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DE69210488T2 - Verbesserung bei der verarbeitung von videosignalen - Google Patents

Verbesserung bei der verarbeitung von videosignalen

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Publication number
DE69210488T2
DE69210488T2 DE69210488T DE69210488T DE69210488T2 DE 69210488 T2 DE69210488 T2 DE 69210488T2 DE 69210488 T DE69210488 T DE 69210488T DE 69210488 T DE69210488 T DE 69210488T DE 69210488 T2 DE69210488 T2 DE 69210488T2
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DE
Germany
Prior art keywords
pal
signal
pass filter
pass
chrominance
Prior art date
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Application number
DE69210488T
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English (en)
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DE69210488D1 (de
Inventor
Martin Cossington House Weston
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British Broadcasting Corp
Original Assignee
British Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by British Broadcasting Corp filed Critical British Broadcasting Corp
Publication of DE69210488D1 publication Critical patent/DE69210488D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69210488T2 publication Critical patent/DE69210488T2/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N11/00Colour television systems
    • H04N11/06Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
    • H04N11/12Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
    • H04N11/14Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
    • H04N11/16Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system the chrominance signal alternating in phase, e.g. PAL-system

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)
  • Details Of Television Scanning (AREA)
  • Picture Signal Circuits (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft das Weston Clean PAL (W-PAL)-Videosignal und insbesondere die Gestaltung eines praktisch verwirklichbaren Assemblers und eines Verteilers bzw. Signalwegleiters in einem W-PAL-System.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das W-PAL-Kodier- und -Dekodiersystem (ebenso bekannt als Weston Clean PAL) ist in GB-A-15343268, GB-A-1534269 und GB-A-1534270 und im BBC Research Department Report 1980/1, Februar 1980 beschrieben. Es ist ebenso eine Form von "Clean PAL" bzw. "sauberen PAL", das Kammfilter und eine Modulation der Luminanz bei bzw. auf einer Frequenz des zweifachen der Hilfsträgerfrequenz (2fsc) verwendet, um Übersprechen zwischen dem Luminanz- und Chrominanz-Signalen zu verringern.
  • Alle vorgeschlagenen W-PAL-Systeme beinhalten einen Bandpaßfilter, der die Wirkung des Karnmfilters auf das Hilfsträgerband (ungefähr 3,3 bis 5,5 MHz) für das System I-PAL beschränkt. Übersprechen wird vollständig bei allen Frequenzen innerhalb dieses Bandes beseitigt, wo der Bandpaßfilter Verstärkung 1 aufweist, und ebenso bei allen Frequenzen außerhalb des Bandes, wo der Filter Verstärkung 0 aufweist. Aber etwas Übersprechen verbleibt in dem Übergangs-Band, wo die Antwort weder 1 noch 0 ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung zielt darauf, dieses Rest-Übersprechen zwischen Luminanz- und Chrominanz-Signalen zu verringern oder zu beseitigen.
  • Die Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche, auf die bezuggenommen werden sollte, festgelegt.
  • Im wesentlichen ersetzt die Erfindung den Bandpaßfilter durch ein Hochpaßfilter und führt einen weiteren Filter ein, um die Unsymmetrie zwischen den verschiedenen Signaipfaden in dem Übergangsband auszugleichen.
  • Andere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
  • Figuren 1a) bzw. 1b) blockschematische Diagramme eines Weston Clean PAL (W-PAL)- Kodierers bzw. -Dekodierers darstellen;
  • Figur 2 ein Blockdiagramm eines idealen W-PAL-Systems darstellt, das vollständig Übersprechen beseitigt;
  • Figur 3a) ein blockschematisches Diagramm eines konventionellen W-PAL- Assemblers darstellt;
  • Figur 3b) ein blockschematisches Diagramm eines herkömmlichen W-PAL- Verteilers ist;
  • Figuren 4a) bis e) Frequenzantworten unter bestimmten Bedingungen des Bandpaßfilters der Figur 3 zeigt;
  • Figuren 5a) bis e) Frequenzantworten unter denselben Bedingungen zeigt, wobei der Bandpaßfilter durch einen Hochpaßfilter ersetzt ist;
  • Figuren 6a) bis g) Frequenzantworten für einen kompensierten Hochpaßfilter zeigt;
  • Figuren 7a) bzw. b) Implementationen eines W-PAL-Assemblers bzw. -Verteilers für die Filter der Figur 6 zeigen;
  • Figuren 8a) bzw. b) alternative Implementationen des Assemblers bzw. Verteilers zu den in der Figur 7 gezeigten zeigt;
  • Figur 9 Frequenzantworten für die einzelnen Komponenten bzw. Bestandteile eines praxisbezogenen Filters zeigt; und
  • Figur 10 Gesamt-Frequenzantworten unter vier Testbedingungen zeigt.
