DE2940422C2

DE2940422C2 - Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale

Info

Publication number: DE2940422C2
Application number: DE2940422A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 2301 Schönkirchen Kuhn; Wilfried Lippek; Klaus 2300 Kiel Möllgaard; Friedrich Dipl.-Ing. 2305 Heikendorf Redecker
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE2940422A1

Description

a) eine Transformations-Schaltung (10), welche mit den digitalen Chrominanz-Signalen (X; Y) beaufschlagt ist,

b) eine Quadranten-Erkennungsstufe (11), welche mit den hochwertigen Bits der digitalen Chrominanz-Signale (X; Y) beaufschlagt ist,

c) einen adressierbaren Tabellen-Speicher (12; 12'), deisen Adresseneingänge an die Ausgänge der Transforrnatiöns-Schaltüng (IC) angsschlossen sind und in dem die Sättigungs-Signale und Farbton-Signale eines ausgewählten Quadranten in Abhängigkeit von umgewandelten Chrominanz-Signalen (X'; T) des ausgewählten Quadranten nach den Funktionen:

5 = c, VX'² + >"-'

r" T* = ( arctan —

30

gespeichert sind, wobei S die Sättigungs-Signale, T* die Farbion-S' ;nale und X' und Y' die umgewandelten Chrominanz-Signale des ausgewählten Quadranten sowie c, und C₂ konstante Faktoren sind, und

d) eine von der Quadranten-Erkennungsstufe (11) gesteuerte Invertierungs-Stufe (13), die mit den Farbtonsignal-Ausgängen des Tabellen-Speichers (12; 12') in Verbindung steht, wobei die Schaltungselemente folgende Funktionen a uv führen:

a) Vergleichen der umzuwandelnden Chrominanz-Signale (X; Y) mit vorgebbaren Grenzen (X„/2; YJl) in der Quadranten-Erkennungsstufe (11), um denjenigen Quadranten festzustellen, in dem die umzuwandelnden Chrominanz-Signale (X; Y) liegen und um die digitalen Quadranten-Kennummern der festgestellten Quadranten zu markieren;

ß) betragsmäßige Differenzbildung in der Transformations-Schaltung ( 10) zwischen den umzuwandelnden Chrominanz-Signa- ^5> len (A"; Y) und den Grenzwerten (XJl; Y_nIl) zur Ermittlung der auf den ausgewählten Quadranten des zweiten Farbkoordinaten-Systems (8) bezogenen, umgewandelten Chrominanz-Signale (Ai";

D;

y) Adressieren des Tabellen-Speichers (12; 12') durch die in der Transformations-Schaltung (10) umgewandelten Chrominanz-Signale (A"; Y') und Auslesen der zugehörigen Sältigungs-Signale (S) und der Farblon-Sigiiiilc (7*) des ausgewählten (Juarii'iintvii;

δ) Invertieren der Farbton-Signale (T*) des ausgewählten Quadranten in der Invertierungs-Stufe (13), falls der festgestellte Quadrant der zweite oder vierte Quadrant ist, und

i) Ermitteln der Farbton-Signale (T) aus den in der Quadranten-Erkennungsstufe (11) markierten Quadranten-Kennu Timern und den aus dem Tabellen-Speicher (12; 12') ausgelesenen Farbton-Signalen (T*) des ausgewählten Quadranten, wobei die Quadranten-Kennummern die höchstwertigen Bits und die ausgelesenen Farbton-Signale (7**) des ausgewählten Quadranten die niederwertigen Bits der zu ermittelnden Farbton-Signale (7") darstellen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformations-Schaltung (10) als ein von den jeweils höchstwertigen Bits der digitalen Chrominanz-Signale (X; Y) gesteuerter Inverter für deren niederwertige Bits ausgebildet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) zwischen der Transformations-Schaltung (10) und dem Tabellen-Speicher (12') eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) zur Stellenverschiebung der umgewandelten Chrominanz-Signale (X', Y') angeordnet ist,

b) den Sättigungssignal-Ausgängen des Tabellen-Speichers (12') eine steuerbare Korrektur-Stufe (52) für die Sättigungs-Signale (S) nachgeschaltet ist, um die Stellenverschiebung rückgängig zu machen, und

c) die Steuereingänge der Verschiebe-Stufe (46) und der Korrektur-Stufe (SJl-) mit einem Steuergenerator (48) verbunden sind, der mit den umgewandelten Chrominanz-Signalen (A"; Y') beaufschlagt ist.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Oigital-Speichers nach Patent P 29 23 473.

