DE3421231C2

DE3421231C2 - Schaltungsanordnung zur Koordinatentransformation von Farbmischungssignalen

Info

Publication number: DE3421231C2
Application number: DE3421231A
Authority: DE
Inventors: Danny Chin; Eric Paul Batterman; Thomas Vincent Bolger
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1984-06-07
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2004-06-08
Also published as: GB2141308A; JPS607285A; FR2547476B1; IT1176277B; KR920004106B1; HK101691A; KR850000877A; IT8421281A1; CA1216659A; GB2141308B; JPH0450793B2; MY100459A; IT8421281A0; DE3421231A1; US4523221A; GB8414482D0; FR2547476A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Insbesondere handelt es sich dabei um die digitale Durchführung der automatischen Hautfarbenkorrektur, 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 Siliziumplättchen 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, 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.

Aus der älteren Anmeldung DE 33 4 0084 C2 ist eine Schaltung zur Verarbeitung von Fernsehsignalen bekannt, bei welcher eine I-Q-Matrix aus den Farbdifferenzsignalen (R-Y) und (B-Y) Farbmischungssignale I und Q erzeugt, aus denen in einem Adressenbildner geeignete Adressensignale zur Ansteuerung eines programmierbaren Festwertspeichers abgeleitet werden, der so programmiert ist, daß eine Adresse, die im I-Q- Koordinatensystem einen zugehörigen Winkel α zwischen der I-Achse und dem durch I-Q-Koordinatenursprung gehenden Vektor bestimmt, ein Korrektursignalpaar I′Q′ mit einem entsprechend korrigierten Winkel α′ erzeugt. Die korrigierten Werte I′ und Q′ werden einer U-V-Matrix zugeführt und die von dieser erzeugten Signale U und V werden mit den Signalen (R-Y) bzw. (B-Y) addiert zu korrigierten Signalen (R-Y)′ bzw. (B-Y)′ die hautfarbtonkorrigierte Rot- bzw. Blaudifferenzsignale darstellen.

Weiterhin ist aus der US 38 52 807 eine Schaltung zur Korrektur von Hautfarbtönen bekannt, bei welcher mit Hilfe einer Torschaltung die Q-Signalkomponente blockiert wird, wenn ihr Absolutwert kleiner als ein vorbestimmter Bruchteil der I-Komponente ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Korrektur von Hautfarbtönen anzugeben, welche die erforderlichen Verarbeitungsfunktionen unter wirtschaftlicher Ausnutzung von Bauteilen mit möglichst allgemeiner Funktion durchzuführen gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Gruppe von Farbmischungssignalen, die einem Satz von Koordinatenachsen zugeordnet sind, aus zwei in Vektorquadratur zueinanderstehenden Farbmischungssignalen, die auf einen anderen Satz von Koordinatenachsen bezogen sind. Erfindungsgemäß werden dabei empfangene Farbmischungssignale demoduliert, um den Betrag C ihrer Vektorsumme und den Winkel R zwischen der Vektorsumme und einer Bezugsachse zu erhalten. Die erhaltenen Winkel werden um Winkelwerte ΔR_i 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 C anspricht, erzeugt Produkte gleich dem C-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 NTSC-Videosignalgemisch veranschaulicht;

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

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

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

Fig. 5 zeigt die Übertragungskennlinie für die automatische Hauptfarbenkorrektur.