  • Beschreibung der besten Art und Weise
  • Figuren 1(a) & (b) sind Gesamt-Blockdiagramme des W-PAL-Kodierers und - Dekodierers. In dem Kodierer werden das hereinkommende Luminanzsignal (Y) und die zwei Chrominanzsignale (U & V) getrennt bei 10, 12, 14 vorgefiltert und in dem Dekodierer werden die herausgehenden Y, U & V-Signale getrennt bei 20, 22, 24 nachgefiltert. Diese Vor- und Nach-Filter bestimmen die Gesamteigenschaften bzw. Gesamtcharakteristiken des Systems, aber sie haben keine irgendwie geartete Wirkung auf das Übersprechen, so daß sie um der gegenwärtigen Analyse willen ignoriert werden können.
  • In ähnlicher Weise erzeugt die Kombination der zwei Chrominanzsignale in ein einziges Signal (C=U+V/U-V), was ein Merkmal von W-PAL ist, Übersprechen zwischen den beiden Chrominanzsignalen (was durch die Vor- & Nach-Filter verringert wird). Aber diese Kombination hat keine Wirkung auf das Übersprechen zwischen Luminanz und Chrominanz und kann also ignoriert werden.
  • Dies läßt nur noch die 2fsc-Modulation, die bei 30 gezeigt ist, einen Assembler 32, einen Verteiler 34 und einen Remodulator 36 als Beitrag zum Übersprechen übrig. Wir hätten gerne, daß dies gleich einem einzigen Modulator in dem Luminanzpfad und einem Bandpaßfilter in dem Chrominanzpfad ist. Das Gesamtsystem würde dann dem in der Figur 2 gezeigten gleichen, bei welchem Übersprechen offensichtlich unmöglich ist.
  • Die folgende Beschreibung zeigt, wie diese Gleichheit erreicht werden kann, indem der Assembler und der Verteiler ("Splitter") sorgfältig gestaltet werden.
  • Assembler und Verteiler
  • Figur 3 zeigt das Blockdiagramm des Assemblers und Verteilers, wie er in allen vorhergehenden Druckschriften beschrieben wurde, zum Beispiel im BBC Research Department Report 1980/1 und in GB-A-1,534,269, auf die zuvor verwiesen wurde. In der Figur werden die Y- und C-Signale bei 40 aufsummiert und durch den Bandpaßfilter 42 gefiltert. Die Ausgabe wird durch eine Videozeile bei der Verzögerungseinrichtung 44 verzögert und ebenso von der ungefilterten Luminanz Y(t) durch den Substrahierer 46 substrahiert. Das Ausgangssignal des Substrahierers 46 und das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 42 werden durch den Addierer 47 aufsummiert und durch den 5,5 MHz-Tiefpaßfilter 48 gefiltert, um das W-PAL-Signal auszubilden. Bei dem Verteiler wird das empfangene Signal durch die Zeilen-Verzögerungseinrichtung 50 verzögert und sowohl die Verzögerung als auch die unverzögerten Signale in den Substrahierer 52 eingegeben. Das Ausgangssignal des Substrahierers wird durch den Filter 54 bandpaßgefiltert, um Co bereitzustellen und dieses Ausgangssignal wird von dem Addierer 56 zu dem verzögerten Signal addiert, um Yo bereitzustellen. In der Praxis werden ausgleichende Verzögerungen ebenso mit eingeschlossen, um Verzögerungen abzustimmen bzw. anzupassen, die durch die Filter verursacht werden. In der Praxis würde es zwei getrennte (5,5 MHz) Tiefpaßfilter bei dem Kodierer und Dekodierer geben, aber zur Vereinfachung der Analyse wurden diese in L zusammengefaßt bzw. konzentriert. Ein Verstärkungsfaktor von 1/2 wurde ebenso in den Bandpaßfilter F hineingepackt bzw. dort zusammengefaßt.
  • Aus der Figur 3 kann gesehen werden, daß das Ausgangssignal von dem Assembler (PAL) durch folgendes gegeben wird:
  • PAL(t) = L*{Y(t) + F*[Y(t-T) - Y(t) + C(t-T) + C(t-T) - C(t)]} ...[1]
  • (wobei * Faltung darstellt).
