DE3421231A1 - Schaltungsanordnung zur koordinatentransformation von farbmischungssignalen - Google Patents

Description

RCA 79 459 Ks/Ri

U.S. Serial No. 501,908

Filed: June 7, 1983

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.v.A.

Schaltungsanordnung zur Koordinatentransformation von Farbmischungssignalen

Die Erfindung bezieht sich auf die Verarbeitung von Farbsignal en in einem Fernsehempfänger und betrifft insbesondere eine kombinierte Schaltungsanordnung zur digitalen Durchführung der automatischen Fleischfarbenkorrektur, der Farbtonregelung und der Verstärkungsregelung sowie zur Transformation der I- und Q-Farbmischungssignale in die Farbmischungssignale R - Y, B - Y und G-Y.

Zur Zeit werden Fernsehempfänger entwickelt, in denen die Signalverarbeitung mit Hilfe digitaler oder binärer Schaltungsanordnungen erfolgt. Digitale Schaltungen benötigen im allgemeinen um Größenordnungen mehr Bauelemente als Analogschaltungen, welche die gleichen Funktionen erfüllen. Andererseits lassen sich jedoch die zur Realisierung von Digitalschaltungen erforderlichen Bauelemente in höherem Maß auf Siliziumstücken integrieren als ihre analogen Gegenstücke, so daß die Anzahl diskreter Schaltungselemente, welche die Signalverarbeitungsschaltung in einem Fernsehempfänger bilden, beträchtlich reduziert werden kann.

Um wirklich in den Genuß einer solchen Reduzierung von Bauteilen bei Verwendung digitaler Schaltungen zu kommen,

Λ ist es notwendig, die erforderlichen Verarbeitungsfunktionen unter wirtschaftlicher Ausnutzung der Schaltungen durchzuführen. Zu diesem Zweck sollten, wenn die Anzahl digitaler integrierter Schaltungen niedrig bleiben soll (z.B. weniger als 6),Schaltungselemente mit möglichst allgemeiner Funktion verwendet werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Gruppe von Fnrbmischunpjssipnalen, die einem Satz von Koordinatenachsen zugeordnet sind, aus zwei in Vektorquadratur zueinanderstehenden Farbmischungssignalen, die auf einen anderen Satz von Koordinatenachsen bezogen sind. Gemäß der Erfindung werden empfangene Farbmischungssignale demoduliert, um den Betrag C ihrer Vektorsumme und den Winkel θ zwischen der Vektorsumme und einer Bezugsachse zu erhalten. Die erhaltenen Winkel werden um WinkelwerteAθ ^ verändert (wobei i ein Index zur Bezeichnung der Koordinatenachsen ist), um die Vektorsumme auf die jeweiligen Achsen zu projizieren und dadurch die Farbmischungssignale zu erzeugen. Die veränderten Winkelwerte werden sequentiell an eine Schaltungsanordnung gelegt, die Werte entsprechend einer trigonometrischen Funktion der angelegten veränderten Winkel liefert. Eine Einrichtung, die auf die trigonometrische Funktion der veränderten Winkel und auf den Betrag G anspricht, erzeugt Produkte gleich dem G-fachen der trigonometrischen Funktion. Diese Produkte sind die erzeugte Gruppe von Farbmischungssignalen.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Vektordiagramm, das die Beziehung der Farbart-Vektoren I, Q,(R - Y), und (B - Y) für ein NTSG-Videosignalgemisch veranschaulicht;

Fig. 2 ist ein Koordinatendiagramm der Farbmischungssignal-Achsen (R-Y), (B- Y) und (G-Y);

··'■ ·" '-" ^: 2421231

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Farbsignalverarbeitung;

Fig. 4 ist ein ausführlicheres Blockschaltbild der Schaitungsanordnung nach Fig. 3 in einer mit digitalen Signalverarbeitungseinrichtungen realisierten Ausführungsform;

Fig. 5 zeigt die Übertragungskennlinie für die automatisehe Fleischfarbenkorrektur.

Um die Bandbreite der Farbartinformation zu vergrößern, wählen viele Fernsehkonstrukteure zur Farbsignalverarbeitung die Farbmischungssignale I und Q anstatt die Farbmischungssignale (R - Y) und (B - Y). Irgendwann ist es jedoch notwendig, die I- und Q-Signale in die Farbmischungssignale (R - Y) und (B - Y) umzuwandeln, damit durch Signalmatrizierung die Farbsignale R, G und B zum Ansteuern der Bildröhre gewonnen werden können.

Die Fig. 1 zeigt die allgemeine Beziehung der in Vektorquadratur zueinanderstehenden Farbmischungssignale I und Q zu den in Vektorquadratur stehenden NTSC-Farbmischungssignalen (R - Y) und (B - Y) und zum augenblicklichen Farbartvektor G. Die I-Achse bildet mit der (R - Y)-Achse einen Winkel von 33° und mit der -(B - Y)-Achse einen Winkel von 57°. Kennt man den Betrag des Farbartvektors G (z.B. G =

ι ρ ρ '

Vl„ + Q„ ) und den Winkel θ zwischen diesem Vektor C und ad. j.

der I-Achse (z.B. θ = tazi^Q /I )), dann läßt sich der

CL CL

Augenblickswert der Signale (R - Y) und (B - Y) bestimmen. Die Augenblickswerte (R - Y)₀ und (B - Y)₀ sind die Projek-

ct. SL

tionen des Farbartvektors auf die (R - Y)-Achse und die (B - Y)-Achse und errechnen sich somit nach folgenden Gleichungen

(R - Y)_a =Gcos (33°-Θ) (1)

(B - Y) =-Ccos (57°+Θ) . (2)

CL

- 10 -

Unter Berücksichtigung der in Pig. 2 dargestellten Beziehung der (G - I)-Achse zur (R - Y)-Achse errechnet sich das Signal (G - Y) nach folgender Gleichung:

(G - Y)_a = -Gcos (66°-Θ) .