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 C. 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 (z. B. C = ) und den Winkel R zwischen diesem Vektor C und der I-Achse (z. B. R = tan^-1 (Q_a/I_a)), dann läßt sich der Augenblickswert der Signale (R-Y) und (B-Y) bestimmen. Die Augenblickswerte (R-Y)_a und (B-Y)_a sind die Projektionen des Farbartvektors auf die (R-Y)-Achse und die (B-Y)-Achse und errechnen sich somit nach folgenden Gleichungen

(R-Y)_a = C cos (33°-R) (1)

(B-Y)_a = -C cos (57=+R). (2)

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

(G-Y)_a = - cos (66°-R). (3)

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

E_M = E_Y + [E_Q sin (wt + 33°) + E_I cos (wt + 33°)], (4)

wobei E_Y, E_Q und E_I 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 + E_Y + [0,493 (E_B-E_Y) sin wt + 0,887 (E_R-E_Y) cos wt], (5)

wobei E_B und E_R die Augenblicksspannungen der Primärfarbsignale für Blau und Rot sind (Balusignal 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 0,493 und 0,877 sorgen. Dies kann geschehen durch Multiplikation des Betrags des Farbartsignals C mit einem Vektorprojektionskoeffizienten G_B (z. B. 1/0,493), wenn die Vektorprojektion 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.

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 Hautfarbtöne beinhalten, als "echte" Hautfarbtöne erscheinen (automatische Hautfarbenkorrektur). 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 Substraktion eines gewissen Wertes zum oder vom tatsächlichen Wert des Winkels R.

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 Hautfarbenkorrektur, 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 F_SC ist.

Gemäß 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_FC 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 mit der Abfragefrequenz F_SC Abfragewerte, die dem Winkel R zwischen einerseits der Vektorsumme der Signale I und Q und andererseits der I-Achse entsprechen, das heißt R ist gleich dem Arcus Tangens des Verhältnisses von Q zu I (arctan Q/I). Das den Winkel R darstellende Signale (Signal R) wird auf eine Summierschaltung 15 gegeben, worin ein kontanter Winkelwert FTJ (Farbtonjustiereung) hinzuaddiert wird, um eine Drehung des Farbartvektors zur Einstellung des Farbtons der Gesamtszene zu bewirken. Das Maß, um den das Signal R modifiziert (das heißt vergrößert oder verkleinert) wird, wird vom Benutzer bestimmt, indem dieser über die Verbindung 16 Zusatzwerte an die Summierschaltung 15 gibt, 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 R hinzugegeben, um den modifizierten Winkel R′ 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 R′ von der Schaltung 15 wird auf eine Einrichtung 30 zur automatischen Hautfarbenkorrektur gegeben, wobei der Winkel in nichtlinearer Weise geändert wird, um Hautfarbtöne zu korrigieren. Diese Korrektureinrichtung 30 kann ein Festwertspeicher (ROM) sein, der so programmiert ist, daß er bestimmte Winkelwerte R als Antwort auf die Eingangs-Winkelwerte R′ liefert. Die Winkel R sind gleich dem Winkel R′, wenn das Farbartsignal nicht denjenigen Bereich von Farbe repräsentiert, die als Hautfarben anzusehen sind. Wenn das Farbartsignal Farben im Hautfarbtonbereich darstellt, erzeugt die Schaltung 30 Winkelwerte Φ, die eine nichtlinieare Funktion der Eingangs-Winkelwerte R sind. Im Hautfarbtonbereich kann der Winkel Φ beispielsweise gleich (R′ - K sin 2 R′) sein. Diese Funktion ist in Fig. 5 dargestellt.

Die in Fig. 5 gezeigte Funktion bewirkt eine Hautfarbenkorrektur für Winkel R′, die in einem Bereich von ±90° um die I-Achse liegen. Außerhalb dieses Bereichs wird keine Korrektur bewirkt. Die automatische Hautfarbenkorrektur erfolgt dadurch, daß die Einrichtung 30 den Farbartvektor in Richtung zur I-achse dreht, wenn der Winkel R′ innerhalb des den Hautfarben 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 R′ nahe Null ist. Andererseits muß auch für Farbartvektoren, die innerhalb des Hautfarbtonbereichs 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 Hautfarbtonbereichs an den Stellen R′=±90° angenommen, und man erkennt, daß die nichtlineare Korrektur nahe diesen Grenzen wieder auf das Maß Null strebt.