Im Hauptpatenl wird eine Schaltungsanordnung zum Erkennen von Farben beschrieben, bei der eine Koordinatentransformation von Chrominanz-Signalen in Farbton-Signale und Sättigungs-Signale angewendet wird. In dieser Schaltungsanordnung werden vor der Farberkennung innerhalb eines Farbraumes Farberkennungsräume für die zu erkennenden Farben in einer farbigen Fläche abgegrenzt, indem entsprechende Identifikationssymbole Tür die Farberkennungsfäume in einem Farberkennungs-Speicher abgelegt werden, welche durch Farbkomponenlen-Tripel adressierbar sind. Während der eigentlichen Farberkennung rufen die durch eine punkt- und zeilenweise optoelektronische Abtastung der zu analysierenden farbigen Flächen gewonnenen Farbkomponenten-Tripel laufend die Adressen des l'iirbcrkennungs-Spcichers aul, wodurch die dort abgeben Idenlifikiilionssynihole

ausgelesen und die Zugehörigkeit der abgetasteten Farben zu den abgegrenzten Farberkennungsräumen festgestellt wird.

Die Farbkomponenten-Tripel können den drei primären Farbmeßwert-Signalen, den Chrominanz- und Luminanz-Signalen oder aber auch den Farbton- und Sättigungs-Signalen entsprechen.

Die primären Farbmeßwert-Signale sind die rechtwinkligen Koordinaten des RGB-Farbraumes und die Chrominanz- und Luminanz-Signale die entsprechenden rechtwinkligen Koordinaten des Chrominanz/ Luminanz-Farbraumes. Die Farbton-, Sättigungs- und Luminanz-Signale stellen die Zylinderkoordinaten des Farbton/Sättigungs/Luminanz-Farbraumes dar, wobei die Farbton-Signale die Winkel, die Sättigungs-Signale die Radien und die Luminanz-Signaie die dritten Koordinaten bilden.

Zur Koordinatentransformation von Chrominanz-Signalen in Farbton-Signale und Sättigungs-Signale ist in dem Hauptpatent ein analog arbeitender Funktionsgenerator vorgesehen. Solche analogen Funktionsgeneratoren sind aber aufwendig, instabil und haben nur eine geringe Arbeitsgeschwindigkeit.

Aus der DE-OS 26 40 833 ist es ferner bekannt, einen Digital-Speicher durch Farbkomponenten-Tripel zu adressieren.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten- jo Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Digital-Speichers anzugeben, mit der eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Genauigkeit erreicht wird und die mit einer kleinen Speicherkapazitat für den verwendeten Digital-Speicher auskommt.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine räumliche Darstellung des Chrominanz/ Luminanz-Farbraumes und des Farbton/Sättigung/ Luminanz-Farbraumes;

Fig. 2 eine Projektion der Farbräume;

Fig. 3 ein Ausfuhrungsbeispiel für eine digitale Transformations-Schaltung;

F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeisp^:el für eine digitale Transformations-Schaltung;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Korrektur-Stufe.

Zur Erläuterung der Koordinaten-Transformation zeigt Fig. 1 ein rechtwinkliges (karthesisches) XYZ-Koordinatensystem 1 mit den Koordinaten-Nullpunkt P₀. In dem ATZ-Koordinatensystem 1 ist der Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 aufgespannt. Ein beliebig angenommener Farbort F hat die Farbkoordinaten X, Y und Z. Die Farbkoordinaten X und Y entsprechen den Chrominanz-Signalen und die Farbkoordinate Z dem Luminanz-Signal. Der Chrominanz-Luminanz-Farbraum 2 ist durch die Farbkoordinaten X_n, Y_n und Z_n begrenzt.

