DE3833077A1

DE3833077A1 - Schaltung zur verarbeitung eines digitalsignales mit einer austastluecke

Info

Publication number: DE3833077A1
Application number: DE3833077A
Authority: DE
Inventors: Naoki Nishio
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1989-04-06
Anticipated expiration: 2008-09-30
Also published as: KR0128250B1; FR2621201B1; GB2210531B; US4862270A; GB8822827D0; JPS6454484U; KR890006064A; GB2210531A; JP2521183Y2; DE3833077C2; FR2621201A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verarbeitung eines Digitalsignales, beispielsweise eines digitalen Videosignales, mit einer Austastlücke. Sie betrifft speziell eine digitale Verarbeitungsschaltung, in der Signalverarbeitungen in einer Mehrzahl von Signalverarbeitungsblöcken auf der Basis von in das in Austastintervall des digitalen Eingangsignales eingefügten Funktionssteuerdaten gesteuert werden, wodurch sich eine Vereinfachung des Schaltungsaufbaues ergibt, und die komplexe Signalverarbeitung durchgeführt werden kann.

Fotographische Ausrüstungen wie beispielsweise Videokameras wandeln im allgemeinen ein auf der Oberfläche eines fotographischen (Bildaufnahme-)Elements vorhandenes optisches Bild in ein elektrisches Videosignal und erzeugen ein Farbfernsehsignal, beispielsweise mit NTSC-Standard, wobei das Videosignal verschiedenen Signalverarbeitungen, wie Weißabgleich und Gammakorrektur usw. unterworfen wird.

Das NTSC-Standard-Farbfernsehsignal wird in solchen fotographischen Ausrüstungen zusätzlich mit einem Austastintervall versehen, d. h. einem Zeilenrücklaufintervall für die Abtastzeilen, während dessen kein Videobild reproduziert wird. Unter Austastintervall versteht man das Zeitintervall zwischen zwei effektiven Videosignalen, d. h. zwischen den effektiven Signalabschnitten, die Videoinformation enthalten.

Die Entwicklung der digitalen Signalverarbeitungstechnik hat in jüngerer Zeit zum Einsatz von digitalen Signalverarbeitungsschaltungen in Signalverarbeitungssystemen für Videosignalen geführt.

Eine solche digitale Signalverarbeitungsschaltung enthält beispielsweise, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Dateneingang 101, dem ein digitales Eingangssignal zugeführt wird, eine Mehrzahl von Signalverarbeitungsblöcken 102, 103 und 104 zur Durchführung vor bestimmten Signalverarbeitungen, wie beispielsweise Weißabgleich und Gammakorrektur für das digitale Eingangssignal D _in, sowie einen Datenausgang 105, wobei der Eingang, die Schaltungsblöcke und der Ausgang in Reihe angeordnet sind.

Außerdem ist ein Steuerschaltungsblock106 zur Steuerung der einzelnen Signalverarbeitungsvorgänge der Signalverarbeitungsblöcke 102, 103 und 104 vorgesehen, der mit diesen über entsprechende Steuersignalleitungen 107, 108 bzw. 109 verbunden ist.

In der vorangehend beschriebenen Signalverarbeitungsschaltung besteht jeder Signalverarbeitungsblock 102, 103 und 104 aus einem IC (integrierte Schaltung). Ihre Funktion wird unmittelbar durch den erwähnten Steuerschaltungsblock 106 über die einzelnen Steuersignalleitungen 107, 108 bzw. 109 gesteuert, so daß die vorbestimmten Signalverarbeitungsvorgänge, denen das digitale Eingangssignal D _in zu unterwerfen ist, in den betreffenden Signalverarbeitungsblöcken 102, 103 und 104 ausgeführt werden und das so verarbeitete digitale Ausgangssignal D _out über den Datenausgang 105 ausgegeben wird.

Die Anzahl der Signalleitungen, die mit den jeweiligen beispielsweise als ICs ausgebildeten Signalverarbeitungsblöcken 102, 103 und 104 in der Videosignalverarbeitungsschaltung verbunden sind, beträgt fast mehr als 100 einschließlich der Signalleitungen zur Ausgabe und Zuführung der Daten der Farbkomponenten wie Rot (R), Grün (G) und Blau (B) der Bildaufnahmesignale, der Steuersignalleitungen 107, 108 und 109, der Stromversorgungsleitungen und der Taktsignalleitungen.

Die aus mehreren ICs großer Integrationsdichte bestehende digitale Signalverarbeitungsschaltung hat den Nachteil, daß sie eine sehr große Anzahl von Signalleitungen benötigt und daß ihr Schaltungsaufbau äußerst kompliziert ist.

Außerdem besteht Bedarf an einer weiteren digitalen Signalverarbeitungsschaltung, die das digitale Eingangssignal einer komplexeren Signalverarbeitung unterziehen kann. Es werden dementsprechend Signalverarbeitungsblöcke benötigt, die äußerst große Datenmengen aufnehmen und ausgeben können. Ein Verfahren zur Aufnahme und Ausgabe sehr großer Datenmengen ohne entsprechende Vermehrung der mit den Signalverarbeitungsblöcken verbundenen Signalleitungen beinhaltet z. B. serielle Datenübertragungsmethoden. Dabei entstehen jedoch Zeitfehler bei der Verarbeitung der Videosignale, so daß eine entsprechende Hardware für die Aufnahme und die Übertragung der Daten notwendig wird.

Im gegenwärtigen Zeitpunkt existiert kein befriedigendes Verfahren, das die vorangehend beschriebenen Probleme löst.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte digitale Signalverarbeitungsschaltung anzugeben, die in der Lage ist, eine komplizierte Signalverarbeitung mit einer relativ einfachen Schaltungskonstruktion auszuführen. Weiterhin soll die erfindungsgemäße digitale Signalverarbeitungsschaltung eine Verringerung der Anzahl der Signalleitungen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine digitale Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen, die eine Mehrzahl von Signalverarbeitungsschaltungsblöcken aufweist sowie einen Steuerblock, der die Funktionen der Signalverarbeitungsblöcke steuert, wobei das Gerät eine Einrichtung zum Einfügen von Funktionssteuerdaten in ein Austastintervall eines digitalen Eingangssignals umfaßt, ferner einen Steuerblock sowie in Kaskade geschaltete Signalverarbeitungsblöcke, in denen das digitale Eingangssignal nach Maßgabe der Funktionssteuerdaten verarbeitet wird, die während des Austastintervalls aus dem digitalen Eingangssignal ausgelesen werden.

Bei der digitalen Signalverarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung werden die Signalleitungen zur Eingabe oder Ausgabe der digitalen Eingangssignale gleichzeitig zur Eingabe oder Ausgabe der Funktionssteuerdaten zwischen den Signalverarbeitungsblöcken und dem Steuerblock verwendet.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm einer bekannten digitalen Signalverarbeitungsschaltung,

Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm einer bekannten digitalen Signalverarbeitungsschaltung, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines Signalverarbeitungsblocks, in Ausführungsbeispiel von Fig. 2,

Fig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiel einer in Fig. 3 dargestellten Schaltung für arithmetische Operationen,

Fig. 5 zeigt eine Kennlinie zur Erläuterung der Funktion der in Fig. 4 dargestellten Schaltung,

Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der in Fig. 3 dargestellten Schaltung zur Ausführung arithmetischer Operationen,

Fig. 7 zeigt eine Kennlinie zur Erläuterung der Funktion der in Fig. 6 dargestellten Schaltung für arithmetische Operationen,

Fig. 8 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels für die in Fig. 3 dargestellte Schaltung zur Durchführung arithmetischer Operationen,

Fig. 9a bis 9e zeigen zeitliche Signalverläufe zur Erläuterung der Funktion der in Fig. 8 dargestellten Schaltung zur Durchführung arithmetischer Operationen,

Fig. 10 zeigt eine Kennlinie zur Erläuterung der Funktion der in Fig. 8 dargestellten Schaltung,

Fig. 11 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der in Fig. 3 dargestellten Schaltung zur Durchführung arithmetischer Informationen,

Fig. 12a bis 12l zeigen zeitliche Signalverläufe zur Erläuterung der Funktion der Schaltung von Fig. 11,

Fig. 13 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsblocks zur Pegelbegrenzung,

Fig. 14 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsblocks für eine Verzögerungskorrektur,

Fig. 15 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsblocks zur Tiefpaßfilterung von Daten,

Fig. 16 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsblocks zur Approximation einer Filterkennlinie,

Fig. 17 zeigt ein vereinfachtes Schaltungsblockdiagramm eines in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsblocks zur Pegelerfassung.