Die in Fig. 5 für den Hautfarbtonbereich dargestellte Funktion Φ=R′-K sin 2 R′ bewirkt eine maximale Korrekturdrehung von K° jeweils in der Mitte der beiden Halbbereiche. Wenn der momentane Farbartvektor einen tatsächlichen Winkel von R′=±45° mit der I-Achse bildet, dann ist der von der Einrichtung 30 eingestellte Winkel Φ gleich (R′-K)°. Der Wert K wird durch den Konstrukteur vorgegeben und fällt im allgemeinen in den Bereich von 14° bis 26°. Die Funktion Φ= R′-K sin 2 R′ bringt eine zufriedenstellende Fleischfarbenkorrektur. Es sei jedoch erwähnt, daß stattdessen auch andere Funktionen Φ=f (R′) nach dem Belieben des Konstrukteurs verwendet werden können.

Gemäß der Fig. 3 wird das hinsichtlich der Hautfarbtöne korrigierte Signal Φ auf eine Addierschaltung 18 gegeben, worin es eine weitere Änderung um die Winkelwerte ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G erfährt, die erforderlich sind, um den Farbartvektor auf die (R-Y)-, (B-Y)- und (G-Y)-Achsen zu projizieren. Die Werte R_R, R_B und R_G, die von einer Speichereinrichtung 19 zur Verfügung gestellt werden, werden im Multiplex mit dem Dreifachen der Frequenz F_SC auf den Addierer 18 gegeben, der drei aufeinanderfolgenden Signalwerte (ΔR_R-Φ), (ΔR_B-Φ) und (ΔR_G-Φ) 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 23 gegeben.

Das von der Betragsermittlungsschaltung 12 gelieferte Betragssignal C wird auf einen Eingang einer zweiten Multiplizierschaltung 20 gegeben, worin es mit Verstärkungsfaktoren G_R, G_B und G_G multipliziert wird. Jeder dieser Verstärkungsfaktoren kann ein zusammengesetzter Faktor sein, der sich aus dem Vektorprojektionskoeffizienten g_i, einem dynamischen Chrominanzverstärkungsfaktor ACR und einem Sättigungseinstellfaktor SAT zusammensetzt (das heißt G_i= g · ACR · SAT). Der Faktor G_i kann periodisch mit Zeilen- oder 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 im Multiplex mit dem Dreifachen der Frequenz F_SC auf die Multiplizierschaltung 20 gegeben, um aufeinanderfolgende Signalwerte (C · G_R), (C · G_B) und(C · G_G) zu liefern, und zwar zeitlich koinzident mit der Erzeugung der Cosinuswerte der jeweiligen Winkel (ΔR_i-Φ). Die einzelnen Signalwerte C · G_i werden auf einen zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 30 gegeben, welche die Signalwerte

(R-Y)_a = G_R C Cos (ΔR_R-Φ) (6)

(B-Y)_a = G_B C Cos (ΔR_B-Φ) (7)

(G-Y)_a = G_G C Cos (ΔR_G-Φ) (8)

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

Die Signale (R-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 zugeordneten Winkel. Je nachdem, welche trigonometrische Funktionen benutzt werden, wird man unterschiedliche Werte für ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G 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 (ΔR_i±Φ). Würde man die Projektionen z. B. mit Hilfe von Sinuswerten ermitteln, dann wäre der Winkel R_R (aus Fig. 1) gleich 57°, und die entsprechende algebraische Summe wäre (ΔR_R+Φ).