In das rechtwinklige ,VKZ-Koordinatensystem 1 ist ein zylindrisches TSl-Koordinatensystem 3 mit dem Koordinaten-Nullpunkt P₀ einbeschrieben, der im XYZ-Koordinatensystem 1 die Farbkoordinaten X_nIl, Y_nIl und 0 aufweist. Der Winkel T entspricht dem Farbton-Signal T, der Radius Sdem Sättigungs-Signal S und die Koordinate L dem Lumin»nz-Signal L, das mit dem Luminanz-Signal im Chrominanz-Luminanz-Farbraum 1 identisch ist.

In dem zylindrischen 75Z.-Koordinatensystem 3 ist der idealisierte Farbton-Sättigungs-Luminanz-Farbraum 4 als Doppelkegel gestrichelt angedeutet. Durch den Koordinaten-Nullpunkt P₀ verläuft die Grauachse 5 mit dem Weißpunkt 6 und dem Schwarzpunkt 7.

Fig. 2 zeigt eine Projektion derräumlichen Koordinatensysteme nach Fig. 1 in die ΑΎ-Ebene, wodurch die Koordinaten-Transformation auf ein zweidimensionales Problem zurückgeführt und nunmehr das rechtwinklige AT-Koordinatensystem Γ und das polare 75-Koordinatensystem 4' betrachtet wird, da die Luminanz-Signale L in beiden Koordinatensystemen ohnehin identisch sind.

Durch den Koordinaten-Nullpunkt P₀' des polaren 75-Koordinatensystems 4' verläuft ein gegenüber dem AT-Koordinatensystem Γ, um die Werte XJl und Y_nIl verschobenes JfK'-Koordinatensystem 8. Das X'Y'-Koordinatensystem 8 unterteilt das polare 75-Koordinatensystem 4' in Richtung aufsteigender Winkel Tin die vier Quadranten 0,1, II und III, wobei de Winkel T=O auf die Λ'-Achse iäiit. Entsprechend dieser Numerierung sind den einzelnen Quadranten digitale Quadranten-Kennummern a 2-Bit zugeordnet, und zwar dem Quadranten 0 die Quadranten-Kennummer LL, dem Quadranten I die Quadranten-Kennummer LH, dem Quadranten II die Quadranten-Kennummer HL und dem Quadranten III die Quadranten-Kennummer HH.

Der in der AK-Ebene projizierte Farbort F ist in dem A'K'-Koordinatensystem 8 durch die Farbkoordinaten X' und T und in dem polaren 75-Koordinatensystem 4' durch den Winkel T und den Radius 5 gekennzeichnet.

Zur Bestimmung des Winkels T und des Radius S eines Farbortes F wird in der Schaltungsanordnung zunächst durch Untersuchung der Farbkoordinaten X und K festgestellt, in welchen Quadranten der Farbort F fällt und die betreffende Quadranten-Kennummer markiert, wodurch die eigentliche Koordinatenumwandlung in vorteilhafter Weise auf einen Haupt-Quadranten, im Ausfuhrungsbeispiel auf den Quadranten 0, beschränkt ist.

Daher können in der Schaltungsanordnung die Farbkoordinaten A" und Y' des zu untersuchenden Farbortes F betragsmäßig ohne Zusatz eines Vorzeichens aus den entsprechenden Farbkoordinaten X und Y ermittelt werden. Danach werden aus den Farbkoordinaten X' und Y' die Radien S bzw. die gesuchten Sättigungs-Signale S nach der Gleichung:

C = r -J Υ"'* ■+- Κ'" Π ΐ

O — Cι F Λ ι j I»/

und der zugehörige Winkel 7"* zunächst bezogen auf den Haupt-Quadranten 0 (Winkel 0° bis 90°) nach der Glcrhu.ig;

T* =

a r<:tan

X'

(2)

berechnet. Im Ausfiihrungsbeispie) haben 5 und T* ein Auflösungsvermögen von 4 Bit, so daß insgesamt sechzehn Radien S und sechzehn Winkel T* pro Quadrant unterschieden werden können, die in Fig. 2 fur den Haupt-Quadranten 0 angedeutet sind.