In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer digitalen Videosignal-Verarbeitungsschaltung zur Verarbeitung eines Bildsignales (Eingang-Videosignal) dargestellt, das aus einer Videokamera stammt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, enthält die digitale Signalverarbeitungsschaltung 1 drei in Reihe geschaltete Signalverarbeitungsblöcke 5, 6 und 7. Diese sind zwischen einem Dateneingang 2 und einem Datenausgang 8 angeordnet. Dem Dateneingang 2 wird ein Eingangsvideosignal (D _in) zugeführt, während an dem Datenausgang 8 das verarbeitete Videosignal (D _out) ausgegeben wird. Die Schaltung 1 dient dazu, das digitale Eingangssignal (D _in) vorbestimmten Signalverarbeitungsvorgängen zu unterziehen, beispielsweise einer Weißbalance, einer Gammakorrektur, einer Pegelklemmung, einer Bildverbesserung usw.

Zwischen dem Dateneingang 2 und dem Signalverarbeitungsblock 5 findet sich ein Eingangsdaten-Schalterkreis 4, der dazu dient, entweder den Dateneingang 2 oder den Funktionssteuerdatenausgang 31 des Steuerblocks 3 mit dem Signalverarbeitungsblock 5 zu verbinden. Dieser Eingangsdaten-Schalterkreis 4 und die Signalverarbeitungsblöcke 5, 6 und 7 empfangen über einen Austastsignalausgang 33 des Steuerblocks 3 ein Austastsignal (BK), das angibt, ob das digitale Eingangssignal (D _in) sich in einem Austastintervall befindet.

Der Signalverarbeitungsblock 7 führt das digitale Ausgangssignal (D _out) sowohl dem oben erwähnten Datenausgang 8 als auch dem Steuerblock 3 zu. Zusätzlich ist eine (in Fig. 2 nicht dargestellte) externe Schaltung mit dem Steuerblock 3 verbunden, die verschiedene Daten zu dem Steuerblock 3 sendet und von diesem empfängt.

Der Eingangsdaten-Schalterkreis 4 verbindet den Steuerblock 3 in Abhängigkeit von dem ihm von dem Steuerblock 3 zugeführten Austastsignal (BK) mit dem Signalverarbeitungsblock 5, wenn das digitale Eingangssignal (D _in) sich in einem Austastintervall befindet. Der Steuerblock 3 fügt in das Austastintervall des digitalen Eingangssignal (D _in) Funktionssteuerdaten (CD) für die jeweiligen Signalverarbeitungsblöcke 5, 6 und 7 ein.

Die Funktionssteuerdaten (CD) enthalten Blockspezifizierungsdaten zur Spezifizierung eines der Signalverarbeitungsblöcke 5, 6 und 7 sowie Funktionsspezifizierungsdaten, die den jeweils spezifizierten Signalverarbeitungsblock zur Operation veranlassen. Die jeweiligen Signalverarbeitungsblöcke 5, 6 und 7 lesen die Blockspezifizierungsdaten der Funktionssteuerdaten (CD) in Abhängigkeit von dem Austastsignal (BK) aus, das von dem Steuerblock 3 zugeführt wird. Wenn sie durch die Blockspezifizierungsdaten spezifiziert werden, lesen sie die Funktionsinstruktionsdaten aus und führen die vorbestimmte Signalverarbeitung entsprechend den Instruktionen der Funktionsinstruktionsdaten für das digitale Eingangssignal (D _in) aus, das anschließend dem betreffenden Signalverarbeitungsblock zugeführt wird.

Der Steuerblock 3 in Fig. 2 bestimmt ferner, ob die jeweilige Datenverarbeitungsoperation normalerweise von dem digitalen Ausgangssignal (D _out) ausgeführt wird, das von dem Signalverarbeitungsblock 7 zugeführt wird.

Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausführung des Signalverarbeitungsblocks 5 von Fig. 2.

Gemäß Fig. 3 umfaßt der Signalverarbeitungsblock 5 einen Eingangsdaten-Schalterkreis 52, einen Ausgangsdaten-Schalterkreis 53, eine arithmetische Operationsschaltung 54 sowie eine Steuerschaltung 55. Der Eingangsdaten-Schalterkreis 52 ist mit einem Dateneingangsanschluß 51 verbunden, über den das digitale Eingangssignal (D _in) zugeführt wird. Der Ausgangsdaten-Schalterkreis 53 ist mit dem Dateneingangsanschluß 51 verbunden und liefert das digitale Ausgangssignal (D _out) an den Datenausgangsanschluß 56. Die arithmetische Operationsschaltung 54 führt die Signalverarbeitung für das digitale Eingangssignal (D _in) aus, das über den Eingangsdaten-Schalterkreis 52 zugeführt wird, und liefert das verarbeitete Signal an den Ausgangsdaten-Schalterkreis 53. Die Steuerschaltung 55 steuert die Operation der arithmetischen Operationsschaltung 54 nach Maßgabe der Operationssteuerdaten (CD), die über den Eingangsdaten-Schalterkreis 52 zugeführt werden.

Die Steuerschaltung 55 steuert jeden Schaltvorgang in Abhängigkeit von dem Inhalt des Austastsignals (BK), das von dem Ausgangssignal-Ausgangsanschluß 33 des Steuerblocks 3 über den Austastsignal-Ausgangsanschluß 57 zugeführt wird, so daß während des Videosignalintervalls der Eingangsdaten-Schalterkreis 52 den Eingangsdatenanschluß 51 mit der arithmetischen Operationsschaltung 54 und der Ausgangsdaten-Schalterkreis 53 die arithmetische Operationsschaltung 54 mit dem Datenausgangsanschluß 56 verbindet. Die arithmetische Operationsschaltung 54 unterwirft dann das über den Eingangsdatenanschluß 51 zugeführte digitale Eingangssignal (D _in) der vorbestimmten Signalverarbeitung und gibt das verarbeitete Signal über den Datenausgangsanschluß 56 ab.

Zusätzlich steuert die Steuerschaltung 55 in Abhängigkeit von dem Austastsignal (BK) jede Schaltoperation so, daß der Eingangsdaten-Schalterkreis 52 während des Austastintervalls den Dateneingangsanschluß 52 mit der Steuerschaltung 55 verbindet und der Ausgangsdaten-Schalterkreis 53 den Dateneingangsanschluß 51 mit dem Datenausgangsanschluß 56 verbindet. Das dem Dateneingangsanschluß 51 zugeführte digitale Eingangssignal (D _in) wird direkt über den Datenausgangsanschluß 56 ausgegeben.

Die Steuerschaltung 55, die auf das Ausgangssignal anspricht, liest die Blockspezifizierungsdaten aus den Funktionssteuerdaten (CD) auf, die während des Austastintervalls von dem Steuerblock 3 geliefert werden. Sodann liest die Steuerschaltung 55 außerdem die Operationsinstruktionsdaten aus, wenn sie durch die Blockspezifizierungsdaten in den Funktionssteuerdaten (CD) spezifiziert ist. Sie steuert dann die arithmetische Operationsschaltung 54 so, daß das anschließend zugeführte digitale Eingangssignal der Signalverarbeitung unterworfen wird, die durch die Funktionsspezifizierungsdaten spezifiziert ist. Der Signalverarbeitungsblock 5 kann also das digitale Eingangssignal (D _in) nach Maßgabe der in den Funktionssteuerdaten (CD) enthaltenen Instruktion einer gewünschten Signalverarbeitung unterziehen.

Die Steuerschaltung 55 steuert zusätzlich den Ausgangsdaten-Schaltkreis 53 nach Maßgabe des Befehls in den Funktionsbefehlsdaten derart, daß ein zusätzlicher Datenausgangsanschluß 58 mit dem Datenausgangsanschluß 56 verbunden wird. Während des Austastintervalls des digitalen Eingangssignals (D _in) werden die Daten, die beispielsweise die aktuelle Signalverarbeitungssituation in der Blockabtastung kennzeichnen, an die folgende Stufe ausgegeben.

Es sei hier erwähnt, daß die anderen Signalverarbeitungsblöcke 6 und 7 im wesentlichen in derselben Weise aufgebaut sind wie der Signalverarbeitungsblock 5. Die in das digitale Eingangssignal (D _in) eingefügten Funktionssteuerdaten (CD) werden während des Austastintervalls ausgelesen, woraufhin das digitale Eingangssignal (D _in) nach Maßgabe der Funktionssteuerdaten (CD) der gewünschten Signalverarbeitung unterzogen wird.

Somit ist der Steuerblock 3 in der digitalen Signalverarbeitungsschaltung 1 in der Lage, die Signalverarbeitungsvorgänge jedes einzelnen Signalverarbeitungsblocks 5, 6 und 7 durch die in das Austastintervall des digitalen Eingangssignals (D _in) eingefügten Funktionssteuerdaten (CD) zu steuern. Da die Signalleitung zur Eingabe und Ausgabe des digitalen Eingangssignals (D _in) gleichzeitig zur Eingabe oder Ausgabe der Funktionssteuerdaten (CD) verwendet werden kann, können viele Signalleitungen entfallen, die bei bekannten Signalverarbeitungsschaltungen die Funktionssteuerdaten (CD) eingeben oder ausgeben und jeweils zwischen den einzelnen Signalverarbeitungsblöcken angeordnet sind. Gleichzeitig können große Datenmengen mit hoher Geschwindigkeit eingegeben und ausgegeben werden. Somit läßt sich die digitale Signalverarbeitungsschaltung mit hoher Dichte und einfachem Schaltungsaufbau realisieren und ist in der Lage, komplexere Signalverarbeitungsvorgänge auszuführen.