  • Die Luminanz-(Yo) und die Chrominanz-(Co)-Ausgänge des Verteilers werden durch folgendes gegeben:
  • Yo(t) FAL(t-T) + F*[ PAL(t) - FAL(t-T) ] ...[2]
  • Co(t) F*[ PAL(t) - PAL(t-T) ] ...[3]
  • Setzt man [1] in [2] & [3] ein und faßt Ausdrücke zusammen, so ergibt sich:
  • Yo(t) = L*{ [ F - F*F ] * Y(t) +
  • [1 - 2F + 2 F*F ] * Y(t-T) +
  • [ F - F*F ] * Y(T-2T) +
  • [ - F*F ] * C(t) +
  • [ - F + 2F*F ] * C(t-T) +
  • [ F - F*F ] * C(t-2T) } ... [4]
  • Co(t) = L*{ [ F - F*F ] * Y(t) +
  • [ - F + 2F*F ] * Y (t-T) +
  • [ - F*F ] * Y(t-2T) +
  • [ - F*F ] * C(t) + [ + 2F*F ] * C(t-T) +
  • [ - F*F ] * C(t-2T) } ... [5]
  • Für tiefe Frequenzen (wo L= 1 & F=0) vereinfachen sich diese Ausdrücke zu:
  • Yo(t) = Y(t-T) ... (6]
  • &
  • Co(t) = 0 ... [7]
  • so daß es kein Übersprechen bei tiefen Frequenzen gibt.
  • Bei dem Passierband von F (wo L= 1 & F=0,5) vereinfachen sie sich zu:
  • Yo(t) = 0,25 * Y(t) +
  • 0,5 * Y(t-T) +
  • 0.25 * Y(T-2T) +
  • -0.25 * C(t) +
  • 0.0 * C(t-T) +
  • 0.25 * C(t-2T) ... [8]
  • Co(t) = 0.25 * Y(t) +
  • 0.0 * Y(t-T) +
  • -0.25 * Y(t-2T) +
  • -0.25 * C(t) +
  • 0.5 * C(t-T) +
  • -0.25 * C(t-2T) } ... [9]
  • Somit beinhalten die Luminanz- und Chrominanzausgangssignale des Verteilers jeweils eine Mischung aus Luminanz- und Chrominanzkomponenten von drei aufeinanderfolgenden Eingangszeilen.
  • Aber die Remodulation des Luminanz-Ausgangssignals in der korrekten Phase addiert einen Satz von Alias-Komponenten, was den Y(t-T) Term verdoppelt und die Y(t), Y(t-2T), C(t) & C(t-2T) Terme streicht.
  • In der Tat muß die Verzögerung, um dies zu erreichen, exakt 1135/2 Zyklen von 2fsc betragen, was 63,999639 µs ist, eher als eine exakte Zeile. Wird diese Verzögerung digital so erreicht, indem zeilengesperrtes Abtasten verwendet wird, wird idealerweise eine horizontale Interpolationseinrichtung benötigt. Da die Verschiebung nur 0,361 ns beträgt, ist es wahrscheinlich nicht Wert, sich darüber Gedanken zu machen.
  • In ähnlicher Weise streicht bzw. beseitigt die Demodulation der Chrominanz die ungewünschten Y(t)-, Y(t-2T)-, C(t)- & C(t-2T)-Komponenten.
  • Diese Streichung wird nur in den Übergangsbändern auftreten, (wo 0 < F < 0,5) falls die Aliase korrekt mit dem Original zusammenpassen. Da sowohl die Remodulation der Luminanz als auch die Demodulation der Chrominanz das Spektrum invertieren, müssen die folgenden vier Bedingungen erfüllt sein:
  • 1) Um den Y(t) Term in [4] neu zu erzeugen, muß L*[1-2F+2F*F] schiefsymmetrisch sein:
  • L*[1-2F+2F*F] + L'*[1-2F'+2F'*F'] = 1 ...[10]
  • (wobei L'(f) = L(2fsc-f), & F'(f) = F(2fsc-f))
  • 2) Um die Y(t), Y(t-2F) & C(t-2T) Terme in [4] und den Y(t) Term in [5] zu streichen, muß L*[F-F*F] symmetrisch sein;
  • L*[F-F*F] - L'*[F'-F'*F'] = 0 ... [11]
  • 3) Um den C(t) Term in [4] und die Y(t-2T), C(t) & C(t-2T) Terme in [5] zu streichen, muß L*F*F symmetrisch sein:
  • L*F*F - L'*F'*F' = 0 ... {12]
  • 4) Um den C(t) Term in [4] zu eliminieren und den Y(t) Term in [5] zu eliminieren, muß L[F-2F*F] 0 oder punktsymmetrisch sein:
  • L*[F-2F*F] + L'*{F'-2F'*F'] = 0 ... [13]
  • Unglücklicherweise ist es nicht möglich, irgendwelche dieser Bedingungen zu genügen, falls F ein symmetrischer Bandpaßfilter ist. Zum Beispiel zeigt Figur 4 die Gesamtantworten für den Fall eines Bandpaßfilters, dessen Hochfrequenz-Grenzfrequenz mit jener des Tiefpaßfilters L zusammenpaßt. Keine der Antworten ist korrekt. Figur 4a) zeigt die Grenzfrequenzen des Filters L (Tiefpaß) und F (Bandpaß). Figuren 4b) bis e) zeigen die Antworten unter den vier Bedingungen.