Die Winkel T bzw. die gesuchten digitalen Farbton-Signale T für alle vier Quadranten (Winkel 0° bis 360°) ergeben sich aus dem berechneten Winkel 7"* a 4 Bit und der vorangestellten markierten Quadranten-Kennummer ä 2 Bit, so daß bei einer Wortlänge von 6 Bit insgesamt vierundsechzig Winkel bzw. Farbton-

Signale Γ unterschieden werden können.

Wurde beispielsweise der Winkel 7* - HLLL (45°) und die digitale Quadranten-Kennummer LH (Quadrant i) ermittelt, so ergibt sich der tatsächliche Winkel Γ*= LHHLLL(135^. In Fig. 2 sind einige charakteristische Winkel Tals 6-Bit-Worte angegeben, und zwar LLLLLL a 0^a. LLHLLL a 45°; LHLLLL α 90^α, LHHLLL Al35^a, HLLLLL α 180^α, HLHLLL α225°und «HLZ.Z.Z. a 270°.

Fig. 3 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel für eine digitale Koordinatentransformations-Schaltung zur Umrechnung der digitalen Chrominanz-Signale ,V und >' in die digitalen Farbton-Signale T und die digitalen Sättigungs-Signale S. Die Koordinatentransformations-Schaltung besteht aus einer Invertierungs-Stufe 10, einer Quadranten-Erkennungsstufe 11, einem Tabellen-Speicher 12 und aus einer weiteren Invertierungsstufe 51, einem Tabellen-Speicher !2 und aus einer weiteren Invertierungs-Stufe 13.

Die digitalen Chrominanz-Signale Xund Kmögenim Ausführungsbeispiel eine Wortlänge von jeweils 8 Bit aufweisen, wobei die einzelnen Bits mit kleinen Buchstaben bezeichnet und deren Wertigkeiten durch Indizes angegeben sind. Bei der 8-Bit-Auflösung sind die Endwerte im AT-Koordinatensyslem I X₁₁ = Y„ = 255 und somit XJl = YJl = 127.

Die höchstwertigen Bits (MSB) A₇ und» der Chrominanz-Signale .Y und Kauf den Leitungen Hund 15 werden in einem Exklusiv-ODER-Tor 16 und einem Inverter 17 der Quadranten-Erkcnnungsstufe 11 logisch aus- jo gewertet. Die Ausgangssignale d und k, der Quadranten-Erkennungsstufe U auf den Leitungen 18 und 19 bilden die digitalen Quadranten-Kennummern ä 2-Bit derjenigen Quadranten, in welche die zu untersuchenden Farborte F fallen. Die Ausgangssignale t, und /5 sind gleichzeitig die höchstwertigen Bits der zu bestimmenden digitalen Farbton-Signale T.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liefern die Werte Λ" > 128 und X < 128 eine Aussage darüber, ob der zu untersuchende Farbort /"rechts (Quadrant 0: III) oder links (Quadrant I; II) der Γ-Achse und die Werte y>128und K< 128 die entsprechende Aussage, ob der Farbort /"oberhalb (Quadrant C; I) oder unterhalb (Quadrant II; III) der A"-Achse liegt. Die betreffenden Quadranten werden durch Untersuchung der jeweils höchstwertigen Bits (MSB) .v₇ und v? nach folgender Tabelle festgestellt:

X > 128 α χ, = H (Quadrant 0 oder III) X < 128 α χ, = L (Quadrant I oder II)

Y > 128 α y. = H (Quadrant 0 oder 1)

Y < 128 Ay. = L (Quadrant II oder III)

(9)

50

Diese Beziehungen werden in dem Exclusiv-ODER-Tor 16 und dem Inverter 17 der Quadranten-Erken- nungsstufe 11 nach folgender Wahrheitstabelle ausgewertet:

60

MSB	.η	Q-K-Nr	*	Quadrant
Λ7	H	f>	L
H	H	L	L	0
T L.	L	H	H	I
L	I.	L	H	Il
H	H	IH

(10)

65

	.ν'	bis	*l	L	y	bis .Vf,
L	-Vl	bis		H	/υ	bis Λ
H				Hi

In der Invertierungs-Stufe 10 werden gemäß F i g. 2 die

digitalen Farbkoordinaten A"und Y'des A"f"-Koordinatensystems 8 betragsmäßig ohne Zusatz eines Vorzeichens ermittelt.