Das zusammengesetzte Videosignal (Veideosignalgemisch) eines NTSC-Systems kann mathematisch in folgender Weise ausgedrückt werden:

E₁₄ = E₁ + [e_q sin (wt + 33°) + E₁ cos (wt + 33° j|

wobei Ey, Eg und E^ die Augenblicksspannungen der Signalkomponenten Y, Q und I sind und der Ausdruck innerhalb der eckigen Klammer das Farbartsignal darstellt. Dasselbe Signalgemisch kann auch mit Hilfe der Farbmischungssignale (R-Y) und (B - Y) ausgedrückt werden, und zwar folgendermaßen:

E_M = Ε_γ + [o,493 (^Ε _Β-^Εγ) sin wt + 0,887 (%-%) cos wtj, (5)

wobei Eg und E_R die Augenblicksspannungen der Primärfarbsignale für Blau und Rot sind (Blausignal und Rotsignal) und der in der eckigen Klammer enthaltene Ausdruck wiederum die Farbartkomponente des Signalgemischs darstellt.

Wenn man die Farbmischungssignale (R - Y) und (B - Y) ohne Dämpfung aus dem gesendeten Signalgemisch der in der Gleichung (4-) beschriebenen Form erzeugen will, muß man für die Kompensation der in der Gleichung (5) enthaltenen Faktoren 0,4-93 und 0,877 sorgen. Dies kann geschehen durch Multiplikation des Betrags des Farbartsignals C mit einem Vektorprojektionskoeffizienten G-g (z.B. 1/0,4-93), wenn die Vektorprooektion auf die (B - Y)-Achse erfolgt, und mit einem Vektorprojektionskoeffizienten g_R (z.B. 1/0,877), wenn die Projektion auf die (R - Y)-Achse erfolgt. In ähnlicher Weise wird der Betrag C mit einem Projektionskoeffizienten g_G multipliziert, wenn der Vektor auf die (G - Y)-Achse projiziert wird.

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In typischen handelsüblichen Fernsehempfängern sind Maßnahmen getroffen, um den allgemeinen Farbton des wiedergegebenen Bildes einstellen zu können (statische Farbtonregelung) und dafür zu sorgen, daß Farbwerte, die nach allgemeiner Einschätzung Fleischfarbtöne beinhalten, als "echte" Fleischfarbtöne erscheinen (automatische Fleischfarbenkorrektur). Beide erwähnten Funktionen erfordern es, den Farbartvektor in der einen oder anderen Richtung gegenüber seiner tatsächlichen Position zu drehen. Diese Drehung erfolgt durch Addition oder Subtraktion eines gewissen Wertes zum oder vom tatsächlichen Wert des Winkels Θ.

Die Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Verarbeitungsschaltung zur Erzeugung der Signale (R-Y), (B- Y) und (G -Y) aus den Signalen I und Q und zur Durchführung der statischen Farbtonregelung, der automatischen Fleischfarbenkorrektur, der dynamischen Verstärkungsregelung des Farbartsignals (automatische Chrominanzregelung oder ACR) und der Sättigungsregelung. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 befindet sich im Farbsignal-Verarbeitungsweg eines Fernsehempfängers an einer Stelle nach erfolgter Trennung des Farbartsignals vom Videosignalgemisch (z.B. durch Kammfilterung) und nach der Demodulation des Farbhilfsträgers zur Gewinnung der aufeinander senkrecht (das heißt in Phasenquadratur) stehenden Modulationskomponenten I und Q. Es sei angenommen, daß die Signale I und Q jeweils als Abfragewerte mit einer Folgefrequenz erscheinen, die gleich der Farbhilfsträgerfrequenz Fg_C ist.

Gemäß der Fig. 3 werden die Signale I und Q an jeweils einer Klemme 10 bzw. 12 angelegt, von wo sie auf eine Betragsermittlungsschaltung 12 und eine Winkelermittlungsschaltung 13 gegeben werden. Die Betragsermittlungsschaltung 12 liefert mit der Abfragefrequenz F^₀ Abfragewerte, die dem Momentanbetrag C der Vektorsumme der momentanen I- und Q-Signale entsprechen, also gleich dem Betrag des Farbartvektors sind. Die Winkelermittlungsschaltung 13 erzeugt

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mit der Abfragefrequenz Fg₀ Abfragewerte, die dem Winkel θ zwischen einerseits der Vektorsumme der Signale I und Q und andererseits der I-Achse entsprechen, das heißt θ ist gleich dem Arcus Tangens des Verhältnisses von Q zu I (arctan Q/I). Das den Winkel θ darstellende Signal (Signal θ) wird auf eine Summierschaltung 15 gegeben, worin ein konstanter Winkelwert FTJ (Farbtonoustierung) hinzuaddiert wird, um eine Drehung des Farbartvektors zur Einstellung des Farbtons der Gesamtszene zu bewirken. Das Maß, um den das Signal θ modifiziert (das heißt vergrößert oder verkleinert) wird, wird vom Benutzer bestimmt, indem dieser über die Verbindung 16 Zusatzwerte an die Summierschaltung 15, während er das wiedergegebene Bild auf der Bildröhre betrachtet. Der Benutzer dreht im Effekt den Farbartvektor, bis die wiedergegebene Farbe seinen Vorstellungen entspricht. Sobald der richtige Zusatzwert eingestellt ist, wird er im folgenden ständig zum Winkel θ hinzugegeben, um den modifizierten Winkel Θ¹ zu bilden. Diese statische Farbtonregelung ist im Prinzip eine Nachausrichtung der Phase des Systems an seine Konstruktionsparameter und hat die Wirkung, daß die I- und Q-Achse relativ zum empfangenen Farbartsignal gedreht wird.

