufnimmt. Das Ausgangssignal des Addierers 905 ist der gewünschte Änderungswert, normalisiert durch den Wert E_m^_n(i-1), der in Fig. 6 als E_K(i) bezeichnet ist. Dieser Wert wird zurückgeführt sowohl zur Änderungsschaltung 612 als auch zum Speicher 611.

In dem oben gegebenen Beispiel für L=2 werden die Änderungswerte Eq bis E« für jeden verarbeiteten Abtastwert berechnet. Die nachfolgende Tabelle führt die bei der Durchführung dieser Berechnungen benutzten Werte auf.

E_K(iJ E_K(i-l) Y(i,A) C(i,A) Yd-I₁I) C(x-2A)

E₀(I-I) YyU,A) CyU,A) YyU-I,A) Cy(i-2,A)

E₀U-I) Y_fI1(i_rA) C_Hl U,A) Yy(i-1,A) Cy(i-2,A)

E₁(I-I) YyU,A) CyU,A) Y₁₁₁U-I, A) Cy(i-2,A)

E₁(I-I) Y_H9(i,A) C..~(i,A) Y,(i-1,A) C (i-2,A)

E/ 4 ·— 1 \ V t \ O \ /"· /-! O \ V / η — 1 O \ C* fi—O <?\

JV V MZ ii

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Die durch die Schaltung gemäß Fig. 9 berechneten Änderungswerte müssen für ein Abtastintervall gespeichert werden, so daß eine laufende Gesamtsumme vorhergehender Änderungen dadurch angesammelt werden kann, daß der augenblickliche Wert Ejr(i) zu dem

vorher angesammelten Wert Ej(i-l) addiert wird. Diese Speicherung führt der Änderungsspeicher gemäß Fig. 10 durch, für den L=2 angenommen wird. Bei diesem Beispiel werden die Werte E_Q(i) bis E₇(i) dadurch in Register 1000 bis 1007 eingegeben, daß ein Schalter 1010 entsprechend dem Stand des Zustandszählers 630 eingestellt wird. Während des Zustandes 8 wird die Hälfte der gespeicherten Änderungswerte zu einer zweiten Gruppe von Registern 1011 bis 1014 übertragen, und zwar in Abhängigkeit von der Stellung von Schaltern 1015 bis 1018. Diese Schalter werden durch die im Register 707 gespeicherte "beste Zahl" gesteuert. Die verschobenen Änderungswerte entsprechen den Luminanzwerten, die von der ersten Stufe zur zweiten Stufe von Registern im Luminanzspeieher gemäß Fig. 8 verschoben werden. Die weiteren Änderungswerte werden gelöscht, da sie Luminanzwerten zugeordnet sind, die gelöscht worden sind. Schließlich v/erden die festgehaltenen Änderungswerte aus den Registern 1011 bis 1014 über einen Schalter 1020 gelesen, der von allen außer dem niedrigstelligen Bit des Zustandszählers 630 gesteuert wird.

Die Minimum-Änderungsschaltung 612 kann entsprechend der Darstellung in Fig. 11 aufgebaut sein. Generell dient diese Schaltung einem doppelten Zweck. Zum einen stellt sie fest, welcher der Fehlerwerte %(!) der kleinste ist, und zum anderen stellt

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sie das diesem Minimalwert zugeordnete Signal ""beste Zahl" fest. Gemäß Fig. 11 wird der Änderungswert E_K(i), der durch die Schaltung in Fig. 9 berechnet worden ist, an einen Speicher 1101 und einen Comparator 1102 angelegt. Der Comparator 1102 vergleicht den augenblicklichen Eingangswert Eß-(i) mit dem gespeicherten Wert E_._n(i) im Register 1101, um festzustellen, welcher Wert der kleinste ist. Wenn der augenblickliche Eingangswert kleiner als der gespeicherte Wert ist, dann wird der Wert von Ejr(i) der neue Wert ^E _mi_n(i)» und zwar aufgrund eines über die Leitung 1103 an das Register 1101 angelegten Ladesignals. Demgemäß ist der im Register 1101 gespeicherte Wert immer der kleinste Wert aus der Serie von Werten EgCi), die an die Schaltung gemäß Fig. 11 angelegt sind. Der im Register 1101 gespeicherte Wert wird während des letzten Zustandes des Zustandszählers 630 zu einem Ausgangsspeieher 1104 übertragen, derart, daß das Ausgangssignal des Speichers 1104 der gewünschte Wert E . (i-1) ist. Jedesmal dann, wenn der Comparator 1102 ein Ladesignal auf der Leitung 1103 erzeugt, bewirkt es außerdem, daß das Ausgangssignal des Zustandszählers 630 an das Register 1105 für die beste Zahl angelegt wird. Im Ergebnis ist am Ende eines Abtastintervalls die im Register 1105 gespeicherte Zahl die oben angegebene "beste Zahl".