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 ΔR_i andere Werte verwendet werden müssen als diejenigen, die aus den in Fig. 1 gezeigten NTSC-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 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_a und Q_a an zugehörigen Eingängen 10 und 11. Die empfangenen Signale werden jeweils einer zugeordneten Absolutwertschaltung 50 bzw. 51 zugeführt, welche den Betrag des betreffenden Signals I_a bzw. Q_a liefert. Die Beträge der Signalwerte I_a und Q_a werden 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 Code dargestellten Signalbetrags liefert. In einer Subtrahierschaltung 55 wird der Logarithmuswert log |I_a| vom Logarithmuswert log |Q_a| substrahiert, um am Ausgang einen Signalcode entsprechend dem Wert log (|Q_a|/|I_a|) zu liefern. Dieser Signalcode wird gemeinsam mit den Vorzeichenbits der Signale I_a als Eingangsadressencode an einen Festwertspeicher 57 gelegt (die Vorzeichenbits für I_a und Q_a sind die höchstwertigen oder "obersten" Bits des zusammengesetzten Adressencodes). Der Festwertspeicher ist so programmiert, daß er am Ausgang einen Signalcode entsprechend dem Wert arcton (Q_a/I_a) liefert, das heißt den Winkel R. Da die von der Subtrahierschaltung 55 gelieferten Codes aus den Beträgen |I_a| und |Q_a| erzeugt wurden, stellen sie nur den Winkelbereich von 0° dar. Die Vorzeichenbits der Signale I_a und Q_a, 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.

Sind die N untersten (niedrigstwertigen) Bitpositionen des Adresseneingangs des Festwertspeichers 57 mit der Subtrahierschaltung 55 gekoppelt, dann wird die (N+1)te Bitposition mit dem I_a-Vorzeichenbit und die (N+2)te Bitposition mit dem Q_a-Vorzeichenbit gekoppelt. Ferner sei angenommen, daß die Vorzeichenbits für positive Signalwerte I_a oder Q_a gleich 0 und für negative Signalwerte gleich 1 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+1)te und das (N+2)te Adressenbit beide gleich 0 sind. Wenn das (N+1)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 Werte, um die Winkelwerte R 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 R′ darstellen, werden auf eine automatische Hautfarbton-Korrekturschaltung 71 gegeben, die hinsichtlich der Hautfarben korrigierte Werte entsprechend den Winkeln Φ liefert, wie es bereits in Verbindung mit den Fig. 3 und 5 beschrieben wurde. (Es sei erwähnt, daß in manchen Fällen die Funktion zur automatischen Hautfarbenkorrektur auch direkt in die durch den Festwertspeicher 57 realisierte Arcus-Tangens-Tabelle mit einprogrammiert sein kann.)

Die Fig. 4b zeigt ausführlicher eine Ausführungsform einer automatischen Hautfarben-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 Φ gespeichert, wie es für die Anzahl der im Hautfarbtonbereich liegenden Eingangswinkel genügt. Alle anderen Eingangswinkel R, für die Φ=R 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 R 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 R entsprechenden Codewörter und liefert an seinem Ausgang einen hohen Pegel, wenn diese Wörter Winkelwerte außerhalb des Hauttonbereichs darstellen. Die vom Festwertspeicher 90 gelieferten Signale werden nur dann auf den Ausgang der Schaltung gegeben, wenn die Winkelwerte R innerhalb des Hauttonbereichs liegen, und daher braucht der Festwertspeicher 90 nur Winkelwerte Φ für die in diesem Bereich liegenden Winkel R zu enthalten.