Das Winkelsignal Θ¹ von der Schaltung 15 wird auf eine Einrichtung 30 zur automatischen Fleischfarbenkorrektur gegeben, worin der Winkel in nichtlinearer Weise geändert wird, um Fleischfarbtöne zu korrigieren. Diese Korrektureinrichtung 30 kann ein Festwertspeicher (ROM) sein, der so programmiert ist, daß er bestimmte Winkelwerte 0 als Antwort auf die Eingangs-Winkelwerte Θ¹ liefert. Die Winkel 0 sind gleich dem Winkel Θ¹, wenn das Farbartsignal nicht denjenigen Bereich von Farben repräsentiert, die als Fleischfarben anzusehen sind. Wenn das Farbartsignal Farben im Fleischfarbtonbereich darstellt, erzeugt die Schaltung 30 Winkelwerte 0, die eine nichtlineare Funktion der Eingangs-Winkelwerte θ sind. Im Fleischfarbtonbereich kann der Winkel 0 beispielsweise gleich (Θ¹ - Ksin 2 Θ¹) sein. Diese Funktion ist in Fig. 5 dargestellt. - 13 -

Die in Fig. 5 gezeigte Funktion bewirkt eine Fleischfarbenkorrektur für Winkel Θ¹, die in einem Bereich von ^90° ^um die I-Achse liegen. Außerhalb dieses Bereichs wird keine Korrektur bewirkt. Die automatische Fleischfarbenkorrektur erfolgt dadurch, daß die Einrichtung 30 den Farbartvektor in Richtung zur I-Achse dreht, wenn der Winkel Θ¹ innerhalb des den Fleischfarben zugeordneten Winkelbereichs liegt. Je näher der Farbartvektor zur I-Achse gerichtet ist, desto geringer ist die erforderliche Korrektur.

In Fig. 5 erkennt man, daß die Korrektur auf das Maß Null tendiert, wenn Θ¹ nahe Null ist. Andererseits muß auch für Farbartvektoren, die innerhalb des Fleischfarbtonbereichs relativ weit von der I-Achse fortzeigen, die erforderliche Korrektur ebenfalls geringer werden, um zu vermeiden, daß das wiedergegebene Bild künstlich erscheint. In der Fig. 5 sind die Grenzen des Fleischfarbtonbereichs an den Stellen Θ¹ = £90° angenommen, und man erkennt, daß die nichtlineare Korrektur nahe diesen Grenzen wieder auf das Maß Null strebt.

Die in Fig. 5 für den Fleischfarbtonbereich dargestellte Funktion 0 = Θ¹ - Ksin 2 Θ' bewirkt eine maximale Korrektur drehung von K⁰ jeweils in der Mitte der beiden Halbbereiche. Wenn der momentane Farbartvektor einen tatsächlichen Winkel von Θ¹ = £45° mit der I-Achse bildet, dann ist der von der Einrichtung 30 eingestellte Winkel 0 gleich (Θ' - K)⁰. Der Wert K wird durch den Konstrukteur vorgegeben und fällt im allgemeinen in den Bereich von 14- bis 26°. Die Funktion 0 = Θ¹ - Ksin 2 Θ' bringt eine zufriedenstellende Fleischfarbenkorrektur. Es sei jedoch erwähnt, daß stattdessen auch an-

-'0 dere Funktionen 0 = f (G')nach dem Belieben des Konstrukteurs verwendet werden können.

Gemäß der Fig. 3 wird das hinsichtlich der Fleischfarbtöne korrigierte Signal 0 auf eine Addierschaltung 18 gegeben, worin es eine weitere Änderung um die Winkelwerte Δ6_R, Αθ-η undA9_G erfährt, die erforderlich sind, um den Farbartvektor auf die (R - Y)-, (B - Y)- und (G - Y)-Achsen zu

- ° ■' Ί 1 2 3 1

projizieren. Die Werte 6_R, ©_B und 0_G, die von einer Speichereinrichtung 19 zur Verfugung gestellt werden, werden im Multiplex mit dem Dreifachen der Frequenz Fg₀ auf den Addierer 18 gegeben, der drei aufeinanderfolgende Signalwerte (ΔΘ_Ε - 0) (ΔΘ_Β - 0) und (Δθ_& - 0)liefert.

Die Signale von der Addierschaltung 18 werden an eine Schaltung 22 gelegt, die eine Cosinustabelle darstellt und Ausgangswerte liefert, die dem Cosinus der angelegten Signalwerte entsprechen. Die Cosinustabelle 22 kann z.B. ein Festwertspeicher sein, dem die von der Addierschaltung 18 kommenden Signale als Adressencodes angelegt werden. Der Festwertspeicher liefert dann Signalwerte entsprechend dem Cosinus der angelegten Adressencodes. Die Cosinuswerte werden anschließend auf einen Eingang einer Multiplizierschaltung 25 gegeben.