Es sei erwähnt, daß die Erfindung nicht auf das in Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die einzelnen Signalverarbeitungsblöcke können jeweils aus drei oder mehr Blöcken bestehen, und die Funktionssteuerdaten (CD) können während des Austastintervalls des digitalen Eingangssignals (D _in) von dem Datenausgangsanschluß 8 eingegeben und den jeweiligen Signalverarbeitungsblöcken 5, 6 und 7 zugeführt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Signalleitungen für die Eingabe und Ausgabe des digitalen Eingangssignals auch zur Eingabe oder Ausgabe der Funktionssteuerdaten benutzt, und die dem Austastintervall des digitalen Eingangssignals hinzugefügten Funktionssteuerdaten werden zur Steuerung der Signalverarbeitung in den einzelnen Signalverarbeitungsblöcken benutzt. Da somit die erfindungsgemäße digitale Signalverarbeitungsschaltung die Funktionssteuerdaten unter Verwendung der Signalleitungen für die Eingabe und Ausgabe des digitalen Eingangssignals eingeben oder ausgeben kann, können zahlreiche Signalleitungen entfallen, über die ansonsten die Funktionssteuerdaten in die jeweiligen Signalverarbeitungsblöcke eingegeben bzw. von diesem ausgegeben werden, und es läßt sich eine sehr große Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit eingeben und ausgeben.

Als nächstes seien spezifische Beispiele der arithmetischen Operationsschaltung 54 von Fig. 3 beschrieben.

Zunächst sei eine Gammakorrekturschaltung als ein Beispiel der arithmetischen Operationsschaltung 54 unter Bezugnahme auf Fig. 4, 5, 6 und 7 erläutert.

Fig. 4 zeigt das Blockdiagramm einer Gammakorrekturschaltung als repräsentative arithmetische Operationsschaltung 54.

Die Gammakorrekturschaltung (arithmetische Operationsschaltung) 54 besitzt eine Datenapproximations-Ausgabeschaltung 202, der die Eingangsdaten (D _in) von dem Dateneingangsanschluß 210 zugeführt werden, einen Tabellenspeicher 203, dem ebenfalls die Eingangsdaten (D _in) von dem Dateneingangsanschluß 201 zugeführt werden, sowie einen Addierer 204, der die von der Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 202 abgegebenen Approximationsdaten (Da) zu den von dem Speicher 203 ausgegebenen Korrekturdaten (Db) addiert und die addierten Ausgangsdaten (D _out) dem Datenausgangsanschluß 205 zuführt.

Die Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 202 liefert Approximationsdaten (Da) mit der in Fig. 5 als geknickte Linie dargestellten Approximationskennlinie, an der eine polygunale Approximation für eine nichtlineare Umwandlungscharakteristik der Ausgangsdaten (D _out) der arithmetischen Operationsschaltung 54 durchgeführt wird, die in Fig. 5 als durchgezogene Linie über den auf der horizontalen Achse aufgetragenen Eingangsdaten (D _in) dargestellt sind.

In dem oben erwähnten Tabellenspeicher 203 werden zuvor Korrekturdaten (Db) in der Form (Db) = (D _out) - (Da) unter einer Adresse eingeschrieben, die durch die Eingangsdaten (D _in) spezifiziert ist. Die Korrekturdaten (Db) stellen, wie gezeigt, die Differenz zwischen den digitalen Ausgangsdaten (D _out) des digitalen Signalverarbeitungsblocks 5 und den Approximationsdaten (Da) für die jeweiligen Eingangsdaten (D _in) dar.

Die Korrekturdaten (Db), die unter der durch die Eingangsdaten (D _in) spezifizierten Adresse eingeschrieben sind, werden auf der Datenleitung ausgegeben, wenn die jeweiligen Eingangsdaten über eine Adressenleitung dem Speicher 203 zugeführt werden. Der Addierer 204 erzeugt die Ausgangsdaten (D _out) in der Form (D _out) = (Da) + (Db), indem er die von der Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 202 ausgegebenen Approximationsdaten (Da) zu den Korrekturdaten (Db) addiert.

Im einzelnen führt die arithmetische Schaltung 54 eine vorbestimmte nichtlineare Funktion aus, indem sie folgende Werte addiert: (a) die Approximationsdaten (Da) mit der Approximationskennlinie, die die nichtlineare Umwandlungskennlinie approximiert, die von der Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 202 ausgegeben wird und die sich auf die dem Dateneingangsanschluß 201 zugeführten Eingangsdaten (D _in) bezieht, sowie (b) die Korrekturdaten (Db), die kennzeichnend sind für die Differenz zwischen den Ausgangsdaten (D _out) mit der nichtlinearen Umwandlungskennlinie, die aus dem Tabellenspeicher 203 ausgelesen werden und den Approximationsdaten (Da). Die nichtlinearen Ausgangsdaten (D _out), d. h. die gammakorrigierten Daten, werden über den Datenausgangsanschluß 205 ausgegeben.

Die arithmetische Operationsschaltung 54 kann also die nichtlinearen Ausgangsdaten (D _out) erheblich reduzieren im Vergleich zu dem Fall, in dem die nichtlinearen Ausgangsdaten (D _out) sämtlich in dem Speicher 203 eingeschrieben sind, da die in dem Speicher 203 eingeschriebenen Korrekturdaten (Db) Daten sind, die für die Differenz zwischen den nichtlinearen Ausgangsdaten (D _out) und den Approximationsdaten (Da) kennzeichnend sind. Infolgedessen kann die Schaltungsgröße verringert und der Leistungsverbrauch entsprechend reduziert werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 222 und einen Tabellenspeicher 223, in den die Approximationsdaten-Ausgabeschaltung 222 die Approximationsdaten (Da) ausgibt, die in Fig. 7 als treppenförmige Linie dargestellt sind. Diese erzeugen durch stufenweise Approximation eine nichtlineare Umwandlung der in Fig. 7 als durchgezogene Linie dargestellten Ausgangsdaten (D _out) gegenüber den auf der horizontalen Achse aufgetragenen Eingangsdaten (D _in), wobei der Tabellenspeicher 223 in derselben Weise verwendet wird, wie der oben beschriebene Speicher 203. Die Korrekturdaten (Db), d. h. die Daten, die für die Differenz zwischen den Ausgangsdaten (D _out) mit der nichtlinearen Umwandlungskennlinie gegenüber den Eingangsdaten (D _in) und den Approximationsdaten (Da) der treppenförmigen Approximationskennlinie kennzeichnend sind, haben in diesem Beispiel den Wert (Db) = (D _out) - (Da) und sind unter den durch die Eingangsdaten (D _in) spezifizierten Adressen eingeschrieben. Deshalb wird die vorbestimmte nichtlineare Verarbeitung der dem Dateneingangsanschluß 201 zugeführten Eingangsdaten (D _in) so durchgeführt, daß die nichtlinearen Ausgangsdaten (D _out) am Datenausgangsanschluß 205 ausgegeben werden. Es sei erwähnt, daß der übrige Schaltungsaufbau der gleiche ist wie bei der oben beschriebenen arithmetischen Operationsschaltung 54. Gleiche Bezugszeichen entsprechen in Fig. 4 und 6 korrespondierenden Elementen und ihre detaillierte Erläuterung kann hier entfallen.

Fig. 4 und 6 zeigen Beispiele für Gammakorrekturschaltungen. In Fig. 4 und 6 erfolgt die Steuerung der Gammakennlinie durch das Steuersignal, das auf der Basis der Funktionssteuerdaten (CD) gebildet wird und die gewünschte Gammakennlinie auswählt. Deshalb stehen mehrere Arten von Tabellenspeichern 203 in Fig. 4 oder Tabellenspeicher 223 in Fig. 6 bereit, von denen jeweils eine nach Maßgabe des Steuersignals ausgewählt wird. Alternativ können die Daten des Tabellenspeichers 203 oder 223 als Steuersignal übertragen werden und in dem Tabellenspeicher 203 oder 223 eingeschrieben werden, der in diesem Fall von einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) gebildet ist, um so die gewünschten Korrekturdaten (Db) zu erhalten.

Als weiteres Beispiel für die arithmetische Operationsschaltung 24 sei anhand von Fig. 8 die Konstruktion einer Aperturkorrekturschaltung erläutert, an die eine Pegelkompensationsschaltung, z. B. eine sogenannte Knieschaltung, als nachgeordnete Stufe angeschlossen ist.

Jedes digitale Videoeingangssignal der drei Primärfarben R (Rot), G (Grün) und B (Blau) wird der arithmetischen Operationsschaltung 54 zugeführt. Die drei Primärfarben-Videosignale entsprechen den Eingangsdaten (D _in) von Fig. 3.