Gemäß der Fig. 4a werden die Codewörter für die Winkelwerte R von der Korrekturschaltung 71 auf eine Subtrahierschaltung 75 gegeben, die außerdem Codewörter entsprechend den Winkelwerten ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G zur Transformation in die Farbmischungssignale (R-Y), (B-Y) und (G-Y) empfängt. Die Φ-Codewörter werden der Subtrahierschaltung 75 mit einer Folgefrequenz (Abfragefrequenz) F_SC 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 Φ-Codewort nacheinander die drei verschiedenen Winkel-Differenzwerte (ΔR-Φ), (ΔR_B-Φ) und (ΔR_G-Φ) geliefert werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die Auslesung des Festwertspeichers mit einer Frequenz 3 F_SC taktgesteuert wird, so daß die Winkel-Differenzwerte mit der Folgefrequenz 3 F_SC erscheinen. Die Winkel-Differenzwerte (ΔR_i-Φ 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 (ΔR_i-Φ werden auf eine Addierschaltung 79 gegeben, worin sie mit dem Wert log (G_iC) summiert werden, also einem Wert entsprechend dem durch die oben erwähnten Verstärkungskoeffizienten modifizierten Betrag des Farbartvektors, um Codewörter entsprechend dem Wert log (G_i C cos (ΔR₁-Φ)) zu erzeugen. Diese Codewörter werden einer numerusbildenden Schaltung 83 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:

C = |I| / |cos R| (9)

Zu diesem Zweck werden die Winkelwerte R aus der Schaltung 57 als Adressencodes einem Festwertspeicher 59 angelegt, der so programmiert ist, daß er den Wert log |cos R| liefert, also den Logarithmus des Betrags des Cosinus des Winkels R, dessen Wert seinem Adresseneingang angelegt wird. Die Codewörter log |cos ϑ| vom Festwertspeicher 59 werden auf einen Eingang einer Subtrahierschaltung 60 gegeben, worin sie von den vom Festwertspeicher 53 kommenden Codewörtern log |I| subtrahiert werden, um ein Signal entsprechend dem Wert log (|I| / |cos R|) 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_r, g_b und g_g an den Mikroprozessor 66, der periodisch das Produkt G_i=ACR · SAT · g_i errechnet, also das Produkt des ACR-Steuersignals, des Sättigungs-Einstellsignals und des jeweiligen Projektionskoeffizienten.

Der Koeffizient G_i kann außerdem einen Term enthalten, um die Unterscheide der Wirkungsgrade auszugleichen, welche die Leuchtstoffe der im Empfänger verwendeten speziellen Bildwiedergaberöhre haben. Der Mikroprozessor liefert die Logarithmen der zusammengesetzten Verstärkungsfaktoren G_i und gibt sie auf einen Puffer 68. Vom Puffer 68 werden die Verstärkungsfaktorwerte log (G_i) im Multiplex mit einer Abfragefrequenz 3 F_SC einem Addierer 70 angelegt, worin sie zum Signal log (|I| / |cos R|) addiert werden, um Signalwerte log (G_iC) zu liefern. Diese Werte oder Codewörter werden einem Addierer 79 angelegt, worin sie mit den Signalen (cos ΔR₁)-Φ)) kombiniert werden.