Dazu werden die restlichen Bits (LSB) .v„ bis x,, des digitalen Chrominanz-Signals X in der Invertierungs-Stufe 10 auf eine erste Gruppe von sieben Exklusiv-ODER-Toren 20 bis 26 und die entsprechenden restlichen Bits λ bis >fc des digitalen Chrominanz-Signals Y auf eine zweite Gruppe von weiteren sieben Exklusiv-ODER-Toren 27 bis 33 gegeben. Alle Exklusiv-ODER-Torc 20 bis 26 der ersten Gruppe sind mit einem Inverter 34 verbunden, in dem das höchstwertige Bit (MSB) .V₇ des digitalen Chrominanz-Signals A" invertiert wird. Alle Exklusiv-ODER-Tore 27 bis 33 der zweiten Gruppe sind an einem weiteren Inverter 35 angeschlossen, welcher das höchstwertige Bit (MSB) ^₇ des digitalen Chrominanz-Signals Y invertiert. Die Bits x_n' bis *„' an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. die Bits χ,' bis .vi,' an den Ausgängen der Exklusiv-ODER-Tore 27 bis 33 bilden die digitalen Farbkoordinaten X' und Y' des verschobenen X' und Y' des verschobenen A"J"-Koordinatensystems 8 nach Fig. 2.

Mit Hilfe der Exklusiv-ODER-Tore 20 bis 26 bzw. 27 bis 33 erfolgt eine von den höchstwertigen Bits (MSB) χ-, bzw. Y₁ gesteuerte Invertierung oder Nichtinvertierung alier niederwertigen Bits (LSB) x„ bisx_k bzw._y„ bis .H, derd^:5italen Chrominanz-Signale A" und Y nach den Tabellen:

Ist beispielsweise das höchstwertige Bit X₁ = L, liegt der entsprechende Farbort F im Quadranten i oder ii, und die Farbkoordinaten A" berechnen sich gemäß Fig. 2 nach der Beziehung X' = X - 127, die im digitalen Bereich durch Weglassen des höchstwertigen Bits (MSB) und Invertierung aller niederwertigen Bits (LSB) realisiert wird. 1st dagegen X₁ = H, befindet sich der Farbort F im Quadranten 0 oder III, und die zugehörigen Farbkoordinaten A" ergeben sich nach den Gleichungen A" = 128 - A", die im digitalen Bereich durch Weglassen des höchstwertigen Bits (MSB) und Nichtinvertierung aller niederwertigen Bits (LSB) gelöst wird Auf dieselbe Weise wird das Bit>^ ausgewertet.

Die in der Invertierungs-Stufe 10 gewonnenen digitalen Farbkoordinaten A" und Ta 7 Bit rufen überc'e Leitungen 36 die 14-Bit-Adressen des Tabellen-Speichers 12 auf. Im Tabellen-Speicher 12mit einer Speicherkapazität von 16 K X 8 ist für jede A" T-Wertekombination ein 4-Bit-Farbtonwert T* Uo bis /3) und ein 4-Bit-Sättigungswert S(S₀ bis s_}) abgespeichert, die nach den angegebenen Gleichungen (I) und (2) Tür den Hauptqua dranten berechnet wurden. Somit können in Abhängigkeit der A" T-Wertekombinationen sechzehn digitale Sättigungswerte S und sechzehn digitale Farbtonwerte T* pro Quadrant aus dem Tabellenspeicher 12 abgerufen werden.