  • Jedoch, falls der Bandpaßfilter durch einen Hochpaßfilter ersetzt wird, können die Bedingungen (1) & (2) durch folgendes erfüllt werden:
  • L - 4.F'*(1-F') ... [14]
  • Dies wird durch Figur 5 erläutert, die zeigt, daß Bedingungen (1) & (2) erfüllt sind, aber (3) & (4) nicht! In der Tat ist die Bedingung (3) beträchtlich schlechter und die Bedingung (4) nur leicht besser.
  • Jedoch haben wir begrüßt, daß dieses Problem gelöst werden kann, indem ein Extrafilter X zu den Chrominanzpfaden in dem Assembler und dem Verteiler zugegeben wird. So daß:
  • PAL(t) = L*{ Y(t) + F*[ Y(t-T) - Y(t) + C(t-T) - X*C(t) ] } ... [15]
  • Y'(t) = PAL(t-T) + F*[ PAL(t) - PAL(t-T) ] ... [16]
  • C'(t) = F*[ PAL(t) - X*PAL(t-T) ] ... [17]
  • Y'(t) = L*{ [ F - F*F ] * Y(t) +
  • [1 - 2F + 2F*F ] * Y(t-T) +
  • [ F - F*F ] * Y(t-2T) +
  • [ - X*F*F ] * C(t) +
  • [ - X*F + (1+X)*F*F ] * C(t-T) +
  • [ F - F*F ] * C(t-2T) } ... [18]
  • C'Tt) = L*{ [ F - F*F ] * Y(t) +
  • [ - X*F + (1+X)*F*F ] * Y(t-T) +
  • [ - X*F*F ] * Y(t-2T) +
  • [ - X*F*F ] C(t) +
  • [ (1+X*Z)F*F ] * C(t-T) +
  • [ - X*F*F ] * C(t-2T) } ... [19]
  • Die Bedingungen für Transparenz lauten nun:
  • 1) L*[1 - 2F + 2F*F] muß wie zuvor antisymmetrisch sein
  • 2) L*[F - F*F] muß wie zuvor symmetrisch sein.
  • 3) L*X*F.F muß symmetrisch sein
  • 4) L*[X*F - (1+X)F*F] muß punktsymmetrisch sein.
  • Die Bedingungen [1] & [2] sind dieselben wie zuvor, was genauso gut ist, da sie bereits durch Gleichung [14] erfüllt wurden. Die Bedingungen [3] und [4] können durch folgendes erfüllt werden:
  • X(f) = F'(f)/[1 - F'(f)] ... [20]
  • wobei F'(f) = F(2fsc - f)
  • Figur 6 zeigt die sich ergebenden Antworten.
  • die Gesamt-Chrominanzkanalantwort ist L*[1+X*X)F*F, was in Figur 6(f) gezeigt ist, und die effektive Band-Band-Antwort nach der Demodulation in Figur 6(g). Alle diese Figuren wurden gezeichnet, wobei F ein Geraden-Übergangsband aufweist, aber natürlich kann jegliche Gestalt bzw. Form verwendet werden, vorausgesetzt F, L & X erfüllen die Gleichungen [14] & [20]. Es ist somit möglich, die Gestalt der Chrominanzantwort wie erforderlich einzustellen, zum Beispiel um eine Transparenz spektral gefalteter Chrominanzsignale zu gewährleisten.
  • Implementation
  • Figuren 7(a) & 7(b) zeigen Blockdiagramme des Assemblers und des Verteilers bzw. Splitters, die den Extra-Kompensationsfilter X gemäß den Gleichungen [15] [16] & [17] beinhalten. Diese erfordern, daß der Hochpaßfilter verdoppelt bzw. vervielfältigt wird. Figuren 8(a) & 8(b) zeigen eine alternative Anordnung, wo der Filter F nicht verdoppelt bzw. vervielfältigt wird, obwohl der Verteiler zwei Zeilenverzögerer T benötigt. Dies wäre wahrscheinlich billiger zu implementieren, da heutzutage digitale Verzögerungen billiger sind als Filter.
  • Betrachtet man Figur 7 detaillierter, so weist der Assembler einen Substrahierer 146, einen Addierer 147, eine Verzögerungseinrichtung 144 und einen Tiefpaßfilter 148 zusammen mit dem herkömmlichen W-PAL-Assembler, der in Figur 3(a) gezeigt ist, auf.