Das von der Betragsermittlungsschaltung 12 gelieferte Betragssignal C wird auf einen Eingang einer zweiten Multiplizierschaltung 20 gegeben, worin es mit Verstärkungsfaktoren Gg, G-o und Gn multipliziert wird. Jeder dieser Verstärkungsfaktoren kann ein zusammengesetzter Faktor sein, der sich aus dem Vektorprojektionskoeffizienten g., einem dynamischen Chrominanzverstärkungsfaktor ACE und einem Sättigungseinstellfaktor SAT zusammensetzt (das heißt G- = g_i · ACR · SAT). Der Faktor Gj_ kann periodisch mit Zeilenoder mit Teilbildfrequenz auf den neuesten Stand gebracht werden, z.B. durch einen Mikroprozessor, und kann in einem Puffer 21 gespeichert sein. Die Faktoren werden anschließend

JO im Multiplex mit dem Dreifachen der Frequenz Fon auf die Multiplizierschaltung 20 gegeben, um aufeinanderfolgende Signalwerte (C · G_R), (C · G_B) und (C · G_Q) zu liefern, und zwar zeitlich koinzident mit der Erzeugung der Cosinuswerte der jeweiligen Winkel (Δθ^ - 0). Die einzelnen Signalwerte C · G^ werden auf einen zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 30 gegeben, welche die Signalwerte

(R-Y)_a = G_RGGos (ΔΘ_Ε - 0) (6)

(B-Y)_a = G_BGGos (Δθ_β - 0) (7)

(G-Y)_a = G_GOCos (A6_G - 0) (8)

erzeugt, die dann demultiplexiert werden, so daß sie getrennt jeweils mit der Frequenz F™ auf zugeordneten Ausgangsleitungen 25, 26 und 27 erscheinen.

Die Signale (E-Y), (B- Y) und (G - Y) wurden im vorstehend beschriebenen Fall dadurch gebildet, daß der Farbartvektor unter Verwendung von Cosinuswerten auf die jeweiligen Achsen projiziert wurde. Die Projektionen können aber auch mit Hilfe anderer trigonometrischer Verhältniswerte durchgeführt werden, z.B. mit Hilfe der Sinuswerte der zugeord-η eten Winkel. Je nachdem, welche trigonometrische Punktionen benutzt werden, wird man unterschiedliche Werte fürAö-n, Αθ-g und^e^ vorsehen müssen, ebenso wie unterschiedliche Vorzeichen für die in den algebraischen Summen enthaltenen Werte. Der Addierer 18 und die Speichereinrichtung 19 müssen dann entsprechend angepaßt werden. Allgemein gilt für die algebraischen Summen der Ausdruck (Δ θ· - 0). Würde man die Projektionen z.B. mit Hilfe von Sinuswerten ermitteln, dann wäre der Winkel 6_R (aus Fig. 1) gleich 57°, und die entsprechende algebraische Summe wäre (Δθη +*0).

Es sei auch erwähnt, daß nicht unbedingt in allen Fernsehempfängern die Signale (R - Y) und (B - Y) auf orthogonalen Achsen liegen müssen. Daher kann es sein, daß für die Winkelwerte ΔΘ- andere Werte verwendet werden müssen als diejeni-

ίΟ gen, die aus den in Fig. 1 gezeigten NTSG-Farbachsenbeziehungen abgeleitet sind.

Die Fig. 4 zeigt an einem Beispiel, wie die Schaltungen nach Fig. 3 unter Verwendung der üblichen Schaltungselemente realisiert werden können. In Verbindung mit der Fig. 4- sei angenommen, daß die verarbeiteten Signale in Digitalform vorliegen, z.B. als Signalwerte (Abfragewerte) in binärer

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Pulscodemodulation (entweder als Signale in Zweierkomplement-Codierung oder als Binärsignale plus einem Vorzeichenbit). Abhängig von der Abfragefrequenz der Signale und der Verarbeitungsgeschwindigkeit der einzelnen Einrichtungen können in manchen der Signalwege kompensierende Verzögerungsglieder erforderlich sein, die in der Zeichnung jedoch nicht gesondert dargestellt sind, weil jeder Fachmann weiß, wo er solche Glieder im Bedarfsfall einzufügen hat.

Die Anordnung nach Fig. 4- empfängt die in Pulscodemodulation codierten Abfragewerte der Signale I_ und G) an zuge-

a a

hörigen Eingängen 10 und 11. Die empfangenen Signale werden jeweils einer zugeordneten Absolutwertschaltung 50 bzw. 51 zugeführt, welche den B_etrag des betreffenden Signals I bzw. G) liefert. Die Beträge der Signalwerte I und Q„ wer-

el et cL

den als Adressencodes jeweils einem zugeordneten Festwertspeicher 53 bzw. 54 angelegt, der so programmiert ist, daß er für jeden angelegten Adressencode den Logarithmus des durch diesen Gode dargestellten Signalbetrags liefert. In einer Subtrahierschaltung 55 wird der Logarithmuswert log I Jvom Logarithmuswert log |Q | subtrahiert, um am Ausgang einen Signalcode entsprechend dem Wert log ClQol/llgJ) zu liefern. Dieser Signalcode wird gemeinsam mit den Vorzeichenbits der Signale I und Q als Eingangsadressencode an einen Festwertspeicher 57 gelegt (die Vorzeichenbits für I und G) sind die höchstwertigen oder "obersten" Bits

el cL

des zusammengesetzten Adressencodes). Der Festwertspeicher ist so programmiert, daß er am Ausgang einen Signalcode entsprechend dem Wert arctan (G) /I_) liefert, das heißt den Winkel Θ. Da die von der Subtrahierschaltung 55 gelieferten Codes aus den Beträgen ll! und |Q_aj erzeugt wurden, stellen sie nur den Winkelbereich von 0° bis 90° dar. Die Vorzeichenbis der Signale I_& und Q , die den Adressencodes für den Speicher 57 hinzugefügt werden, liefern die notwendige Information, um die Winkelinformation auf einen Bereich von 0° bis 360° (bzw. von 0° bis ±180°) zu erweitern.