Die aus dem Tabellen-Speicher 12 ausgelesenen Färb tonwerte T* bilden die niederwertigen Bits (r₀ bis /3 und die in der Quadranten-Erkennungsstufe 11 gewon nenen Quadranten-Erkennungsstufe 11 gewonnener Quadranten-Kennummern (r₄ und f₅) die hochwertiger Bits der gesuchten digitalen Farbton-Signale T mi einer Wortlänge von 6 Bit.

Falls der zu untersuchende Farbort F im Quadranten I oder ill liegt, werden die digitalen Farbton-Signale T* in der Invertierungs-Stufe 13 invertiert, die mit dem Ausgang 37 des Tabellen-Speichers 12 verbunden ist. Die Invertierungs-Stufe 13 besteht aus vier Exklusiv-ODER-Toren 39 bis 42, welche über einen weiteren Inverter 43 vom Ausgangssignal /₄ der Quadranten-Erkennjngsstufe 11 gesteuert werden.

Durch die gesteuerte Invertierung wird erreicht, daß die Farbtonsignale T* von 0 bis 63 bzw. die Winkel von 0 bis 360° von Quadrant zu Quadrant stetig ansteigen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Koordinatentransformations-Schaltung.

Während der Tabellen-Speicher 12 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 eine Kapazität von 16K x 8 Bit aufweist, hat der Tabellen-Speicher 12' in Fig. 4 eine geringere Kapazität, z. B. von I K x 8 Bit. Die geringere Kapazität hat unter anderem den Vorteil, daB die Zugriffszeit kurzer und damit die Arbeitsgeschwindigkeit der Koordinatentransformations-Schaltung größer ist.

Während die in der Invertierungs-Stufe 10 gewonnenen Farbkoordinaten A" und Y' nach wie vor ais zweimal 7-Bit-lnformationen vorliegen, können bei dem kleinen Tabellen-Speicher 12' nur zweimal 5-Bit-Adressen ausgewählt werden. In diesem Falle müssen die niederwertigen Bits der Farbkoordinaten A" und Y' unberücksichtigt bleiben, was aber zu einer ungenauen Koordinatenumwandlung führen würde. Zur Verbesserung der Genauigkeit, insbesondere bei der Berechnung der digitalen Farbton-Signale 7" aus kleinen Farbkoordinatenwerten A" und Y, ist dem Tabellen-Speicher 12' eine steuerbare Verschiebe-Stufe (46) (Shifter) vorgeschaltet. Mit der Verschiebe-Stufe 46 wird eine aufwärts gerichtete Stellenverschiebung der Farbkoordinaten A" und Y' gemäß einer Multiplikation um einen Faktor »α« durchgeführt, wodurch die Anzahl der Stellen, am die verschoben wird, von Wertebereichen A, B und C für die digitalen Färb koordinaten A" und Y' abhängig ist. Nach einer Stellenverschiebung wird der Tabellen-Speicher 12' nicht mehr durch die Farbkoordinaten A" und Y', sondern von den vergrößerten Farbkoordinaten X" = aX' und Y" = aY' adressiert. In diesem Falle ergeben sich die digitalen Farbton-Signale 7"* und die Sättigungs-Signale S nach den Beziehungen:

V(aX')¹ + (aY)²

(12)

Y'²

10

Die digitalen Farbkoordinaten A" und Y' werden um

zwei Stellen aufwärts geschoben (o = 4). Die niederwer tigen Bits x,', und .v'i sowiey₀ und/; werden ausgewertet.

Die hochwertigen Bits*;, und x'$ sowie^, und/< werden

nicht berücksichtigt, da sie ohnehin 0 sind.

Im Wertebereich B stellt die Verschiebe-Schaltung46 folgende Verbindung her:

20

25

A-I

A",

Die digitalen Farbkoordinaten A" und Y' werden um

eine Stelle aufwärts geschoben (o = 2). In diesem Fall gehen jeweils nur die niederwertigen Bitsxf, und>(,der

Farbkoordinaten verloren. Ihre hochwertigen Bits x'_b

und y_e können unberücksichtigt bleiben, da sie 0 sind.