  • Das Eingangssignal der Zeilenverzögerungseinrichtung 144 ist das Luminanzsignal, das durch den Hochpaßfilter F, 150 gefiltert ist und im Addierer 152 zu dem Chrominanzsignal addiert wird, das durch den Hochpaßfilter F, 154 gefiltert wird. Somit muß das Filter F für die Y- und C-Signale wiederholt werden.
  • Das zusätzliche Tiefpaßfilter X, 156 wird an das Chrominanzsignal nach dem Hochpaßfilter angelegt. Das Ausgangssignal X*F*C(t) bildet das negative Eingangssignal zu dem Substrahierer 146. Das positive Eingangssignal zu dem Substrahierer wird durch das Luminanzsignal geliefert, das durch den Hochpaßfilter F, 150 gefiltert wird, substrahiert im Substrahierer 158 von dem ungefilterten Luminanzsignal Y somit lautet das Ausganssiganl des Substrahierers 158 Y(t) - F*Y(t) - [X*F*C(t)] un dies bildet ein Eingangssignal zu dem Addierer 147, dessen anderer Eingang F* [Y(t-T) + C(t-T)] lautet.
  • Somit entspricht das PAL-Ausgangssignal:
  • L * < Y(t) + F* [Y(t-T) - Y(t) + C(t-T) - X*C(t)]>
  • was der Gleichung 15 entspricht.
  • In dem Verteiler ist die Gestaltung identisch zu jener der Figur 3b), und zwar mit der Zugabe des Tiefpaßfilters X, 160 zwischen der Zeilenverzögerungseinrichtung 162, die an das empfangene W-PAL-Signal angelegt wird, und dem Substrahierer 164, der PAL (t-T) von PAL (t) abzieht.
  • Nimmt man Bezug auf Figur 8, so sind die Eingänge zum Addierer 247 vor dem Filter L, 248 das unverarbeitete Luminanzsignal Y(t) und das Ausgangssignal des Hochpaßfilters F 250. Ein Addierer 252 addiert Y(t) und C(t), was dann um eine Zeile in der Verzögerungseinrichtung 254 bzw. in dem Verzögerer 254 verzögert wird, um Y(t-T) + C(t-T) zu erzeugen. Das Chrominanzsignal wird durch den Tiefpaßfilter X, 256 gefiltert und von dem verzögerten Signal zusammen mit Y(t) bei einem Substrahierer 258 abgezogen, dessen Ausgangssignal deshalb Y(t-T) + C(t-T) - Y(t) - X*C(t) lautet. Dieses wird durch den Filter F, 250 gefiltert, so daß das Ausgangssignal vor dem Filter L, 248 lautet: Y(t) + F*[Y(t-T) + V(t-T) - Y(t) - X*C(t)]
  • was nach dem Filtern im Filter 248 die Gleichung 15 erfüllt.
  • Der entsprechende Verteiler, der in Figur 8b) gezeigt ist, beinhaltet den zusätzlichen Tiefpaßfilter X, 260 nach der Zeilenverzögerungseinrichtung 262 und vor dem Substrahierer 264, der das empfangene PAL-Signal, das von den Filtern F, 266 und X 260 gefiltert ist, von dem unverzögerten Signal, das von dem Hochpaßfilter F, 266 gefiltert ist, abzieht. Somit lautet der Chrominanzausgang:
  • C&sub0; = F*PAL (t) - X*F*PAL (t-T)
  • Um das Luminanz-Ausgangssignal bereitzustellen, substrahiert der Substrahierer 268 F* PAL (t-T) von PAL (t-T) (verzögert bei 270) + F* PAL (t), das bei Addierer 272 addiert wird. Somit lautet die Ausgangssignal-Luminanz Y&sub0;:
  • PAL (t-T) + F* PAL (t) - F* PAL (t-T) oder
  • Y&sub0; = PAL (t-T) + F* (PAL (t) - PAL (t-T)
  • Somit stimmen die Luminanz- und Chrominanz-Ausgangssignale mit den Gleichungen 16 und 17 überein.
  • Filterkoeffizienten
  • Tabelle 1 (am Ende der Beschreibung) gibt Koeffizienten für einen Satz von Digitalfilter an, die ausgestaltet sind, um bei der Abtastfrequenz von 13,5 MHz zu arbeiten.
  • Der Gestaltungsprozeß begann mit der Gestaltung von F & 2F'. Diese sind beide 49- Abgriff-FIR-Filter mit gewölbten bzw. konvexen Kosinuskanten 1,0 MHz breit (0-100 %). Bei F handelt es sich um einen Hochpaß mit einer 6 db Grenzfrequenz von 3,3367 MHz (2fsc - 5,5 MHz) und einer Verstärkung von 0,5. Bei 2F' handelt es sich um einen Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz von 5,5 MHz.