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Sind die N untersten (niedrigstwertigen) Bitpositionen des Adresseneingangs des Festwertspeichers 57 mit der Subtrahierschaltung 55 gekoppelt, dann wird die (N + i)-te Bitposition mit dem I -Vorzeichenbit und die (N + 2)-te

Bitposition mit dem Q -Vorzeichenbit gekoppelt. Ferner sei angenommen, daß die Vorzeichenbits für positive Signalwerte I oder Q gleich 0 und für negative Signalwerte gleich 1

el 3.

sind. Der Festwertspeicher 57 ist so programmiert, daß er den Arcus Tangens des Numerus des durch die N untersten Bits des angelegten Adressencodes dargestellten Logarithmuswertes hat, wenn das (N + i)-te und das (N + 2)-te Adressenbit beide gleich 0 sind. Wenn das (N + i)-te und das (N + 2)-te Adressenbit die Kombination 01 oder 11 oder 10 bilden, was den drei aufeinanderfolgenden Quadranten im Uhrzeigersinn ab dem rechten unteren Quadranten entspricht, liefert der Festwertspeicher 57 durch entsprechende Programmierung Ausgangssignale entsprechend den Werten 180 minus dem Arcus Tangens des Numerus der N untersten Bits des Adressencodes bzw. 180° plus diesem Arcus Tangens bzw. 360° minus diesem Arcus Tangens. Auf diese Weise liefert der Festwertspeicher 57 Winkelwerte über den Bereich von 0° bis 360°.

Die vom Festwertspeicher 57 gelieferten Winkelwertcodes werden auf eine Addierschaltung 58 gegeben, worin die statische Farbtonjustierung erfolgt. Entsprechende Justierwerte können z.B. vom Ausgang eines Ringzählers 72 kommen, der durch einen vom Benutzer betätigbaren Schalter 73 wahlweise mit einem Oszillator 74 verbunden wird. Die vom Zähler 72 gelieferten Werte werden auf einen zweiten Eingang der Addierschaltung 58 gegeben. Die Ausgangscodes des Ringzählers 72 durchlaufen zyklisch eine Reihe aufeinanderfolgender ansteigender positiver Werte und eine Reihe aufeinanderfolgender negativer V/erte, um die Winkelwerte θ zu erhöhen bzw. zu vermindern und dadurch den Farbartvektor in der einen oder der anderen Richtung zu drehen. Die vom Addierer 5⁸ gelieferten Digitalcodes, die in Pulscodemodulation den Winkelwert Θ' darstellen, werden auf eine automatische

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Fleischfarbton-Korrekturschaltung 71 gegeben, die hinsichtlich, der Fleischfarben korrigierte Werte entsprechend den Winkeln 0 liefert, wie es bereits in Verbindung mit den Figuren 3 und 5 beschrieben wurde.(Es sei erwähnt, daß in manchen Fällen die Funktion zur automatischen Fleischfarbenkorrektur auch direkt in die durch den Festwertspeicher 57 realisierte Arcus-Tangens-Tabelle mit einprogrammiert sein kann.)

Die Fig. ^zl-b zeigt ausführlicher eine Ausführungsform einer automatischen Fleischfarben-Korrekturschaltung 71'» in welcher Maßnahmen zur Abschaltung getroffen sind und die weniger Speicherkapazität als für einen vollen Winkelbereich von 0° bis 360° erfordert. In der Schaltung 71' enthält ein Festwertspeicher 90 nur so viele Winkelwerte 0 gespeichert, wie es für die Anzahl der im Fleischfarbtonbereich liegenden Eingangswinkel genügt. Alle anderen Eingangswinkel Θ, für die 0 = θ gilt, werden um den Festwertspeicher 90 herumgeleitet und auf einen Eingang eines Multiplexers 91 gegeben.

Der Ausgang des Festwertspeicher 90 wird auf einen zweiten Eingang des Multiplexers 91-gegeben. Wenn der Multiplexer 91 ein "hohes" Signal von einem ODER-Glied 93 empfängt, gibt er die Winkelwerte θ unter Umgehung des Festwertspeichers 90 direkt auf seinen Ausgang. Ist das Ausgangssignal des ODER-Gliedes "niedrig", dann überträgt der Multiplexer

91 die vom Festwertspeicher 90 kommenden Winkelwerte auf seinen Ausgang.

Das ODER-Glied 93 erzeugt ein hohes Ausgangssignal, wenn ein Ein/Aus-Schalter 94 in der Stellung "Aus" ist oder wenn das Ausgangssignal eines Decoders 92 hoch ist. Der Decoder

92 empfängt die dem Winkelwert θ entsprechenden Codewörter und liefert an seinem Ausgang einen hohen Pegel, wenn diese Wörter Winkelwerte außerhalb des Fleischtonbereichs darstellen. Die vom Festwertspeicher 90 gelieferten Signale werden nur dann auf den Ausgang der Schaltung gegeben, wenn die Winkelwerte θ innerhalb des Fleischtonbereichs liegen, und

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daher braucht der Festwertspeicher 90 nur Winkelwerte 0 für die in diesem Bereich liegenden Winkel θ zu enthalten.

