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Dokumentenidentifikation DE60214715T2 22.02.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001405503
Titel VERFAHREN ZUM ERLANGEN VON ZEILENSYNCHRONISATIONSINFORMATIONSOBJEKTEN VON EINEN VIDEOSIGNAL UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Anmelder Thomson Licensing, Boulogne Billancourt, FR
Erfinder ROTHERMEL, Albrecht, 89231 Neu-Ulm, DE;
LARES, Roland, 89075 Ulm, DE
Vertreter Roßmanith, M., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 30457 Hannover
DE-Aktenzeichen 60214715
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 24.06.2002
EP-Aktenzeichen 027432376
WO-Anmeldetag 24.06.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/EP02/06933
WO-Veröffentlichungsnummer 2003005704
WO-Veröffentlichungsdatum 16.01.2003
EP-Offenlegungsdatum 07.04.2004
EP date of grant 13.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.2007
IPC-Hauptklasse H04N 5/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten von Zeilensynchronisationsinformationselementen aus einem Videosignal. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Zeilensynchronisationsimpulses für ein Videozeilensignal.

Allgemeiner Stand der Technik

Bei den heutigen Fernsehempfängern und Computer-TV-Karten müssen Synchronisationssignale (oder kurz: Sync-Signale) getrennt werden, damit man eine richtige Darstellung des Videobildes auf dem Display, z.B. einer Kathodenstrahlröhre, erhält.

Obwohl digitale Systemlösungen in der zukünftigen Fernsehtechnologie immer mehr überwiegen werden, werden analoge Quellsignale noch viele Jahre in der Zukunft existieren. Zu Beispielen zählen der terrestrische Empfang von Videosignalen, was bisher immer noch weit verbreitet ist, und die analogen Aufzeichnungsverfahren, z.B. gemäß dem VHS-Standard im Fall von Videorecordern. Solche analogen Signalquellen stellen kritische Signalquellen für digitale Systeme dar, und ihre Signalverarbeitung erfordert spezielle Maßnahmen. Die Situation ist die gleiche für zukünftige Multimediaterminals, so lange sie mit einem analogen Videoeingang ausgestattet sind. Wegen der Existenz von großen Mengen an analogem Videomaterial, z.B. VHS-Bandbibliotheken, ist es unwahrscheinlich, daß die Verwendung von analogen Videosignalen in der nahen Zukunft verschwinden könnte.

Herkömmlicherweise wird zur Synchronisationstrennung ein Synchronisationsslicer verwendet. Der Synchronisationsslicer wird mit einem PLL (Phase Locked Loop – Phasenregelkreis) verknüpft, um die extrahierten Synchronisationsinformationen zu "glätten". Die PLL-Technologie ist ausgereift, weist jedoch aufgrund zwei widersprüchlicher Anforderungen wohlbekannte Begrenzungen auf: Einerseits muß der PLL eine Tiefpaßkennlinie aufweisen, um durch Rauschen verursachte Störungen bei der Synchronisationssignaldetektion zu unterdrücken. Andererseits geben Bandaufzeichnungsgeräte, insbesondere Camcorder, das Videosignal aufgrund mechanischer Toleranzen auf einer variablen Zeitbasis aus. Die Zeitbasisvariationen erscheinen auch als Störungen des Synchronisationssignals zu dem PLL. Diese Art von Störung muß jedoch ohne Dämpfung durchgeleitet werden, weil etwaige Änderungen der Zeitbasis horizontale Instabilitäten des angezeigten Videobilds erzeugen würden. Mit anderen Worten muß der PLL einerseits Rauschen unterdrücken und andererseits die Zeitbasisvariationen weiterleiten. Die beiden Effekte lassen sich jedoch glücklicherweise anhand ihrer Frequenz unterscheiden. Zeitbasisvariationen sind ein niederfrequenter Effekt über 1 kHz. Da der PLL immer eine Schleife zweiter Ordnung ist, werden Eckfrequenzen und Stabilität in jedem neu ausgelegten System auf den besten Kompromiß hin ausgewählt.