  • Ein Korrekturfilter C (= 2-2F') wurde abgeleitet, indem 2F' von 2 abgezogen wird. Das System-Tiefpaßfilter L (=2F'*[2-2F'] 2F*C) wurde abgeleitet, indem 2F' mit C gefiltert wird. Dies gibt einen 97-Abgriff-Filter.
  • Der Tiefpaß-Kompensationsfilter X (=2F'/[2-2F'] = 2F'/C) wurde abgeleitet, indem 97 Punkt-Frequenzantworten von 2F' & C berechnet werden, indem 2F' (f) durch C(f) geteilt wird und dann die inverse Fouriertransformation durchgeführt wird. (Dieses Verfahren garantiert nicht, daß die korrekte Antwort bei anderen als den verwendeten 97 Frequenzen gegeben wird, aber er ist wahrscheinlich genau genug für alle praktischen Zwecke).
  • Die Frequenzantworten F, F', L & C sind in Figur 9 geplottet bzw. gezeichnet und die Antworten zu den vier Bedingungen sind in Figur 10 geplottet bzw. gezeichnet Diese weisen alle die erforderlichen Symmetrien auf.
  • Die beschriebenen Ausführungsformen haben gezeigt, wie die Leistungsfähigkeit einer W-PAL-Assemblers und -Verteilers verbessert werden kann, indem die Bandpaßfilter durch Hochpaßfilter ersetzt werden und indem sorgfältig die 5,5 MHz-Tiefpaßantwort gesteuert bzw. kontrolliert wird. Eine perfekte Rekonstruktion kann erreicht werden, indem ein extra Tiefpaßfilter zu den Chrominanzpfaden mit eingeschlossen wird.
  • Die Systeme wurden im Zusammenhang mit dem System I PAL beschrieben, das eine Signalbandbreite von 5,5 MHz aufweist. Für andere Standards, wie zum Beispiel ein System B, G PAL, von denen jeder eine engere Bandbreite aufweist, werden sich Filterwerte ändern, um die Erfordernisse des Standards widerzugeben bzw. widerzuspiegeln.
  • Obwohl alle Bestandteile als Hardwarefünktionen beschrieben wurden, würde es begrüßt werden, daß viele Bestandteile bzw. Komponenten durch Software implementiert werden können. Tabelle 1

Claims (13)

1. Assembler für ein Weston Clean PAL (W-PAL)-Videosignal-übertragungssystem, in dem ein Composite-PAL-Videosignal aus einer Luminanzkomponente Y(t), die auf dem zweifachen der Hilfsträgerfrequenz 2fSC abgetastet ist, und einer Chrominanzkornponente C(t) gebildet ist, welche auf der Hilfsträgerfrequenz fSC moduliert ist und Summen (U+V)- und Differenz (U-V)-Komponenten auf alternierenden Zeilen aufweist, wobei der Assembler eine Videozeilenverzögerungseinrichtung aufweist zur Verzögerung der Luminanz- und Chrominanzkomponenten um eine Videozeilenperiode, eine Hochpaßfiltereinrichtung (F) zum Filtern der Luminanz- und Chrominanzkomponenten und eine kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X) zum Filtern des Chrominanzsignals, wobei die Videozeilenverzögerungeinrichtung, die Hochpaßfiltereinrichtung (F) und die kompensierende Filtereinrichtungen (X) dazu ausgelegt sind, zu erzeugen:
(a) hochpaßgefilterte und verzögerte Luminanzkomponenten;
(b) hochpaßgefilterte und unverzögerte Luminanzkomponenten;
(c) hochpaßgefilterte und verzögerte Chrominanzkomponenten; und
(d) hoch- und tiefpaßgefilterte und unverzögerte Chrominanzkomponenten;
wobei der Assembler ferner eine Summiereinrichtung zum Summieren einer unverzögerten und ungefilterten Luminanzkomponente zusammen mit den obigen Komponenten (a) bis (d) und eine weitere Tiefpaßfiltereinrichtung (L) aufweist, welche das Ausgangssignal der Summiereinrichtung zur Bildung eines W-PAL Signals filtert, wobei die Verzögerungseinrichtung, die Summiereinrichtung, die weitere Tiefpaß-, Hochpaß-und kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung derart ausgelegt sind, daß das W-PAL Ausgangssignal von der weiteren Tiefpaßfiltereinrichtung ausgedrückt wird mit:
PAL (t) = L* {Y(t) + f*[Y(t-T) - Y(t) + C(t-T) - X*C(t)]}
und in welchem die Filtereinrichtungen L, X und F derart ausgewählt sind, daß:
L &alpha; F'* (1-F') [&alpha;: Proportionalzeichen] und
X(f) = F'(f)/1-F' (f) , wobei F' = F (2fSC - f).