Claims

1. Schaltungsanordnung in einer Fernsehsignale verarbeitenden Einrichtung, die eine Quelle für zwei erste, in Vektorquadratur zueinander stehende und einem ersten Satz von Koordinatenachsen zugeordnete Farbmischungssignale einer ersten Gruppe enthält, zur Erzeugung einer zweiten Gruppe von Farbmischungssignalen, die einem zweiten Satz von Koordinatenachsen zugeordnet sind, gekennzeichnet durch
eine auf die ersten beiden Farbmischungssignale (I, Q) ansprechende Betragsermittlungsschaltung (12) zur Bestimmung des Betrags C der Vektorsumme dieser beiden ersten Signale;
eine auf die beiden ersten Farbmischungssignale ansprechende Winkelermittlungsschaltung (13) zur Bestimmung des Winkels R zwischen der Vektorsumme und einer Achse der ersten Koordinatenachsen;
eine Quelle (19) zur Lieferung von Winkelwerten, die jeweils gleich dem Winkel ΔR_i zwischen einer der ersten beiden Achsen und jeder Achse des zweiten Satzes von Koordinatenachsen sind;
eine auf die Winkelwerte ansprechende Einrichtung (18) zur Bildung von Signalwerten, die für jeden Wert der beiden Winkel R und ΔR_i gleich der algebraischen Summe dieser beiden Winkel sind;
eine Einrichtung (22) zur Erzeugung von trigonometrischen Signalwerten TR_i der algebraischen Winkelsummen;
eine Einrichtung (23), die auf die trigonometrischen Signalwerten TR_i und den Betrag C anspricht, um Produkte C mal TR_i zu bilden, welche die zweite Gruppe von Farbmischungssignalen darstellen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zur Erzeugung der Produkte C mal TR_i nacheinander die Produkte für alle mit i indizierten Werten erzeugt und außerdem eine Einrichtung (80, 81, 82) enthält, um die Produkte derart auf getrennte Ausganganschlüsse zu geben, daß an jedem dieser Ausgangsanschlüsse nur gleich indizierte Produkte erscheinen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zur Erzeugung der trigonometrischen Signalwerte ein Festwertspeicher ist, der so programmiert ist, daß er Ausgangswerte entsprechend den Cosinuswerten der ihm angelegten Eingangssignale liefert.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Justierung der Vektorsumme für die Korrektur von Hautfarbtönen eine Einrichtung (30) zum Ändern der Winkel R vorgesehen ist, die zwischen die Winkelermittlungsschaltung (13) und die Einrichtung (18) zur Bildung der algebraischen Summen eingefügt ist und auf die Werte R anspricht, um diese Werte innerhalb eines Bereichs von Winkeln, in welchen die Vektorsumme Hautfarbtöne darstellt, in nichtlinearer Weise so zu justieren, daß die gemäß einem so justierten Winkel R′ gerichtete Vektorsumme normale Hautfarbtöne genauer darstellt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da die Einrichtung (30) zum Ändern der Winkel R für die Korrektur von Hautfarbtönen einen Festwertspeicher (90) enthält, dessen Adresseneingang die Werte des Winkels ϑ als Adressencodes zugeführt werden und der so programmiert ist, daß er an einem Ausgang Winkelwerte für die justierten Winkel R′ für die Vektorsumme liefert.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des erwähnten Bereichs justierte Winkel R′ gemäß der Funktion R′=R-K sin (MR) erzeugt werden, wobei K und M vorbestimmte Konstanten sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Quelle (21) für Vektorprojektionskoeffizienten g_i, wobei i die gleichen Indizes sind wie die Indizes der Winkelwerte;
eine Einrichtung (20), die zwischen die Betragsermittlungsschaltung (12) und die Einrichtung (23) zur Erzeugung der Produkte C mal TR_i geschaltet ist und auf die Koeffizienten g_i anspricht, um den Betrag C um Faktoren gleich diesen Koeffizienten zu ändern.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Quelle (61, 62, 63) für Verstärkungssteuersignale und eine Einrichtung (66) zur Multiplizierung der Koeffizienten g_i mit den Verstärkungssteuersignalen zu modifizierten Koeffizienten g_i′ für die Änderung des Betrags C.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung des Gesamtfarbtons des Wiedergabebildes zwischen die Winkelermittlungsschaltung (13) und die Einrichtung (30) zur Hautfarbjustierung eine Einstellschaltung (15) zur statischen Farbtonregelung eingefügt ist, der von einer Quelle (16) Farbton-Einstellsignale zuführbar sind, um die Werte des Winkels R zu erhöhen bzw. zu vermindern.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fernsehsignale verarbeitende Einrichtung ein Farbfernsehempfänger ist,