Wie oben erläutert, beinhaltet das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung bestimmte Konstruktionsmerkmale zum Zwecke der Erläuterung. Vom Fachsann können jedoch andere An-

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Ordnungen getroffen werden. Beispielsweise ist die Definition von Bildelementen "nahe" dem jeweils verarbeiteten Element nicht auf die Elemente oberhalb und links vom jeweiligen Element beschränkt. Stattdessen können andere Nachbarelemente benutzt werden und unterschiedliche Bewertungen für unterschiedliche Elemente gewählt werden, falls dies gewünscht ist. Zusätzlich braucht eine Entscheidung nicht zwischen den Horizontal- und Vertikalfilter-Schätzwerten getroffen zu werden, sondern stattdessen können die Ausgangssignale beider Filter unter Anwendung eines Bewertungsverfahrens kombiniert werden, bei welchem die Bewertungen sich abhängig davon ändern, welcher Schätzwert die kleinste Änderung mit Bezug auf die Werte seiner Nachbarn erzeugt. Es kann auch eine Hysterese für die oben beschriebene Entscheidungsschaltung vorgesehen werden, derart, daß ein übergang von Horizontal- auf Vertikalfilter-Ausgangssignale (oder umgekehrt) erst erfolgen kann, wenn ein bestimmter Schwellenwert für die Differenz zwischen dem für die Komponentenwerte mit und ohne Übergang berechneten Änderungssigrial erreicht ist.

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Claims

BLUMBACH · WESER . ßERöEi-i · KRATER ZWIRf^ER . HIRSCH · BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2845533

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentccnsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561990 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

WESTERN ELECTRIC COMPANY Maxemchuk 1-1

INCORPORATED

NEW YORK (N.Y.) 10038 USA

Patentansprüche

Vorrichtung zum Zerlegen eines' ein Bild darstellenden Farbvideosignals in Luminanz- und Chrominanzkomponenten, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (202,203) zum räumlichen Filtern des Signals in einer ersten und zweiten Richtung zur Bildung eines ersten und zweiten Schätzwertes der Komponenten für ein bestimmtes Bildelement und

eine Einrichtung (204), die unter Ansprechen auf die vorhergehenden Komponentenwerte einen der Schätzwerte auswählt.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (202,203) zum räumlichen Filtern folgende Bauteile aufweist: a) ein erstes Filternetzwerk (202) zur Bildung eines ersten Schätzwertes der Komponentenv;erte für einen bestimmten

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München: P-. Kramer Dipi.-Ing. · W. Weser Clpl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Oipl.-lng. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Oipl.-lng. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

Abtastwert des Videosignals auf der Grundlage der Werte einer ersten Gruppe von anderen Abtastwerten; b) ein zweites Filternetzwerk (203) zur Bildung eines zweiten Schätzwertes der Komponentenwerte für den bestimmten Abtastwert auf der Grundlage der Werte einer zweiten Gruppe von weiteren Abtastwerten;

und daß die Einrichtung (204) zur Auswahl der Schätzwerte ein Entscheidungsnetzwerk (204) aufweist, um entweder den ersten oder den zweiten Schätzwert auf der Grundlage der Beziehung zwischen jedem der Schätzwerte und den Werten der vorher zerlegten Abtastwerte auszuwählen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abtastwerte einem durch das zusammengesetzte Videosignal dargestellten Bildpunkt zugeordnet ist, daß die erste Gruppe von Abtastwerten Bildelementen zugeordnet ist, die vertikal mit Bezug auf das diesem bestimmten Abtastwert zugeordnete Bildelement verteilt sind und daß die zweite Gruppe von Abtastwerten Bildelementeii zugeordnet ist, die horizontal mit Bezug auf das dem bestimmten Abtastwert zugeordnete Bildelement verteilt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Filternetzwerk je ein Filter enthält, das ein Polynom für die zugeführten Abtastwerte liefert.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die vorher zerlegten Abtastwerte Bildelementen zugeordnet sind, die dem Bildelement benachbart sind, welches dem bestimmten Abtastwert zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Entscheidungsnetzwerk eine Einrichtung zur Berechnung der Differenzen zwischen jedem der Schätzwerte und den Abtastwerten aufweist, die den benachbarten Elementen zugeordnet sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die zukünftige Schätzwerte der Komponentenwerte wenigstens eines dem bestimmten Abtastwert folgenden Abtastwertes auf der Grundlage jedes der ersten und zweiten Komponenten-Schätzwerte bildet, und daß das Entscheidungsnetzwerk eine Einrichtung aufweist, um die Auswirkung jedes der ersten und zweiten Schätzwerte auf die zukünftigen Schätzwerte auszuwerten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß folgende Bauteile vorgesehen sind:

a) eine Einrichtung zur Speicherung des ersten und zweiten Schätzwertes und der zukünftigen Schätzwerte;

b) eine Einrichtung zur sequentiellen Bildung der Differenzwerte zwischen jedem der zukünftigen Sehätzwerte und den Abtastwerten, die Bildelementon benachbart zu dem nachfol-

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genden Abtastwert zugeordnet sind;

c) eine Einrichtung zur Speicherung der Differenzwerte;

d) eine Einrichtung zum Kombinieren der gespeicherten Differenzwerte, die allen Kombinationen aus den ersten, zweiten und zukünftigen Schätzwerten zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung so ausgelegt ist, daß sie alle möglichen Kombinationen von Werten vorhergehender Komponenten an das Filter gibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9»

dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung so ausgelegt ist, daß sie die Differenz zwischen jedem der Schätzwerte und vorhergehenden Komponentenwerten von Bildelementen nahe dem bestimmten Element berechnet.

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