Im Wertebereich C werden durch die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindungen hergestellt:

X¹S	*y\/*	/Yl
Xl	*y\/*	/Y"
Χ'ϊ	Y\/	/Yi
Xl	*r,/*	/17
X'i	Y\/	/JTf
	Y'_u

40

45

at;-XV XV Xy

-X'i
-Xt

-X'i

50

arctan

aY' aX'

X'i

X'o

n-

YV YV YV

Yy Y\

Y'o

■Yi Y'y

Y'i

Yi Y'i

Die Wertebereiche A, B und C sind in der Fig. 2 für den Quadranten I eingetragen. In den Wertebereich A fallen kleine, in den Wertebereich B mittlere und in den Wertebereich C große Werte von A" und Y.

Im Wertebereich A stellt die Verschiebe-Schaltung 46 folgende Verbindungen her:

(13) Die digitalen Farbkoordinaten X' und Y werden geradeaus durchgeschaltet (a = 1) und die niederwertigen Bits jco und x\ sowie /₀ und /| abgeworfen.

Als Verschiebe-Stufe 46 kann beispielsweise ein integrierter Four-Bit-Shifter vom Typ Am 25 S10 der Firma Advanced Micro Devices, Inc. Verwendung finden. Diese Bausteine werden von 2-Bit-VerschiebebefehIen K₁ und V₇ an einen Steuereingang 41 nach folgender

Tabelle gesteuert:

65

Wertebereich	Verschiebung	Vcrschiebe-Befehl	»Y
		K,	L
A	2X	H	H
B	IX	L	L
C	0	L

Die Wertebereiche A, B und C können durch die Bits x\, .*'<. .vj,./₄./< und /t, der digitalen Farbkoordinaten A" und Y' definiert werden. Diese Bits adressieren einen Festwertspeicher 48 (PROM) nach einer Verknüpfung der Hits x'_b und /,, in einem ODER-Tor 49 über die Adresseneingänge 50. In dem Festwertspeicher 48 sind die Verschiebebefehle K₁ und V₂ in Abhängigkeit der Wertebereichί A, B und Cgespeichert. Diese Verschiebebefehle gelangen über eine Leitung 51 an die Steuereingänge 47 der Versehiebe-Stufe 46.

Wie aus den angegebenen Gleichungen (12) und (13) hervorgeht, ergeben sich für die Wertebereiche A und B digitale Sättigungs-Signale S, die um den Faktor »α« zu groß sind und korrigiert werden müssen. Aus diesem Grunde ist dem Ausgang 38 des Tabellen-Speichers 12' eine entsprechende Korrektur-Stufe 52 nachgeschaltet, die ebenfalls von den Verschiebbefehlen V₁ und V₁ auf den Leitungen 51 über die Steuereingänge 53 gesteuert wird. Die Korrektur-Stufe 52 nimmt eine abwärts gerichtete Stellenverschiebung vor, die einer Division durch den Faktor »α« entspricht.

Die Korrektur-Stufe 52 kann entweder als Verschiebe-Stufe (Shifter), die in ihrer Wirkungsweise der Verschiebe-Stufe 46 entspricht, oder aber gemäß F i g. 5 ausgebildet sein.

Anstelle des Tabellen-Speichers 12 in F i g. 3 mit einer Kapazität von 16 K x 8 Bit oder des Tabellen-Speichers 12'inFig.4mit einer Kapazität von 1 Kx8 Bit könnten selbstverständlich auch zwei getrennte Tabellen-Speicher mit jeweils 16 KX4 Bit bzw. 1 KX4 Bit verwendet werden, wobei in dem ersten Tabellenspeicher die digitalen Farbton-Signale T und in dem zweiten Tabellenspeicher die digitalen Sättigungssignale Sabgespeichert sind.

In diesem Falle könnte eine Variante der in F i g. 4 dargestellten Koordinaten-Transformations-Schaltung darin bestehen, daß nur dem ernten Tabellenspeicher die Verschiebe-Schaltung 46 vorgeschaltet wird, während der zweite Tabellenspeicher direkt von der Invertierungs-Stufe 10 adressiert wird. Dann müßten allerdings jeweils die niederwertigen Bits x'_o und x\ sowie/„ und/, der Farbkoordiruuen X' und K' abgeworfen werden, wodurch die Koordinatenberechnung ungenauer wird. Die Variante hätte aber den Vorteil, daß eine Korrektur der Sättigungs-Signale S entfallen könnte. Die Rundung des Ergebnisses könnte mit in den zweiten Tabellenspeicher einprogrammiert werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Korrektur-Stufe 52 zeigt Fig. 5.