Die Videosignalverarbeitungsschaltung in Fig. 8 enthält die Apertur-Korrekturschaltung 310 zur Durchführung einer Aperturkorrektur für jedes Eingangsvideosignal (R), (G) und (B), das dem zugeordneten Eingangsanschluß 301 R, 301 G bzw. 301 B zugeführt wird, ferner die Pegelkompensationsschaltung 330 zur Durchführung einer Pegelkompression für jedes Videosignal, für das in der Apertur-Korrekturschaltung 310 die Aperturkorrektur durchgeführt wurde. Die Pegelkompressionsschaltung 330 liefert das korrigierte Videosignal an die einzelnen Ausgangsanschlüsse 302 R, 302 G und 302 B. Außerdem ist ein Steuerblock 330 vorgesehen, der zur variablen Steuerung einer Aperturkorrekturgröße dient, die von der Apertur-Korrekturschaltung 310 abgeleitet wird. Das Steuersignal ist so gewählt, daß die Pegelkompressionskennlinie der Pegelkompressionsschaltung 330 entsprechend dem Pegel des Eingangsvideosignals geregelt wird. Es wird über einen Steuereingangsanschluß 304 der Pegelkompressionsschaltung 330 und dem Steuerblock 340 zugeführt.

Die Apertur-Korrekturschaltung 330 umfaßt folgende Teile: (a) einen Block 320 zur Erzeugung eines Apertur-Korrektursignals zur Auswahl des Aperturkorrektursignals aus dem Eingangsvideosignals (G), das dem Eingangsanschluß 301 G zugeführt wird; (b) drei Verzögerungsschaltungen 311 R, 311 G und 311 B zur Erzeugung von Verzögerungsgrößen, die den Verarbeitungszeiten entsprechen, während derer die Signale in den Schaltungsblöcken 320 zur Erzeugung des Aperturkorrektursignals für die jeweiligen Eingangsvideosignalen (R), (G) und (B) an den jeweiligen Eingangsanschlüssen 301 R, 301 G bzw. 301 B zugeführt werden: (c) drei Addierer 312 R, 312 G und 312 B, die das von dem Schaltungsblock 320 gelieferte Aperturkorrektursignal zu den einzelnen über die drei Verzögerungsschaltungen 311 R, 311 G und 311 B zugeführten Videosignalen addieren.

Der Schaltungsblock 320 zur Erzeugung des Aperturkorrektursignals enthält eine Aperturdetektorschaltung 321 zur Erfassung des Aperturteils in dem Eingangsvideosignals (G), das dem Eingangsanschluß 301 G zugeführt wird, ferner einen Pegeladdierer 322 zur Erzeugung eines vorbestimmten Ausgangssignals nach Maßgabe des Pegels des dem Eingangsanschluß 301 G zugeführten Eingangsvideosignals (G), einen Multiplizierer 323, der das Ausgangssignal der Aperturdetektorschaltung 321 mit dem Ausgangssignal des Pegeladdierers 322 multipliziert, sowie eine Rauschunterdrückungsschaltung 324 zur Eliminierung von Rauschkomponenten aus dem Ausgangssignal des Multiplizierers 323.

Die Aperturdetektorschaltung 321 erzeugt ein Ausgangssignal der in Fig. 9b gezeigten Art, wenn eine Anstiegsflanke und eine Abstiegsflanke einer Wellenform detektiert wird, die für den Aperturanteil des über den Eingangsanschluß 301 G empfangenen Eingangsvideosignals (G) kennzeichnend ist, das in Fig. 9a dargestellt ist.

Das Ausgangssignal der Apertur-Korrekturschaltung 321 wird dem Multiplizierer 323 zugeführt und mit dem Signal des Pegeladdierers 322 multipliziert, das dem Pegel des dem Eingangsanschluß 301 G zugeführten Eingangsvideosignals (G) entspricht, so daß es einer sog. pegelabhängigen Verarbeitung unterworfen und in ein Signal umgewandelt wird, wie es in Fig. 9c beispielhaft dargestellt ist. Anschließend wird das Ausgangssignal der Rauschunterdrückungsschaltung 324 zugeführt. Es sei erwähnt, daß das Ausgangssignal des Pegeladdierers 322 die Aperturkorrekturgröße für den Aperturkorrekturprozeß bestimmt, der an den jeweiligen Eingangsvideosignalen (R), (G) und (B) in der Apertur-Korrekturschaltung 310 vorgenommen wird. Es wird in nichtlinearer Form nach Maßgabe des Pegels des Eingangsvideosignals (G) so erzeugt, daß eine günstige Aperturkorrektur durchgeführt wird. Die Rauschunterdrückungsschaltung 324 bewirkt eine sog. Klarzeichnung oder Konturverstärkung bei der Signale mit sehr kleinem Pegel, die in dem Ausgangssignal des Multiplizierers 323 enthalten sind als Rauschkomponenten eliminiert werden. Fig. 9d zeigt das von der Rauschunterdrückungsschaltung 324 erzeugte Aperturkorrektursignal.

Jeder der Addierer 312 R, 312 G und 312 B in der Apertur-Korrekturschaltung 310 addiert das jeweilige Aperturkorrektursignal, das von dem Schaltungsblock 320 ausgegeben wird, zu dem jeweiligen Eingangsvideosignal (R), (G) bzw. (B), das über die Verzögerungsschaltungen 311 R, 311 G bzw. 311 B zugeführt wird. Die auf diese Weise einer Aperturkorrektur unterworfenen Videosignale werden der Pegelkompressionsschaltung 330 zugeführt, d. h. beispielsweise, daß in dem Addierer 312 G das von dem Schaltungsblock 320 kommende Aperturkorrektursignal zu dem Eingangsvideosignal (G) addiert wird, so daß zu der Anstiegsflanke oder der Abfallflanke der Wellenform des Eingangsvideosignals eine unterschwingende Wellenform hinzuaddiert wird, die den Aperturteil mit einer Emphasis beaufschlagt. Auf diese Weise entsteht das in Fig. 9e gezeigte aperturkompensierte Videosignal.

Es sei hier erwähnt, daß die Verzögerungszeiten, die während der Signalverarbeitung entstehen, in den in Fig. 9a bis 9e dargestellten Signalwellenformen nicht berücksichtigt sind. Jede der Verzögerungsschaltungen 311 R, 311 G und 311 B in der Apertur-Korrekturschaltung 310 kompensiert die oben beschriebenen Zeitfehler, so daß die Zeitpunkte, in denen die einzelnen Eingangsvideosignale (R), (G) und (B) auftreten, mit dem Auftreten des Aperturkorrektursignals zusammenfallen. Die Pegelkompressionsschaltung 330 bewirkt eine Pegelkompression der einzelnen Videosignale (R), (G) und (B) die zuvor der Aperturkorrektur unterzogen wurden und von der Apertur-Korrekturschaltung 310 abgegeben werden. Die Pegelkompressionsschaltungen 331 R, 331 G und 331 B bilden zusammen die Pegelkompressionsschaltung 330. Sie geben die jeweiligen Videosignale an die entsprechenden Ausgangsanschlüsse 302 R, 302 G und 302 B ab. Das Steuersignal wird den jeweiligen Pegelkompressionsschaltungen 331 R, 331 G und 331 B über den Eingangsanschluß 304 zugeführt.

Jede der Pegelkompressionsschaltungen 331 R, 331 G und 331 B führt eine sog. "Kniekorrektur" usw. aus. Fig. 10 zeigt eine Mehrzahl nichtlinearer Kennlinien, aus denen mit Hilfe des Steuersignals eine ausgewählt wird. Der Pegel des jeweiligen Ausgangssignals ist auf der vertikalen Achse, der Pegel des Eingangssignals auf der horizontalen Achse aufgetragen.

Es sei hier erwähnt, daß die Pegelkompressionskennlinie zur Pegeländerung des Videosignals dient und eine langsam ansteigende Kurve oder eine konkave Kurve zweiten Grades beschreiben kann.

Der Steuerblock 340 enthält eine erste Steuerschaltung 341 zur Steuerung des Pegeladdierers 322 sowie eine zweite Steuerschaltung 342 zur Steuerung des Rauschunterdrückungsschaltung 324. Dieser erste und zweite Steuerschaltung 341 bzw. 342 nehmen das Steuersignal über den Eingangsanschluß 304 auf.

Die erste Steuerschaltung 341 steuert die Eingangs-Ausgangs-Kennlinie des Pegeladdierers 322 so, daß das Ausgangsvideosignal aufgrund der Pegelkompression, die in der Pegelkompressionsschaltung 330 ausgeführt wird, kein unnatürliches Bild ergibt. Sie bewirkt eine variable Steuerung der Aperturkorrekturgröße in der Aperturkorrektur-Schaltung 330 für jedes Videoeingangssignal (R), (G) und (B).