Fernsehempfänger mit digitaler Signalverarbeitung (z.B. im Fall der 100-Hz-Technologie) arbeiten in der Regel mit Taktsystemen, die auf das jeweilige Eingangssignal synchronisiert sind. Da das Eingangssignal das analoge CVBS-Signal ist werden als Referenzpunkt für die Synchronisation entweder der Horizontalsynchronisationsimpuls (zeilensynchronisierter Takt) oder alternativ die Farbzwischenträger oder Farbsynchronisationsimpulse (Burst) (Farbzwischenträger-synchronisierter Takt) häufig verwendet. Die Synchronisationstrennung in den Videozeilen wurde bisher üblicherweise mit Hilfe von analogen Verfahren durchgeführt, wobei sogenannte Synchronisationsseparatorstufen und ein dahintergeschaltete PLL-Filterstufe verwendet wurden. Bei Fernsehempfängern mit digitaler Signalverarbeitung wird üblicherweise eine PLL-Filterstufe, die eine digitale Realisierung der bekannten analogen Synchronisationssignalverarbeitung ist, verwendet. Die Filterstufe ist dann ein digitaler PLL (Phasenregelkreis). Beispiele für solche digitalen PLL-Schaltungen sind die Schaltungen SAA 7111 von Philips, HMP 8112 von Harris und Digit 3000 von Micronas. Das Hauptproblem bei solchen digitalen PLL-Schaltungen besteht darin, daß die bekannten Instabilitäten im Bild auftreten, wenn das vorliegende Eingangssignal ein analoges Videosignal ist, das von einem analogen Videorecorder abgegriffen wird, der gegenwärtig im Suchmodus (schneller Vorlauf oder Rückwärtslauf) arbeitet. Viele Benutzer von analogen Videorecordern sind mit solchen Instabilitäten ausreichend vertraut. Insbesondere erscheinen störende horizontale Streifen in dem Bild, wenn der Videorecorder im Suchmodus arbeitet. Diese störenden Streifen rühren von der Tatsache her, daß die Videoköpfe im Suchmodus nicht länger auf einer einzelnen schrägen Spur laufen, sondern je nach der Suchgeschwindigkeit zwei oder mehr schräge Spuren überstreichen. Während des Übergangs von einer schrägen Spur zu der nächsten kommt es zu abrupten plötzlichen Phasenänderungen bezüglich des Auftretens der Synchronisationsimpulse der Videozeilen. Diese plötzlichen Phasenänderungen werden tatsächlich von der Geometrie bei der Magnetbandaufzeichnung gemäß dem Schrägspurverfahren bestimmt. Die plötzlichen Phasenänderungen werden deshalb von dem System bestimmt und sind zusätzlich so gut wie unvermeidlich.

Zum unregelmäßigen Auftreten von Zeilensynchronisationsimpulsen kommt es jedoch auch im Fall von von Camcordern erzeugten Videosignalen. In diesem Fall sind die auftretenden Instabilitäten in der Regel ernsthafter als im Fall eines normalen Videorecorders, weil die Regelung der Kopftrommelgeschwindigkeit wegen der größeren Komponententoleranzen größeren Fluktuationen unterworfen ist.

Aus EP-A 0 266 147 ist eine digitale PLL-Schaltung für einen Fernsehempfänger bekannt. Im Fall dieser digitalen PLL-Schaltung ist, um das oben erwähnte Problem im Sucharbeitsmodus in Videorecordern zu vermeiden, eine Schalteinheit vorgesehen, die die Zeitkonstante des Phasenregelkreises im Fall der Identifikation einer durch den Kopfwechsel am Ende einer schrägen Spur verursachten plötzlichen Phasenänderung dramatisch verkürzt, mit dem Ergebnis, daß die Größe des Gebiets der Instabilität im Bild reduziert wird. Der Nachteil bei dieser Lösung besteht darin, daß die Reduzierung der Zeitkonstanten des Phasenregelkreises, die man durch diese Lösung erhält, bedeutet, daß Rauschkomponenten in dem Videosignal weniger gut unterdrückt werden können und störende Zeilen immer noch sichtbar bleiben, wenn auch zu einem geringeren Ausmaß, als wenn die Zeitkonstante größer ist.

In EP-A 0 899 945 wird ein Verfahren zum Erhalten von Zeilensynchronisationsinformationen beschrieben. Gemäß dem bekannten Verfahren wird eine Videozeile mit einem idealisierten Horizontalsynchronisationsimpuls gefaltet. Das Ergebnis der Faltungen wird in einem offenen Schleifensystem verarbeitet, das den PLL ersetzt. Das offene Schleifensystem wird durch eine lineare Regression realisiert, um die beste Vermutung eines aktuellen Synchronisationsimpulses unter Verwendung vergangener Synchronisationsimpulse zu extrapolieren.

Das Falten oder die Faltung ist ein wohlbekannter Ausdruck, unter dem das Integral einer Funktion mutlipliziert mit einer anderen, zeitverschobenen Funktion verstanden wird, siehe beispielsweise im "New IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms", 1993.

Unter Verwendung der bekannten Systeme als Ausgangspunkt ist es wünschenswert, ein Verfahren zu haben, das bezüglich der Horizontalsynchronisation der Videozeilen eine noch bessere Leistung bereitstellt.