Die Korrekturstufe 52 besteht i:fi wesentlichen aus vier steuerbaren Gattern 54 bis 57 und aus einem programmierbaren Festwertspeicher 58 (PROM).

Die Gatter 54 bis 57 (z. B. vom Typ SN 74 LS 244 der Firma Texas Instruments) stehen mit den Ausgängen 38 des Tabellen-Speichers 12' in Verbindung. Die Gatter weisen 3-State-Ausgänge auf, deren Zustände von einem Freischalt-Eingang 59 her derart gesteuert werden, daß die Leitungen bei einem log. »L« am Freischalt-Eingang 59 durchgeschaltet (Ausgang niederohmig) und bei einem log. »H« gesperrt (Ausgang hochohmig) sind.

Der Festwertspeicher 58 (z. B. vom Typ SN 74 S 288) mit einer Kapazität von 32 x 8 Bit weist ebenfalls 3-Siate-Ausgänge auf, deren Zustände von einem Freischalt-Eingang 61 her gesteuert werden. Da sowohl die Gatter als auch der Festwertspeicher 3-State-Ausgänge aufweist, können die Ausgangsleitungen unmittelbar verbunden werden.

Der Festwertspeicher 58 hat zwei Speicherbereiche a 16 Bit, in dener: jeweils die durch a = 4 bzw. a - 2 dividierten und gegebenenfalls gerundeten Daten des Tabellen-Speichers 12' abgelegt sind. Diese Daten wer den über vier der 5-Bit-Adreß-Eingänge 60, die mit den

Ausgängen 38 des Tabellen-Speichers 12 verbunden

sind, angewählt. Die Auswahl des Speicherbereiches erfolgt über den fünften Adreß-Eingang 60'.

Die Steuereingänge 53 der Korrektur-Stufe 52, an

ίο denen die Verschiebebefehle K, und V₁ erscheinen, stehen über ein ODER-Tor 63 mit dem Freischalt-Eingang 59 der Gatter 54 bis 57 und über einen Inverter 64 mit dem Freischalt-Eingang 61 des Festwertspeichers 58 in Verbindung. Der Adreß-Eingang 60' des Festwertspei chers 58 ist mit dem Verschiebebefehl K₁ als Steuerbit beaufschlagt.

Die Wirkungsweise der Korrekturstufe 52 ist folgende. Für den Fall, daß in der Verschiebe-Schaltung Λ6 keine Stellenverschiebung stattgefunden hat_ (siehe

Tabelle 17; K, = K, = L), sind die Gatter 54 bis 57 uurchgeschaltet, und es findet keine Korrektur der aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale 5* statt. Falls aber in der Verschiebe-Schaltung 46 eine Stellenverschiebung um »1« oder »2« durchgerührt wurde (Tabelle 17; K, = H oder L; K, = L oder H). sind die Gatter 54 bis 57 gesperrt und die Ausgänge 62 des Festwertspeichers 58 wirksam. Dann adressieren die aus dem Tabellen-Speicher 12' ausgelesenen digitalen Sättigungs-Signale S* den Festwertspei- eher 58 und der Verschiebefehl V₁ am Adreß-Eingang 60' entscheidet als Steuerbit darüber, ob die durch den Faktor »2« oder »4« dividierten und damit korrigierten Sättigungs-Signale S aus dem Festwertspeicher 58 ausgelesen werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Umwandlung von digitalen Chrominanz-Signalen eines rechtwinkligen Farbkoordinaten-Systems in digitale Farbton-Signale und Sättigungs-Signale eines polaren Farbkoordinaten-Systems unter Verwendung eines Digital-Speichers nach Patent P29 23 473, gekennzeichnet durch