Die zweite Steuerschaltung 342 ändert die Rauschunterdrückungskennlinie der Rauschunterdrückungsschaltung 324 in der Weise, daß das Rauschen in dem Ausgangsvideosignal durch die Pegelkompression nicht vergrößert wird, die mit Hilfe der Pegelkompressionsschaltung 330 durchgeführt wird. Sie steuert somit in der Weise, daß Signalkomponenten des Apertursignals mit kleinem Pegel bis auf einen vorbestimmten Wert eliminiert werden. In der vorangehend beschriebenen Anordnung zur Videosignalverarbeitung wird die Aperturkorrekturgröße der Apertur-Korrekturschaltung 310 variabel gesteuert, wobei eine Abhängigkeit mit dem Einstellen der Kennlinie der Pegelkompressionsschaltung 330 gegeben ist. Deshalb läßt sich eine günstige Aperturkorrektur zusammen mit der Pegelkompression gemäß den Pegeln der Eingangsvideosignale (R), (G) und (B) erzielen.

Der Pegeladdierer 322, die Rauschunterdrückungsschaltung 324 und jede der Pegelkompressionsschaltungen 331 R, 331 G und 331 B können die jeweilige Kennlinie nichtlinear steuern, indem sie das Einschreiben und Auslesen von Daten, z. B. in den bzw. aus dem Tabellenspeicher steuern.

Wenn bei dem vorangehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel das Eingangsvideosignal zugeführt wird, wird dieses in der Apertur-Korrekturschaltung der Aperturkorrektur unterworfen, und die Pegelkompressionsschaltung unterzieht das der Aperturkorrektur unterworfene Videosignal der Pegelkompression, um auf diese Weise das Ausgangsvideosignal zu erzeugen. Die Steuerschaltung bewirkt eine variable Steuerung der Aperturkorrekturgröße, die aus der Apertur-Korrekturschaltung abgeleitet ist, in Abhängigkeit von der eingestellten Kennlinie der Pegelkompressionsschaltung.

Da in der Videosignal-Verarbeitungsanordnung gemäß dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Aperturkorrekturgröße, die dem Eingangsvideosignal hinzugefügt wird, in Verbindung mit der eingestellten Kennlinie der Pegelkompressionsschaltung variabel gesteuert wird, ergibt sich infolgedessen eine günstige Aperturkorrektur entsprechend dem Pegel des Eingangsvideosignals zusammen mit der Pegelkompression.

Fig. 11 bis 17 zeigen als letztes Beispiel für die arithmetische Operationsschaltung 24 von Fig. 2 eine digitale Abkappungsschaltung zum Abkappen des Weißsignals, des Schwarzsignals usw.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Schaltung werden über einen Dateneingangsanschluß 402 Eingangsdaten (D _in) einer digitalen Abkappungsschaltung 401 zugeführt. Über einen Eingangsanschluß 403 für Obergrenzendaten werden der digitalen Abkappungsschaltung 401 außerdem Obergrenzendaten (Dh) zugeführt. Zusätzlich werden einem Pegelbegrenzerblock 410 über einen Eingangsanschluß 404 Untergrenzendaten (D 1) zugeführt.

Die Ausgangsdaten (D 1) des Pegelbegrenzungsblocks 410 werden einem Verzögerungskorrekturblock 420 und einem Tießpaßfilter-Datenverarbeitungsblock 430 sowie einem Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation zugeführt. Die Ausgangsdaten (D 4) des Verarbeitungsblocks 440 zur Filterkennlinienapproximation werden dem Pegeldetektorblock 450 zugeführt. Zusammen mit den Obergrenzendaten (Dh) die über den Obergrenzendaten-Eingangsanschluß 403 zugeführt werden, werden die Untergrenzendaten (D 1) über den Untergrenzendaten-Eingangsanschluß 404 zugeführt. Ein Verarbeitungsblock 460 für die Synthetisierung nimmt die Ausgangsdaten (D 2) des Verzögerungskorrekturblocks 420, die Ausgangsdaten (D 3) des Tiefpaßfilter-Datenverarbeitungsblocks 430, sowie die Ausgangsdaten (D 5) des Pegeldetektorblocks 450 auf. Die Ausgangsdaten (D _out) des Synthetisierungsblocks 460 werden einem Datenausgangsanschluß 405 zugeführt.

Eine aus einem Digital-Analog-Wandler 406 und einem Interpolationsfilter 407 bestehende Serienschaltung ist direkt oder über eine weitere digitale Signalverarbeitungsschaltung mit dem Datenausgangsanschluß 405 der digitalen Abkappungsschaltung 401 verbunden. Die an dem Datenausgangsanschluß 405 abgegebenen Ausgangsdaten (D _out) werden mit Hilfe des Digital-Analogwandlers 406 und des Interpolationsfilters 407 umgewandelt und dem Analogsignal-Ausgangsanschluß 408 zugeführt.

Anhand von Fig. 13 bis 17 sei im folgenden der Schaltungsaufbau der einzelnen Blöcke beschrieben, aus denen die digitale Abkappungsschaltung 401 besteht. Außerdem wird anhand der in Fig. 12 in analoger Form gezeigten Wellenformdarstellung, die die einzelnen Daten an Teilen der digitalen Abkappungsschaltung 401 zeigt, eine spezifische Signalverarbeitung beschrieben.

Der Pegelbegrenzungsblock 410, der in Fig. 13 im einzelnen dargestellt ist, umfaßt einen ersten und einen zweiten Schalterkreis 412 bzw. 413, die in Reihe zwischen dem Dateneingangsanschluß 402 und dem Datenausgangsanschluß 411 angeordnet sind, ferner einen ersten und einen zweiten Komparator 414 bzw. 415, die das Steuersignal für die Schaltvorgänge der Schalterkreise 412 bzw. 413 liefern.

Ein erster Eingang des ersten Komparators 414 ist mit dem Dateneingangsanschluß 402 verbunden, der andere Eingang mit dem Eingangsanschluß 403 für den oberen Grenzwert. Der Ausgang des ersten Komparators 414 ist mit einem Steuereingang des ersten Steuerkreises 412 verbunden. Ein Eingang des zweiten Komparators 415 ist mit dem Dateneingangsanschluß 402 verbunden, der andere Eingang mit dem Dateneingangsanschluß 404 für den unteren Grenzwert. Der Ausgang des zweiten Komparator 415 ist mit einem Steuereingang des zweiten Schalterkreises 413 verbunden. Der erste Schalterkreis 415 besitzt einen Ausgang, der zwischen dem Dateneingangsanschluß 402 und dem Eingangsanschluß 403 für die oberen Grenzwertdaten umgeschaltet wird.

Der zweite Schalterkreis 413 ist so umschaltbar, daß er den Datenausgangsanschluß 411 wahlweise mit dem Ausgang des ersten Schalterkreises 412 oder dem Eingangsanschluß 404 für die unteren Grenzwertdaten verbindet.

Der erste Komparator 414 steuert den ersten Schalterkreis 412, wobei er sich dessen Ausgangssignals bedient. Und zwar verbindet der erste Komparator 414 den Dateneingangsanschluß 402 mit dem zweiten Schalterkreis 413, wenn die an dem Dateneingangsanschluß 402 anliegenden Eingangsdaten (D _in) kleiner sind als die dem oberen Grenzwert entsprechenden Daten (Dh), die an dem Eingangsanschluß 403 für die Obergrenzendaten anliegen. Wenn die Eingangsdaten (D _in) hingegen größer sind als die den oberen Grenzwert kennzeichnenden Daten (Dh) werden der Eingangsanschluß 403 für die oberen Grenzwertdaten und der zweite Schalterkreis 413 miteinander verbunden. Der zweite Komparator 415 steuert den zweiten Schalterkreis 413 in folgender Weise: Er verbindet den ersten Schalterkreis 412 mit dem Datenausgangsanschluß 411, wenn die an dem Dateneingangsanschluß 402 anliegenden Eingangsdaten (D _in) größer sind als die Daten (D 1) für den unteren Grenzwert, die an dem entsprechenden Eingangsanschluß 404 anliegen. Wenn die Eingangsdaten (D _in) hingegen kleiner sind als die Daten (D 1) für den unteren Grenzwert, verbindet der zweite Komparator 415 den Eingangsanschluß 404 für die Daten des unteren Grenzwerts unmittelbar mit dem Datenausgangsanschluß 411.