2. Assembler nach Anspruch 1, in welchem die Hochpaßfiltereinrichtung F ein erstes Hochpaßfilter umfaßt, das im Luminanzpfad angeordnet ist, ein zweites Hochpaßfilter, das im Chrominanzpfad angeordnet ist, und einen Addierer umfaßt, der die Ausgangssignale des ersten und zweiten Hochpaßfilters addiert, wobei das Ausgangssignal des Addierers der Videozeilenverzögerungseinrichtung zugeführt wird.
3. Assembler nach Anspruch 2, in welchem die kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X) im Chrominanzpfad nach dem zweiten Hochpaßfilter angeordnet ist und einen Ausgang zu einer Subtrahiereinrichtung aufweist, welche das Ausgangssignal von der kompensierenden Filtereinrichtung [F*X*C (t)] vom unverzögerten Luminanzsignal Y(t) zur Bildung eines Eingangsignals für die Summiereinrichtung subtrahiert.
4. Assembler nach Anspruch 1, in welchem die Videozeilenverzögerungseinrichtung so ausgelegt ist, daß sie die summierten Luminanz- und Chrominanzkomponenten verzögert, und in welchem eine Subtrahiereinrichtung das unverzögerte Luminanzsignal und das unverzögerte Chrominanzsignal, gefiltert durch die kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X), subtrahiert, um zur Filterung durch die Hochpaßfiltereinrichtung (F) [Y(t-T) + C(t-T) - Y(t) - X*C(t)] zu erzeugen und auszugeben.
5. Assembler nach Anspruch 1, in welchem die Hochpaßfiltereinrichtung (F) ein Mehrfachabgriff-FIR-Filter mit angehobenen Kosinusflanken aufweist, das ferner eine Grenzfrequenz bei (2fSC - B) aufweist, wobei B die Videobandbreite des PAL Standards ist.
6. W-PAL-Videosignalcodierer, aufweisen einen Assembler nach Anspruch 1.
7. Trenner für einen Weston Clean-(W-PAL)-Videosignalempfänger, in welchem ein W-PAL Videosignal, das von einem Assembler nach Anspruch 1 gebildet ist, empfangen wird und zur Ausbildung einer Luminanzkomponente, die auf der zweifachen Farbhilfsträgerfrequenz 2fSC moduliert ist, und einer Chrominanzkomponente auf der Hilfsträgerfrequenz fSC, aufweisend Summen (U+V)- und Differenz (U-V) -Komponenten auf alternierenden Videozeilen, aufgetrennt wird, wobei der Trenner eine Videozeilenverzögerungseinrichtung zum Verzögern des empfangenen W-PAL Signals um eine Videozeilenperiode aufweist, eine Hochpaßfiltereinrichtung (F) zum Filtern des empfangenen W-PAL Signals und eine kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X), die im Chrominanzpfad zum Filtern des verzögert empfangenen W-PAL Signals angeordnet ist, wobei die Zeilenverzögerungseinrichtung, die kompensierende Teifpaßfiltereinrichtung und die Hochpaßfiltereinrichtung so ausgelegt sind, daß sie eine Ausgangsluminanzkomponente mit einer verzögerten ungefilterten Komponente und verzögerten und unverzögerten Komponenten, die durch die Hochpaßfiltereinrichtung gefiltert sind, und eine Ausgangschrominanzkomponente liefern, die eine unverzögerte hochpaßgefilterte Komponente und eine verzögerte hochpaßgefilterte und kompensierende tiefpaßgefilterte Komponente aufweist, wobei die Filtereinrichtungen X und F derart ausgewählt sind, daß
L &alpha; F' * (1-F') und
X(f)= F'(f)/1-F'(f) ,
wobei F' = F(2fSC - f) und L ein Tiefpaßfilter ist, das im Assembler zur Bildung des W-PAL VIdeosignals angeordnet ist.
8. Trenner nach Anspruch 7, in welchem die Videozeilenverzögerungseinrichtung (T), die kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X) und die Hochpaßfiltereinrichtung derart ausgelegt sind, daß die Ausgangsluminanz- und Chrominanzkomponenten definiert sind durch:
Y' (t) = PAL (t-T) + F*[PAL (t) - PAL (t-T)] und
C' (t) F*[PAL (t) - X*PAL (t-T)],
wobei PAL (t) das empfangene W-PAL Signal ist.
9. Trenner nach Anspruch 8, in welchem das Chrominanzausgangssignal von einem Subtrahierer geliefert wird, der vom hochpaßgefilterten empfangenen Signal F* PAL (t) das verzögerte hochpaß und tiefpaßgefilterte Kompensationssignal F*X* PAL (t-T) subtrahiert.