daß die beiden ersten Farbmischungssignale die I- und Q-Signale sind,
daß die Winkelermittlungsschaltung (13) den Winkeln R zwischen der Vektorsumme und der I-Koordinatenachse entsprechende Signale erzeugt und diese Signale einer einen Festwertspeicher (90) enthaltenden Einrichtung (30) zur Justierung derjenigen Winkel R zugeführt werden, die innerhalb eines Bereichs liegen, in welchem die Vektorsumme einem Bereich von Hautfarbtönen entsprechende Farbsignale darstellt, wobei der Festwertspeicher (90) so programmiert ist, daß er justierte Werte für die im erwähnten Bereich liegenden Winkel R liefert, die einem Adresseneingang des Festwertspeichers als Adressencodes angelegt werden;
daß die Winkelwertquelle (19) Werte für Winkel ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G liefert;
daß die Einrichtung (18) zur Bildung der algebraischen Summe unter Steuerung durch die Winkelwerte ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G und die Einrichtung (30) zur Justierung der Winkel R sequentiell Winkelwerte (ΔR_R-R), (ΔR_B-R) und (ΔR_G-R) erzeugt, aus denen eine Einrichtung (22) deren Cosinuswerte bildet;
daß eine Einrichtung (20) aus dem Betragssignal und von einer Quelle (21) gelieferten Vektorprojektions-Koeffizienten g_R, g_B und g_G, über die ein aus I- und Q-Komponenten abgeleitetes gesendetes Farbartsignal in Beziehung zu den Farbmischungssignalen (R-Y), (B-Y) und (G-Y) steht, nacheinander Signalwerte entsprechend den Produkten g_R · C, g_B · C und g_G · C erzeugt, und
daß eine Einrichtung (23) aus diesen Produktsignalwerten und aus den Cosinuswerten Produktsignale g_RC cos (ΔR_R-R), g_B C cos (ΔR_B-R und g_G C cos (ΔR_G-R) erzeugt, die den Farbmischungssignalen (R-Y), (B-Y) bzw. (G-Y) entsprechen.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß modifizierte Koeffizienten f_R′, g_B′ und g_G′ einer Einrichtung (68, 69) zugeführt werden, welche nacheinander die Produkte g_R · C, g_B · C und g_G · C bildet.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Gruppe von Farbmischungssignalen durch das I-Signal und das Q-Signal gebildet wirrd, die den Koordinatenachsen bzw. zugeordnet sind;daß die zweite Gruppe von Farbmischungssignalen durch die Signale (R-Y), (B-Y) und (G-Y) gebildet wird, die den Koordinatenachsen () bzw. () bzw. () zugeordnet sind und um die Winkel ΔR_R bzw. ΔR_B bzw ΔR_G gegenüber einer Bezugsachse versetzt sind, deren Winkel R gegenüber der Vektorsume durch die Winkelermittlungsschaltung (13) ermittelt wird;
daß die Einrichtung (18) die algebraischen Summen der Winkel R mit den Winkeln ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G bildet;
daß aus diesen Summen von der Einrichtung (22) die trigonometrischen Signalwerte (z. B. die Cosinuswerte) gebildet werden zur Projizierung der Vektorsummen auf die Achsen () bzw. () und ();
daß eine Einrichtung (20, 21) den Betrag C mit zugehörigen Vektorprojektions-Koeffizienten g_R, g_B und g_G multipliziert und
daß die den algebraischen Winkelsummen mit den Indizes R, B und G zugeordneten trigonometrischen Signalwerte mit den Produkten der entsprechend indizierten Vektorprojektions-Koeffizienten mal dem Betrag C von einer Einrichtung (23) multipliziert werden, die als Produkte dieser Multiplikationen die Farbmischungssignale (R-Y), (B-Y) und (G-Y) liefert.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektorprojektions-Koeffizienten durch eine Einrichtung (61, 62, 63, 66) mit einem Farbartverstärkungs- Steuersignal multipliziert werden, bevor der Betrag C mit den Koeffizienten multipliziert wird.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelwerte R vor der Summierung mit den Winkelwerten ΔR_R, ΔR_B und ΔR_G durch eine Einrichtung (30) einem Festwertspeicher (90) zugeführt werden, der so programmiert ist, daß er an seinem Ausgang hinsichtlich des Hautfarbtons korrigierte Winkelwerte liefert.