Der Verarbeitungsblock 410 zur Pegelbegrenzung verbindet also den Dateneingangsanschluß 402 und den Datenausgangsanschluß 411 über den ersten und den zweiten Schalterkreis 412, 413 miteinander, so daß die Eingangsdaten (D _in) direkt von dem Datenausgangsanschluß 411 abgegeben werden, falls der Wert der über den Dateneingangsanschluß 402 zugeführten Eingangsdaten (D _in) zwischen den Daten (D _h) für den oberen Grenzwert und den Daten (D₁) für den unteren Grenzwert liegen. Wenn hingegen die Eingangsdaten (D _in) größer sind als die Daten (D _h) für den oberen Grenzwert, verbindet der erste Schalterkreis 412 den Eingangsanschluß 403 für die Daten des oberen Grenzwertes mit dem eingangsseitigen Ende des zweiten Schalterkreises 413. Über den zweiten Schalterkreis 413 werden dann die Daten (D _h) für den oberen Grenzwert an dem Datenausgangsanschluß 411 abgegeben. Falls die Eingangsdaten (D _in) einen kleineren Wert haben als die Daten (D₁) für den unteren Grenzwert, verbindet der zweite Schalterkreis 413 den Eingangsanschluß 404 für die Daten des unteren Grenzwertes unmittelbar mit dem Datenausgangsanschluß 411, so daß über diesen die Daten (D₁) des unteren Grenzwertes ausgegeben werden.

Mit anderen Worten, der Verarbeitungsblock 410 zur Pegelbegrenzung bewirkt eine Pegelbegrenzung (ein sog. Abkappen) in der Weise, daß die Daten, deren Signalpegel größer ist als die Daten (D _h), des oberen Grenzwertes, durch diese Daten (D _h) ersetzt und die Daten, deren Signalpegel kleiner ist als die Daten (D₁) des unteren Grenzwertes, durch letztere ersetzt werden.

Wenn beispielsweise am Eingangsanschluß 402 der digitalen Abkappungsschaltung 401 die in Fig. 12a dargestellten Eingangsdaten (D _in) anliegen, bewirkt die digitale Abkappungsschaltung 401 eine Pegelbegrenzung (eine sog. Abkappung) entsprechend dem oberen Grenzpegel, der durch die Daten (D _h) des oberen Grenzpegels gekennzeichnet ist, die dem entsprechenden Eingangsanschluß 403 zugeführt werden, bzw. entsprechend dem unteren Grenzpegel, der durch die Daten (D₁) des unteren Grenzwerts gekennzeichnet ist, die dem entsprechenden Eingangsanschluß 404 zugeführt werden. Somit erzeugt der Pegelbegrenzungsblock 410 die in Fig. 12b gezeigten Daten (D 1).

Die Daten (D 1), die an dem Datenausgangsanschluß 411 des Pegelbegrenzungsblocks 410 abgegeben werden, werden einem Verarbeitungsblock 420 zur Verzögerungskorrektur, einem Datenverarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung sowie einem Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation zugeführt.

Der Verzögerungskorrekturblock 420 enthält, wie in Fig. 14 gezeigt, eine Verzögerungsschaltung 422. Diese erzeugt die in Fig. 12c dargestellten Daten (D 2), die gegenüber dem an dem Dateneingangsanschluß 421 anliegenden Daten (D 1) um eine Taktperiode verzögert sind. Die verzögerten Daten (D 2) werden dem Datenausgangsanschluß 423 zugeführt.

Der Grund für die Erzeugung der verzögerten Daten (D 2), die um eine Taktperiode gegenüber den an dem Dateneingangsanschluß 421 anliegenden Daten (D 1) verzögert sind, besteht darin, daß die Daten (D 2), die in dem Synthetisierungsblock 460 verarbeitet werden sollen, mit den Daten (D 3) und den Daten (D 5) synchronisiert werden müssen.

Die Daten (D 2) werden in dem Digital-Analogwandler 406 in ein analoges Signal umgewandelt und über das Interpolationsfilter 407 als analoges Ausgangssignal (S _out) ausgegeben. In diesem Zeitpunkt findet an der Anstiegsflanke des Analogsignals ebenso wie bei der eingangs beschriebenen bekannten digitalen Abkappungsschaltung ein Überschwingen statt, so daß das Ausgangssignal den durch die Daten (D _h) gegebenen oberen Grenzpegel überschreitet.

Der Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung enthält, wie in Fig. 15 gezeigt, zwei Verzögerungsschaltungen 432 und 433, einen Addierer 434, einen 1/2-Multiplizierer, einen Addierer 436 sowie einen 1/2-Multiplizierer 437. Diese Schaltungen sind in Reihe zwischen dem Dateneingangsanschluß 431 und dem Datenausgangsanschluß 438 angeordnet. Die Verzögerungsschaltungen 432 und 433 verzögern die ihren Eingängen zugeführten Daten um eine halbe Taktperiode, wie dies bei dem oben beschriebenen Verzögerungsschaltung 422 der Fall ist.

Der Addierer 434 addiert die von der Verzögerungsschaltung 433 ausgegebenen Daten und die Daten (D 1), die der Pegelbegrenzungsblock 410 an den Dateneingangsanschluß 431 liefert. Der nachfolgende Addierer 436 liefert an seinem Ausgang die Addition der aus dem 1/2-Multiplizierer 435 kommenden Daten und der Daten am Ausgang der Verzögerungsschaltung 432. Die 1/2-Multiplizierer 435 und 437 geben Daten aus, die halb so groß sind, wie die an dem jeweiligen Eingang anliegenden Daten.

Der in Fig. 15 dargestellte Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung erzeugt Daten (D 3). Es sei angenommen, daß die von der Verzögerungsschaltung 432 abgegebenen Daten einen Basiswert Z⁰ = 1 bezeichnen, die dem Dateneingangsanschluß 431 von dem Pegelbegrenzungsblock 410 zugeführten Daten einen Datenwert Z ^-1 bezeichnen, die einen Vorlauf von einer Taktperiode haben, und die von der Verzögerungsschaltung 433 abgegebenen Daten den um eine Taktperiode verzögerten Datenwert Z ⁺¹ haben. Man bedient sich dann einer Tiefpaßfilterkennlinie 431 von dem Pegelbegrenzungsblock 410 zugeführten Daten (D 1) zu verarbeiten. Die Tiefpaßfilterkennlinie (F (1)) läßt sich folgendermaßen ausdrücken

F (1) = (Z ^-1 + 2 + Z ⁺¹)/4. (1)

Der Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung liefert die oben genannten Daten (D 3) über den Datenausgangsanschluß 438 an den Synthetisierungsblock 460.

Mit anderen Worten, wenn der Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung an seinem Eingangsanschluß 431 die in Fig. 12b dargestellten Daten aufnimmt, erzeugt er Daten (D 3) deren Änderungsrate stufenweise verläuft und die um eine Taktperiode verzögert sind, wie dies in Fig. 12d gezeigt ist.

Der Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation, der in Fig. 16 dargestellt ist, besitzt zwei Verzögerungsschaltungen 442 und 443, die zwischen dem Dateneingangsanschluß 441 und dem Datenausgangsanschluß 447 angeordnet sind, einen Addierer 444, einen 1/16-Multiplizierer sowie eine Subtraktionsschaltung 446. Diese Teile sind in einer Reihenschaltung angeordnet. Außerdem ist ein 18/16-Multiplizierer 448 vorgesehen, der die von der Verzögerungsschaltung 446 abgegebenen Daten mit dem Faktor 18/16 multipliziert und sie dann der Subtraktionsschaltung 446 zuführt.

Die Verzögerungsschaltungen 442 und 443 verzögern die ihren Dateneingängen zugeführten Daten um eine Taktperiode. Der Addierer 444 erzeugt die Daten (D 4). Er addiert die Daten, die ihm von der Verzögerungsschaltung 443 zugeführt werden, sowie die Daten (D 1), die von dem Pegelbegrenzungsblock 410 dem Dateneingangsanschluß 441 zugeführt werden. Der 1/16-Multiplizierer multipliziert die aus dem Addierer 444 kommenden Daten mit dem Faktor 1/16. Die Subtraktionsschaltung subtrahiert die aus dem 18/16-Multiplizierer 448 kommenden Daten von den Daten, die der 1/16-Multiplizierer 445 abgibt.

Es sei angenommen, daß in dem Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation die von der Verzögerungsschaltung 442 ausgegebenen Daten den Basiswert Z⁰ = 1 haben, die von dem Pegelbegrenzungsblock 410 an den Dateneingangsanschluß 441 gelieferten Daten (D 1) die Daten Z ^-1 mit einem Vorlauf von einer Taktperiode sind und die von der Verzögerungsschaltung 442 ausgegebenen Daten die um eine Taktperiode verzögerten Daten Z ⁺¹ sind.

Die Filterkennlinie des Interpolationsfilter 407 wird unter Verwendung der in der folgenden Gleichung angegebenen Filterkennlinie (F (2)) approximiert.

F (2) = (-Z ^-1 + 18 - Z ⁺¹)/16. (2)

Die Filterapproximationskennlinie (F (2)) ist für die Daten (D 1) vorgesehen, die der Pegelbegrenzungsblock 410 dem Dateneingangsanschluß 441 zuführt. Der Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation liefert von dem Datenausgangsanschluß 447 die Daten (D 4) an den Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion.