Gemäß der Fig. 4a werden die Codewörter für die Winkelwerte 0 von der Korrekturschaltung 71 auf eine Subtrahierschaltung 75 gegeben, die außerdem Codewörter entsprechend den Winkelwertend9_R, Δθ_β undA0_G zur Transformation in die larbmischungssignale (R-Y), (B- Y) und (G - Y) empfängt. Die 0-Codewörter werden der Subtrahierschaltung 75 mit einer Folgefrequenz (Abfragefrequenz) F^₀ zugeführt. Die drei zur Transformation benötigten Winkelwerte kommen aus einer Speichereinrichtung 77 (z.B. ein Festwertspeicher) und werden derart im Multiplex auf die Subtrahierschaltung 75 gegeben, daß an deren Ausgang für jedes 0-Codewort nacheinander die drei verschiedenen Winkel-Differenzwerte (Aθ - 0), (Δ θ-g - 0) und (Δθβ - 0) geliefert werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die Auslesung des Festwertspeichers mit einer Frequenz 3Fqq taktgesteuert wird, so daß die Winkel-Differenzwerte mit der Folgefrequenz 5$qq erschei-η en. Die Winkel-Differenzwerte (ΔΘ. - 0) werden auf eine Einrichtung 78 gegeben, die ein Festwertspeicher sein kann, der so programmiert ist, daß er jeweils den Logarithmus des Cosinus des seinem Eingang als Adresse angelegten.Winkelwertes liefert. Diese Logarithmuswerte log cos (Δθ· - 0) werden auf eine Addierschaltung 79 gegeben, worin sie mit dem Wert log (G^C) summiert werden, also einem Wert entsprechend dem durch die oben erwähnten Verstärkungskoeffizienten modifizierten Betrag des Farbartvektors, um Codewörter entsprechend dem Wert log (G^Ccos (Δθ. - 0)) zu erzeugen.

;'ü Diese Oodewörter werden einer numerusbildenden Schaltung PJ) zugeführt, welche die Folge der Signale (R-Y), (B- Y) und (G - Y) liefert, die demultiplexiert und auf Halteschaltungen (Zwischenspeicher) 80, 81 und 82 gegeben werden.

.Der Betrag C der Vektorsumme der I- und Q-Signale wird in der Ausführungsform nach Fig. 4 gemäß folgender Gleichung erhalten:

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■ - - ο/ο 1?Ί1

j 4 Z I i J I C = |l| /|cos θ| (9)

Zu diesem Zweck werden die Winkelwerte θ aus der Schaltung 57 als Adressencodes einem festwertspeicher 59 angelegt, der so programmiert ist, daß er den Wert log |cos θ| liefert, also den Logarithmus des Betrags des Cosinus des Winkels Θ, dessen Wert seinem Adressen eingang angelegt wird. Die Codewörter log fcos θ j vom Festwertspeicher 59 werden auf einen Eingang einer Subtrahierschaltung 60 gegeben, worin sie von den vom Festwertspeicher 53 kommenden Codewörtern logjl| subtrahiert werden, um ein Signal entsprechend dem Wert log(|l|/|cos q\ ) zu erzeugen. Dieses Signal wird auf einen Addierer 70 gegeben und außerdem einer Schaltung zur automatischen Chrominanzregelung (ACR) zugeführt, die eine Referenzwertquelle 61, einen Vergleicher 62 und einen Integrator 63 enthält. Die ACR-Schaltung erzeugt ein Steuersignal, das proportional dem Mittelwert der Differenz zwischen dem Betrag des Farbartsignals und einem vorbestimmten Wert ist. Dieses Steuersignal wird gemeinsam mit Horizontal- und Vertikalsynchronsignalen und einem Sättigungs-Einstellsignal auf einen Eingang eines Mikroprozessors 66 gegeben. Ein Festwertspeicher 67 liefert die Koeffizienten g , g, und g an den Mikroprozessor 66, der periodisch das Produkt G. = ACR · SAT · g. errechnet, also das Produkt des ACR-Steuersignals, des Sättigungs-Einstellsignals und des 3eweiligen Projektionskoeffizienten.

Der Koeffizient G^ kann außerdem einen Term enthalten, um die Unterschiede der Wirkungsgrade auszugleichen, welche die Leuchtstoffe der im Empfänger verwendeten speziellen Bildwiedergaberöhre haben. Der Mikroprozessor liefert die Logarithmen der zusammengesetzten Verstärkungsfaktoren G^ und gibt sie auf einen Puffer 68. Vom Puffer 68 werden die Verstärkungsfaktorwerte log (G^) im Multiplex mit einer Abfragefrequenz 3^gQ einem Addierer 70 angelegt, worin sie zum Signal log (|l|/jcos θ|) addiert werden, um Signalwerte log (G^C) zu liefern. Diese Werte oder Codewörter werden einem Addierer 79 angelegt, worin sie mit den Signalen - 0)) kombiniert werden.