10. Trenner nach Anspruch 9, in welchem das Luminanzausgangssignal von einem Subtrahierer geliefert wird, der von der Summe des verzögerten empfangenen Signals (PAL [t-T]) und des hochpaßgefilterten unverzögerten empfangenen Signals F* PAL (t) das verzögerte hochpaßgefilterte empfangene Signal F* PAL (t-T) subtrahiert.
11. Trenner nach Anspruch 7, in welchem die Hochpaßfiltereinrichtung (f) ein Mehrfachabgriff-FIR-Filter mit angehobenen Kosinusflanken und mit einer Grenzfrequenz bei (2fSC - B) aufweist, wobei B die Videobandbreite des PAL Standards ist.
12. W-PAL-Videosignal-Decodierer, aufweisend einen Trenner nach Anspruch 7.
13. Weaston Clean PAL-Videosignal-System, aufweisend an einem Sender:
Einen Codierer, in welchem ein Komposit-PAL-Videosignal aus einem Luminanzsignal, das auf der zweifachen Hilfsträgerfrequenz 2fSC moduliert ist, und einem Chrominanzsignal gebildet ist, das auf der Hilfsträgerfrequenz fSC moduliert ist und Summen (U+V) - und Differenz (U-V)-Komponenten auf alternierenden Zeilen aufweist, wobei der Codierer einen Assembler aufweist, aufweisend eine Videozeilenverzögerungseinrichtung zum Verzögern der Luminanz- und Chrominanzkomponenten um eine Videozeilenperiode, eine Hochpaßfiltereinrichtung (F) zum Filtern der Luminanz- und Chrominanzkomponenten und eine kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X) zum Filtern des Chrominanzsignals, wobei die Videozeilenverzogerungseinrichtung, Hochpaßfiltereinrichtung (F) und kompensierende Filtereinrichtung (X) so ausgelegt sind, daß sie erzeugen:
(a) hochpaßgefilterte und verzögerte Luminanzkomponenten,
(b) hochpaßgefilterte und unverzögerte Luminanzkomponenten,
(c) hochpaßgefilterte und unverzögerte Chrominanzkomponenten und
(d) hoch- und tiefpaßgefilterte und unverzögerte Chrominanzkomponenten,
wobei der Assembler ferner eine Summiereinrichtung zum Summieren einer unverzögerten und ungefilterten Luminanzkomponente zusammen mit den obigen Komponenten (a) bis (d) aufweist und ferner eine Tiefpaßfiltereinrichtung (L) zum Filtern des Ausgangssignals der Summiereinrichtung zur Ausbildung eines W-PAL Signals aufweist, wobei die Verzögerungseinrichtung, die Summiereinrichtung und die weitere Tiefpaß-, Hochpaß und kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung so ausgelegt sind, daß das W-PAL Ausgangssignal von der weiteren Tiefpaßfiltereinrichtung ausgedrückt wird als:
PAL(t) = L* { Y(t) + F*[Y(t-T) - Y(t) + C(t-T) - X* C(t)]}
und in welchem die Filtereinrichtungen L,X und F derart gewählt sind, daß
L &alpha; F'* (1 - F') und
X(f) = F' (f)/1-F' (f) wobei F' = F (2fSC - (f))
und an einem Empfänger:
einen W-PAL Decodierer, aufweisend einen Trenner, wiederum aufweisend eine Videozeilenverzögerungseinrichtung zum Verzögern des empfangenen W-PAL Signals um eine Videozeile, eine Hochpaß filtereinrichtung (F) zum Filtern des empfangenen W-PAL Signals und eine kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung (X), die dazu ausgelegt ist, das verzögerte empfangene W-PAL Signal zu filtern, wobei die Zeilenverzögerungseinrichtung, die kompensierende Tiefpaßfiltereinrichtung und die Hochpaßfiltereinrichtung dazu ausgelegt sind, zu liefern:
(e) eine Ausgangsluminanzkomponente, die eine verzögerte ungefilterte W-PAL Komponente, verzögerte W-PAL Komponenten, gefiltert durch die Hochpaßfiltereinrichtung, und unverzögerte W-PAL Komponenten, gefiltert durch die Hochpaßfiltereinrichtung, umfaßt, und
(f) eine Ausgangschrominanzkomponente, aufweisend eine unverzögerte hochpaßgefilterte W-PAL Komponente und eine verzögerte hochpaßgefilterte und tiefpaßgefilterte Kompensations-W-PAL Komponente, wobei die Filtereinrichtungen X und F für den Sender ausgewählt sind.
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