Der Verarbeitungsblock 440 zur Filterkurvenapproximation liefert an seinem Datenausgangsanschluß 447 die in Fig. 12e gezeigten Daten (D 4), wenn ihm die in Fig. 12b dargestellten Daten (D 1) zugeführt werden. Die Daten (D 4) sind Approximationsdaten, die eine Prädiktion des Signalpegels des analogen Ausgangssignals in den Fällen darstellen, in denen die Daten (D 2) direkt über den Digital-Analogwandler 406 und das Interpolationsfilter 407 in ein analoges Ausgangssignal umgewandelt werden.

Der in Fig. 17 dargestellte mit 450 bezeichnete Verarbeitungsblock für die Pegeldetektion besitzt eine Subtraktionsschaltung 452, die die Daten (Dh)) des oberen Grenzwertes, die über den entsprechenden Eingangsanschluß 451 zugeführt werden, von den Daten (D 4) subtrahiert, die der Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation an den Dateneingangsanschluß 451 liefert. Der Block 450 besitzt ferner einen Schalterkreis 453 mit einem Eingang zur Aufnahme der Ausgangsdaten (D+) der Substraktionsschaltung 452 und einem weiteren Eingang zur Aufnahme der Basisdaten [0]. Sein Ausgang ist mit einem Addierer 454 verbunden. Der Schalterkreis 453 besitzt einen Steuereingang, dem vom Ausgang eines Komparators 456 ein Steuersignal zugeführt wird. Der Komparator 456 nimmt an einem Eingang die Ausgangsdaten (D+) der Subtraktionsschaltung 452 auf und mit seinem anderen Eingang die Basisdaten [0]. Hiermit steuert der Komparator 456 die Schaltoperation des Schalterkreises 453. Die Subtraktionsschaltung 457 subtrahiert die dem Dateneingangsanschluß 441 zugeführten Daten (D 4) von den Daten (D₁) des unteren Grenzwertes, die dem Eingangsanschluß 404 für die Daten des unteren Grenzwertes zugeführt werden. Das Ausgangssignal (D-) der Subtraktionsschaltung 447 wird einem Eingang eines Schalterkreises 458 zugeführt. Der andere Eingang des Schalterkreises 458 nimmt die Basisdaten [0] auf. Sein Ausgang ist mit dem Addierer 454 verbunden. Die Schaltoperation des Schalterkreises 458 wird durch ein Steuersignal gesteuert, das am Ausgang des Komparators 459 auftritt. Ein Eingang des Komparators 459 nimmt die Ausgangsdaten (D-) der Subtraktionsschaltung 457 auf, der andere Eingang die Basisdaten [0]. Der Addierer 454 addiert die von den Schalterkreisen 453 und 458 abgegeben werden, und erzeugt die Daten (D 5), die dem Datenausgangsanschluß 455 zugeführt werden.

Der Komparator 456 vergleicht die von der Subtraktionsschaltung 452 abgegebenen Daten (D+), d. h. die Daten, die der Differenz zwischen den Daten (Dh) für den oberen Grenzwert und den den Dateneingangsanschluß 451 zugeführten Daten (D 4) entsprechen, mit den Basisdaten [0]. Wenn die Daten (D+) größer sind als die Basisdaten [0], wird der Schalterkreis 453 so gesteuert, daß die Subtraktionsschaltung 452 mit dem Addierer 453 verbunden ist.

Der Addierer 456 steuert den Schalterkreis 453 so, daß die Basisdaten [0] dem Addierer 454 zugeführt werden, wenn die Daten (D+) kleiner sind als die Basisdaten [0].

Der Komparator 459 vergleicht die Daten (D-) mit den Basisdaten [0]. Die Daten (D-) sind die Ausgangsdaten der Subtraktionsschaltung 457, d. h. sie entsprechen der Subtraktion der Daten (D 4), die der Verarbeitungsblock 440 zur Filterkennlinienapproximation dem Dateneingangsanschluß 451 zuführt, von den Daten (D₁) für den unteren Grenzwert. Wenn die Daten (D-) größer sind als die Basisdaten [0], wird der Schalterkreis 458 so gesteuert, daß die Subtraktionsschaltung 457 mit dem Addierer 454 verbunden ist. Wenn die Daten (D-) hingegen kleiner sind als die Basisdaten [0], wird der Schalterkreis 458 so gesteuert, daß die Basisdaten [0] dem Addierer 454 zugeführt werden. Die von den Schalterkreisen 553 und 458 ausgegebenen Daten werden in dem Addierer 454 addiert und dem Datenausgangsanschluß 455 zugeführt.

Der Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion gibt also an dem Datenausgangsanschluß 455 die Basisdaten [0] aus, wenn die Daten (D 4), die der Verarbeitungsblock 440 zur Filter kennlinienapproximation an den Dateneingangsanschluß 451 anlegt, in ihrem Wert zwischen den Daten (D _h) für den oberen Grenzwert und den Daten (D₁) für den unteren Grenzwert liegen. Wenn die Daten (D 4) nicht zwischen den Daten (D _h, D₁) für den oberen und den unteren Grenzwert liegen, werden an dem Ausgangsanschluß 455 Daten (D 5) ausgegeben, die die Größe kennzeichnen, um die der Datenpegel einen der Datenpegel überschreitet (Pegelüberschreitungsgröße). Somit erzeugt der Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion die in Fig. 12f dargestellten Daten (D 5), die dem Pegelunterschied der Daten (D₁) für den unteren Grenzwert oder der Pegelüberschreitung der Daten (D _h) für den oberen Grenzwert entsprechen. Die Daten (D 5) werden von dem Datenausgangsanschluß 455 dem Synthetisierungsblock 460 zugeführt.

Der in Fig. 11 dargestellte Synthetisierungsblock nimmt alle Daten (D 2), (D 3) und (D 5) auf. Er besteht aus drei Multiplizierern (461), (463) und (464), einer Subtraktionsschaltung 462 und einem Addierer 465. Die Multiplizierschaltung 461 liefert an ihrem Ausgang die Daten (D 6), die eine Multiplikation der von dem Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion gelieferten Daten (D 5) mit einer vorbestimmten konstanten [A] darstellen. Die Multiplikationsschaltung 463 liefert an ihrem Ausgang die Daten (D 8), die eine Multiplikation der Ausgangsdaten (D 7) der Subtraktionsschaltung 462 mit den Daten (D 2) darstellen, die von dem Verarbeitungsblock 420 zur Verzögerungskorrektur geliefert werden. Der Multiplizierer 463 liefert an seinem Ausgang die Daten (D 9), die eine Multiplikation der von dem Multiplizierer 461 ausgegebenen Daten (D 6) mit den von dem Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung ausgegebenen Daten (D 3) darstellen.

Der Addierer 465 liefert die Daten (D _out), die eine Addition der von dem Multiplizierer 464 ausgegebenen Daten (D 9) und den von dem Multiplizierer 463 ausgegebenen Daten (D 8) darstellen. Die Ausgangsdaten (D _out) des Addierers 465 werden dem Datenausgangsanschluß 405 zugeführt.

Der Verarbeitungsblock 460 zur Synthetisierung erzeugt somit die in Gleichung (3) angegebene Kennlinie (F (3)) für die von der Verzögerungskorrekturschaltung 420 gelieferten Daten (D 2) zur Erzeugung der Ausgangsdaten (D _out) an dem Datenausgangsanschluß 405. Die Gleichung (3) läßt sich folgendermaßen ausdrücken:

F (3) = alpha [1/2 + (Z ^-1 + Z ⁺¹)/4] + (1-alpha)
= 1 + [(Z ^-1 + Z ⁺¹)/4 - 1/2]alpha. (3)

In Gleichung (3) bezeichnet alpha einen Wert der von dem Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion ausgegebenen Daten (D 5) multipliziert mit der Konstanten [A] des Multiplizierers 461.

Der Multiplizierer 464 in dem Synthetisierungsblock 460 erzeugt die Korrekturdaten (D 9), die eine Multiplikation der Daten (D 6), die sich entsprechend den von dem Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion ausgegebenen Daten (D 5) ändern, mit den Daten (D 3) darstellen, die von dem Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung geliefert werden, für den die Tiefpaßfilterkennlinie vorgesehen ist.

Sodann addiert der Addierer 465 in dem Synthetisierungsblock 460 die Korrekturdaten (D 9) zu den Daten (D 2), die der Verarbeitungsblock 410 zur Pegelbegrenzung über den Verarbeitungsblock 420 zur Verzögerungskorrektur liefert, für den die Pegelbegrenzung vorgesehen ist. Die addierten Daten werden als Ausgangsdaten (D _out) ausgegeben.

Wenn also die in Fig. 12c dargestellten Daten (D 2), die in Fig. 12d dargestellten Daten (D 3) und die in Fig. 12f dargestellten Daten (D 5) dem Synthetisierungsblock 460 zugeführt werden, erzeugt der Multiplizierer 461 die in Fig. 12g gezeigten Daten (D 6), indem er die von dem Verarbeitungsblock 450 zur Pegeldetektion gelieferten Daten (D 5) mit der vorbestimmten Konstanten [A] multipliziert. Die Daten (D 6) werden der Subtraktionsschaltung 462 und dem Multiplizierer 464 zugeführt. Sie entsprechen einer Variablen (alpha), die in Gleichung (3) angegeben ist und die sich entsprechend dem Wert der Daten (D 5) ändert.