Claims (14)

1. Patentansprüche

   Schaltungsanordnung in einer Pernsehsignale verarbeitenden Einrichtung, die eine Quelle für zwei erste, in Vektorquadratur zueinander stehende und einem ersten Satz von Koordinatenachsen zugeordnete Farbmischungssignale enthält, zur Erzeugung einer zweiten Gruppe von Farbmischungssignalen, die einen zweiten Satz von Koordinatenachsen zugeordnet sind, gekennzeichnet durch:

   eine auf die ersten beiden Farbmischungssignale (I, Q) ansprechende Betragsermittlungsscbaltung (12) zur Bestimmung des Betrags der Vektorsumme C dieser beiden ersten Signale;

   eine auf die beiden ersten Farbmischungssignale ansprechende Winkelermittlungsschaltung (13) zur Bestimmung des Winkels θ zwischen der Vektorsumme und einer Achse der ersten Koordinatenachsen;

   eine Quelle (19) zur Lieferung von Winkelwerten Δ θ^, worin i einen Index bedeutet und die jeweils gleich dem Winkel zwischen einer der ersten beiden Achsen und jeder Achse des zweiten Satzes von Koordinatenachsen sind; eine auf die Winkelwerte ansprechende Einrichtung zur Bildung von Signalwerten, die für jeden Wert der beiden Winkel θ und ΔΘ. gleich der algebraischen Summe dieser beiden Winkel sind;

   eine Einrichtung (22) zur Erzeugung von Signalwerten entsprechend trigonometischen Verhältnissen (TRj) der algebraischen Winkelsummen;

   eine Einrichtung (20, 21, 23), die auf die trigonometrischen Verhältniswerte TR^ und den Betrag G anspricht, um Produkte C mal TR^ zu bilden, welche die zweite Gruppe von Farbmiscbungssignalen darstellen.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20, 21, 23) zur Erzeugung der Produkte 0 mal TR^ nacheinander die Produkte für alle mit i indizierten Werte erzeugt und außerdem eine Einrichtung enthält, um die Produkte derart auf getrennte Ausgangsanschlüsse zu geben, daß an jedem dieser Ausgangsanschlüsse nur gleich indizierte Produkte erscheinen.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zur Erzeugung der trigonometrischen Verbältnisse ein Festwertspeicher ist, der so programmiert ist, daß er Ausgangswerte entspre-

   7_;o chend den Cosinuswerten der ihm angelegten Eingangssignale liefert.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Justierung der Vektor-ς summe für die Korrektur von Fleischfarbtönen eine Einrichtung (30) zum Ändern der Winkel θ vorgesehen ist, die zwischen die Winkelermittlungsschaltung (13) und

   -⁷J-

   die Einrichtung (18) zur Bildung der algebraischen Summen eingefügt ist und auf die Werte θ anspricht, um diese Werte innerhalb eines Bereichs von Winkeln, in welchen die Vektorsumme Fleischfarbtöne darstellt, in nichtlinearer Weise so zu Justieren, daß die gemäß dem justierten Winkel Θ¹ gerichtete Vektorsumme normale Fleischfarbtöne genauer darstellt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die Einrichtung (30 ) zum Ändern der Winkel θ für die Korrektur von Fleischfarbtönen einen Festwertspeicher (90) enthält, dessen Adresseneingang zum Empfang der Werte des Winkels θ als Adressencodes angeschlossen ist und der so programmiert ist, daß er an einem Ausgang justierte Winkelwerte Θ¹ für die Vektorsumme liefert, welche Farben im Bereich von Fleischfarbtönen darstellt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (90) so programmiert ist, daß er für innerhalb des erwähnten Bereichs liegende Winkel θ justierte Winkel Θ¹ gemäß der Funktion Θ' = θ - Ksin(Me) erzeugt, wobei K und M vorbestimmte Konstanten sind.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine Quelle (21) für Vektorprojektionskoeffizienten (g^) wobei i die gleichen Indices sind wie die Indices der Winkelwerte;

   eine Einrichtung (20), die zwischen die Betragsermittlungsschaltung (12) und die Einrichtung (23) zur Erzeugung der Produkte O mal den trigonometrischen Verhältnissen geschaltet ist und auf die Koeffizienten g. anspricht, um den Betrag O um Faktoren gleich diesen Koeffizienten zu ändern.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Quelle (61, 62, 63) für Verstärkungssteuersignale

   und eine Einrichtung (66), welche die Koeffizienten g^ mit den Verstärkungssteuersignalen multipliziert, um modifizierte Koeffizienten g.' zum Ändern des Betrags zu erzeugen.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung des Gesamtfarbtons des wiedergegebenen Bildes eine Einrichtung (15, 16) zur statischen Farbtonregelung vorgesehen ist, die eine Quel-Ie (16) für Farbton-Steuersignale und eine Einrichtung (15) enthält, die zwischen die Winkelermittlungsschaltung (13) und die Einrichtung (30) zur Fleischfarbjustierung geschaltet ist und auf die Farbton-Steuersignale anspricht, um die Werte des Winkels θ entsprechend den Werten der Farbton-Steuersignale zu erhöhen bzw. zu vermindern.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Fernsehsignale verarbeitende Einrichtung ein Farbfernsehempfanger ist;

    daß die zueinander in Vektorquadratur stehenden Farbmiscbungssignale die I- und Q-Signale sind;

    daß die Betragsermittlungsschaltung (12) auf die I- und Q-Signale anspricht, um das Signal zu erzeugen, welches den Augenblickswerten des Betrags C der Vektorsumme dieser beiden Signale entspricht;

    daß die Winkelermittlungsschaltung (13) auf die I- und Q-Sipnale anspricht, um ein Signal zu erzeugen, das den Winkeln θ zwischen der Vektorsumme und der dem I-Signal zugeordneten Koordinatenachse entspricht;

    daß eine einen Festwertspeicher enthaltende und auf das den Winkeln θ entsprechende Signal ansprechende Einrichtung (30) vorgesehen ist, um diejenigen Winkel θ zu justieren, die innerhalb eines Bereichs liegen, in welchem die Vektorsumme Farbsignale entsprechend einem Bereich von Fleischfarbtönen darstellen, wobei der Festwertspeicher

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    so programmiert ist, daß er an einem Ausgang justierte Werte für die im erwähnten Bereich liegenden Winkel θ liefert, die einem Adresseneingang des Festwertspeichers als Adressencodes angelegt werden;

    daß die Winkelwertquelle (19) Werte für WinkelAe_R, Δθ_Β und θ_β liefert;

    daß die Einrichtung (18) zur Bildung der algebraischen

    Summe auf die Winkelwerte Δθ^, Δθ-g undAö^ und auf die Einrichtung zur Justierung der Winkel θ anspricht, um sequentiell Winkelwerte (Δ 6_R - Θ), (Αθ-g - Θ) und (A9_G - Θ) zu erzeugen;

    daß die Einrichtung (22) zur Lieferung der trigonometrischen Verhältnisse auf die Winkelwerte (A6_R - Θ), (Δθ-g - θ) und (Aθ^ - θ) anspricht, um deren Cosinuswerte zu erzeugen;

    daß eine Quelle (21) für Koeffizientenwerte g_R, g_B und gg vorgesehen ist, über die ein aus I- und Q-Komponenten entwickeltes übertragenes Farbartsignal in Beziehung zu den Farbmischungssignalen (R-Y), (B- Y) und (G - Y) steht;

    daß eine Einrichtung (20) vorgesehen ist, die auf die Koeffizientenwerte und das Betragssignal anspricht, um nacheinander Signalwerte entsprechend den Produkten g_R mal C, g-n mal O und g^ mal G zu erzeugen; daß eine Einrichtung (25) vorgesehen ist, die aus den von der letztgenannten Einrichtung erzeugten Produkten und aus den Cosinuswerten Signalwerte entsprechend den Produkten g_RC cos (A9_R - Θ), ggC cos (A Θ_Β - θ) und gßC cos (Δ Qq - θ) erzeugt, wobei das erstgenannte dieser Produkte dem Farbmischungssignal (R - Y), das zweitgenannte Produkt dem Farbmischungssignal (B - Y) und das drittgenannte Produkt einem Farbmischungssignal (G - Y) entspricht.
11. 11.Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle (61, 62, 63) für Verstärkungssteuersignale und eine Einrichtung (66) vorgesehen ist, die jeden der Koeffizienten (g_R, g_B, g_&) mit den Verstärkungs-

    Steuersignalen multipliziert, um modifizierte Koeffizienten gp¹, g-ß¹ und g~' zu erzeugen, die auf die Einrichtung (68, 69) gegeben werden, welche nacheinander die Produkte g_R mal C, g_ß mal C und g_G mal G bildet. 5
12. 12.Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Fernsehsignale verarbeitende Einrichtung ein System zur Verarbeitung von Farbfernsehsignalen ist; daß die in Quadratur zueinander stehenden Farbmischungssignale das I-Signal und das Q-Signal sind, die den Koordinatenachsen T bzw. Q zugeordnet sind;

    daß die zweite Gruppe von Farbmischungssignalen die Signale (R -Y), (B-Y) und (G - Y) sind, die den Koordinatenachsen (R - Y) bzw. (B - Y) bzw. (G - Y) zugeordnet sind und gegenüber einer Bezugsachse um die WinkelÄöjn bzw.Ae-g bzw.Ae^ versetzt sind;

    daß die Betragsermittlungsschaltung (12) den Betrag O der Vektorsumme der I- und Q-Signale ermittelt; daß die Winkelermittlungsschaltung (13) den Winkel θ zwischen der Vektorsumme und der Bezugsachse ermittelt; daß die zur Bildung algebraischer Summen vorgesehene Einrichtung (18) die algebraischen Summen der Winkel θ mit den Winkeln Λ 9„, Αθ-g undA6_Q erzeugt; daß die zur Erzeugung der trigonometrischen Verhältnisse vorgesehene Einrichtung (22) die trigonometrischen Verhältnisse (z.B. die Gosinuswerte) der erwähnten algebraischen Summen erzeugt, um die Vektorsummen auf die Achsen (R - Y) bzw. (B - Y) und (G - Y) zu projizieren; daß eine Einrichtung (20, 21) vorgesehen ist zur Multiplizierung des Betrags C mit zugehörigen Projektionskoeffizienten gß, grj und gr.;

    daß die zur Erzeugung des Produkts vorgesehene Einrichtung (25) die den algebraischen Winkelsummen mit den Indices R, B und C zugeordneten trigonometrischen Verhältnisse mit den Produkten der entsprechend indizierten Koeffizienten mal dem Betrag G multipliziert, um als Pro-

    -6a-

    c -r j. I ^L o I

    dukte dieser Multiplikationen die Farbmischungssignale (R-Y), (B- Y) und (G - Y) zu erhalten.
13. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (61, 62, 63, 66), welche die Koeffizienten mit einem Farbartverstärkungs-Steuersignal multipliziert, bevor der Betrag C mit den Koeffizienten multipliziert wird.
14. 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (30), welche die Winkelwerte θ vor der Summierung mit den WinkelwertenAe_R,AO_B und Δθη einem Pestwertspeicher zuführt, der so programmiert ist, daß er an seinem Ausgang Winkelwerte liefert, die hinsichtlich des Fleischfarbtons korrigiert sind.