Die Subtraktionsschaltung 462 erzeugt die in Fig. 12h dargestellten Daten (D 7), indem sie die Daten (D 6) von den Basisdaten [1] subtrahiert. Sie führt die Daten (D 7) dem Multiplizierer 463 zu. Der Multiplizierer 463 erzeugt die in Fig. 12i dargestellten Daten (D 8), indem er die von dem Verarbeitungsblock 420 zur Verzögerungskorrektur gelieferten Daten (D 2) mit den Daten (D 7) multipliziert. Er liefert die Daten (D 8) an den Addierer 465. Der Multiplizierer 464 erzeugt die in Fig. 12j dargestellten Daten (D 9), indem er die von dem Multiplizierer 461 gelieferten Daten (D 6) mit den Daten (D 3) multipliziert, die von dem Verarbeitungsblock 430 zur Tiefpaßfilterung geliefert werden. Der Multiplizierer 464 liefert die Daten (D 9) an den Addierer 465. Dieser erzeugt die in Fig. 12k dargestellten Ausgangsdaten (D _out), indem er die Daten (D 8) addiert. Er liefert die Ausgangsdaten (D _out) zu dem Ausgangsanschluß 405.

Die Ausgangsdaten (D _out) sind in diesem Fall so beschaffen, daß die Änderungsrate von Teilen der Daten (D 2), die den Daten (D _h) für den oberen Grenzwert und den Daten (D₁) für den unteren Grenzwert entsprechen, geringfügig reduziert werden. Dies geschieht nach Maßgabe einer Überschwingungsgröße, die dann erzeugt wird, wenn die Daten (D 2) in ein analoges Signal umgewandelt werden und durch das Interpolationsfilter 407 laufen.

Die am Datenausgangsanschluß 405 der digitalen Abkappungsschaltung 401 auftretenden Ausgangsdaten (D _out) werden in dem Digital-Analogwandler 406 und dem Interpolationsfilter 407 in das analoge Ausgangssignal (S _out) umgewandelt, das in Fig. 121 dargestellt ist, und über den Signalausgangsanschluß 408 ausgegeben.

Das analoge Ausgangssignal (S _out) besitzt eine Wellenform, die annähernd der in der analogen Signalform dargestellten entspricht. Das Überschwingen bewirkt, daß das analoge Ausgangssignal (S _out) den oberen Grenzwertpegel der Daten (D _h) für den oberen Grenzwert nicht überschreitet.

In der vorangehend beschriebenen Weise erzeugt die in Fig. 11 als Beispiel gezeigte digitale Abkappungsschaltung 401 die Ausgangsdaten (D _out), indem sie die Korrekturdaten (D 9) zu den Daten (D 2) hinzuaddiert, wenn während des Durchgangs der analogen Daten (D 2) durch das Interpolationsfilter 407 ein Überschwingen stattfindet, wobei die Daten (D 2) erzeugt werden, indem die Eingangsdaten (D _in) in dem Verarbeitungsblock 410 einer Pegelbegrenzung unterworfen werden. In dem Fall, in dem die Eingangsdaten (D _in) von dem analogen Signal gebildet werden und durch das Interpolationsfilter 407 laufen, können die Ausgangsdaten (D _out) so erzeugt werden, daß sie in ein günstiges Analogsignal (S _out) ohne Überschwinger umgewandelt werden.

In gleicher Weise werden in der digitalen Abkappungsschaltung 401 Signalteile verarbeitet, die den unteren Grenzwert unterschreiten (Unterschwinger) und die an der Abfallflanke des analogen Ausgangssignals (S _out) erzeugt werden. Auf eine eingehende Beschreibung wurde hier verzichtet.

Falls die digitale Abkappungsschaltung 401 als arithmetische Operationsschaltung 54 in Fig. 3 verwendet wird, können die Daten (D _h) für den oberen Grenzwert und die Daten (D₁) für den unteren Grenzwert in Abhängigkeit von dem aus der Steuerschaltung 55 stammenden Steuersignal gesteuert werden.

Claims

1. Digitale Signalverarbeitungsschaltung für eine Videokamera zur Verarbeitung eines digitalen Videosignals, in welchem periodisch ein effektives Signalintervall und eine Austastintervall auftreten,
mit einem Eingangsanschluß (2), dem das digitale Videosignal (D _in) zugeführt wird,
sowie mit einer Mehrzahl von in Reihenschaltung miteinander verbundenen Signalverarbeitungs-Schaltungsblöcken (5, 6, 7),
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuerdaten-Generatoreinrichtung (3) zur Erzeugung von Steuerdaten mit einer Blockadresse vorgesehen ist,
daß eine Steuerdaten-Einfügungseinrichtung (4) zum Einfügen der Steuerdaten mit ihrer Blockadresse in die Austastintervalle des digitalen Videosignals vorgesehen ist,
daß jeder Signalverarbeitungs-Schaltungsblock (5, 6, 7) daß effektive Signalintervall des digitalen Videosignals in Abhängigkeit von denjenigen Steuerdaten verarbeitet, deren Blockadresse den betreffenden Signalverarbeitungs-Schaltungsblock bezeichnet,
und daß jeder Signalverarbeitungs-Schaltungsblock Steuerdaten-Trennmittel besitzt, die zur Abtrennung derjenigen Steuerdaten dienen, deren Blockadresse diesen Signalverarbeitungs-Schaltungsblock bezeichnet.

2. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalverarbeitungs-Schaltungsblock ferner eine Operationsschaltung (54) enthält, der sowohl das digitale Videosignal als auch die Steuerdaten zur Verarbeitung des effektiven Signalintervalls des digitalen Videosignals nach Maßgabe der Steuerdaten zugeführt werden, und daß das verarbeitende Signal an den nächstfolgenden Signalverarbeitungs-Schaltungsblock weitergegeben wird.

3. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalverarbeitungs-Schaltungsblock eine Steuerschaltung enthält, die dazu dient, die Blockadresse zu dekodieren und die genannten Steuerdaten-Trennmittel so zu steuern, daß die Steuerdaten, die die den betreffenden Signalverarbeitungs-Schaltungsblock bezeichnende Blockadresse enthalten, abgetrennt werden und die Steuerdaten, deren Blockadresse andere Signalverarbeitungs-Schaltungsblöcke bezeichnet, an den nächstfolgenden Signalverarbeitungs-Schaltungsblock weitergegeben werden.

4. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsschaltung eines der Signalverarbeitungs-Schaltungsblöcke eine Gammakorrekturschaltung zur Steuerung der Eingangs-Ausgangs-Charakteristik des digitalen Videosignals enthält und daß die Steuerdaten die Eingangs-Ausgangs-Charakteristiken steuern.

5. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gammakorrekturschaltung (54; Fig. 4) eine Einrichtung (202) zur Erzeugung polygonaler Approximationsdaten enthält, ferner eine Korrekturdatentabelle (203) mit Daten, die der Differenz zwischen den polygonalen Approximationsdaten und den gewünschten Daten entsprechen, sowie eine Addiereinrichtung (204) zum Addieren der polygonalen Approximationsdaten und der aus der Korrekturdatentabelle stammenden Daten, und daß die Steuerdaten die Datenausgabe der Korrekturdatentabelle steuern.

6. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gammakorrekturschaltung eine Einrichtung von Stufen-Approximationsdaten enthält sowie eine Korrekturdatentabelle (223) mit den Daten, die der Differenz zwischen den Stufen-Approximationsdaten und den gewünschten Daten entsprechen, sowie eine Addiereinrichtung (204) zum Addieren der Stufen-Approximationsdaten und der aus der Korrekturdatentabelle stammenden Daten, und daß die Steuerdaten die Datenausgabe der Korrekturdatentabelle steuern.

7. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsschaltung eines der Signalverarbeitungs-Schaltungsblöcke eine Aperturkorrekturschaltung zur Bildung eines Aperturkorrektursignals aus dem digitalen Videosignal enthält, ferner eine Einrichtung zum Addieren des Aperturkorrektursignals zu dem digitalen Videosignal, sowie eine Pegelkompressionsschaltung, der das Ausgangssignal der Aperturkorrekturschaltung zugeführt wird, und daß die genannte Steuerdaten den Pegel des Aperturkorrektursignals und die Kennlinien der Pegelkompressionsschaltung steuern.

8. Digitale Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsschaltung eines der Signalverarbeitungs-Schaltungsblöcke eine Weiß-Abkappungsschaltung und eine Schwarz-Abkappungsschaltung enthält und daß die Steuerdaten den Weiß-Abkappungspegel und den Schwarz-Abkappungsschaltung steuern.