Kurze Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zum Erhalten von Zeilensynchronisationsinformationen aus einem Videozeilensignal nach Anspruch 1 vor.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 bekannt.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Zeilensynchronisationsimpulsen aus einem Videozeilensignal vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt Mittel zum Analysieren des ganzen oder des relevanten Teils der Videozeile, um Zeitpunkte zu bestimmen, die die zeitliche Position der Zeilensynchronisationsimpulse definieren. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine Zeilenverzögerung zum Speichern einer Reihe von Videozeilen. Schließlich sind Mittel vorgesehen zum Berechnen eines Zeitpunkts für eine Videozeile, die der gegenwärtig empfangenen Videozeile vorausgeht, die zeitliche Position der Synchronisationsinformationen der Videozeile zu markieren, wobei die mit dem berechneten Zeitpunkt Tm assoziierte Videozeile der gegenwärtig empfangenen Videozeile um die vorbestimmte Anzahl (m) von Videozeilen in der Zeilenverzögerung vorausgeht und wobei der Zeitpunkt eine Funktion der Zeilensynchronisationsimpulspositionen von Videozeilen ist, einschließlich der gegenwärtig empfangenen, mindestens einer vorausgehenden und mindestens einer nachfolgenden Videozeile.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 9 bis 14 offenbart.

Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung Mittel zum Falten der ganzen oder des relevanten Teils der Videozeile mit einer Musterfunktion.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem FIR-Filter mit einer Menge vorbestimmter Filterkonstanten versehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der folgenden Beschreibung ausführlicher erläutert. In den Figuren zeigen:

1 simulierte Ergebnisse für den Kehrwert der aktuellen Horizontalfrequenz von Zeilensynchronisationsimpulsen in einem Videosignal, das einem Camcorder entnommen worden ist;

2 ein Blockschaltbild auf oberster Ebene für die Basisbandsynchronisation und Videoverarbeitung;

3 eine schematische Darstellung einer Faltungsoperation für zwei Rechteckwellenimpulse;

4 die Struktur eines MTA-Filters (moving time average – beweglicher zeitlicher Mittelwert) zum Durchführen der Faltungsoperation;

5 eine schematische Darstellung für die Berechnung der Nullstelle der ersten Ableitung der Ergebnisfunktion der Faltungsoperation gemäß der Erfindung;

6 eine graphische Darstellung der Zeitsteuerung des Videosignals, des Horizontalsynchronisationssignals und des Systemtakts;

7 die Zeitpositionen der Horizontalsynchronisationsimpulse, eine schematische Struktur des FIR-Filters und eine graphische Darstellung der verwendeten Filterkoeffizienten;

8 die Schaltungssektion, die das Zeitmanagement der Synchronisationssignalverarbeitung handhabt;

9 die Zeitsteuerung der in die Zeitmanagementschaltungssektion integrierten Zähler;

10 die Zeitpositionen der detektierten Hsync-Impulse, der Ausgangsimpulse des Hsync-Detektors und der Ausgangsimpulse des horizontalen Filters;

11 einen Vergleich der Fehlerübertragungsfunktion und Übertragungsfunktion von verschiedenen Arten von Hsync-Verarbeitungsmitteln;

12 die Filterkoeffizienten von anderen Arten von Filtern und

13 ein Videobild, das die Verbesserung der Erfindung darstellt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Simulierte Werte für die Position der Zeilensynchronisationsimpulse in einem Videosignal sind in 1 aufgetragen. Die Nummer der jeweiligen Zeile ist in der Richtung der Abszisse in 1 aufgetragen. Der Kehrwert der gegenwärtigen Horizontalfrequenz 1/fH für die Zeilensynchronisationsimpulse ist in der Richtung der Ordinate von 1 aufgetragen. Der Buchstabe "n" bezeichnet allgemein die Zeilennummer jeder Videozeile. Das Auftragen des Kehrwerts der gegenwärtigen Horizontalfrequenz bedeutet, daß die Zeitbereichspositionen der jeweiligen Zeilensynchronisationsimpulse miteinander verglichen werden können. Die den tatsächlichen Meßwerten für die individuellen Positionen der Zeilensynchronisationsimpulse entsprechenden Werte sind in jedem Fall durch die gestrichelten vertikalen Linien spezifiziert. Das Ende jeder gestrichelten vertikalen Linie spezifiziert dann die festgelegte Zeilensynchronisationsimpulsposition. Wenn das anliegende Videosignal ideal wäre, dann würden alle gestrichelten Linien die gleiche Länge aufweisen. Die Veranschaulichung erfolgt für ein von einem Camcorder erzeugtes Videosignal. Fluktuationen bei den Zeilensynchronisationsimpulspositionen um einen Mittelwert sind in einem ersten Gebiet von 1 deutlich zu sehen. Eine stetige Zunahme bei den Zeilensynchronisationsimpulspositionen ist in einem zweiten Teil von 1zu sehen. Dieses Verhalten kann durch die Regelung der Drehzahl der Kopftrommel erläutert werden, wobei diese Regelung langsam startet. Komponententoleranzen und Rauschen können für die Variationen der Zeilensynchronisationsimpulse um einen Mittelwert verantwortlich sein. Die Kreuze in 1 spezifizieren die von den PLL-Schaltungen, die üblicherweise in den Fernsehempfängern verwendet werden, korrigierten Zeilensynchronisationsimpulspositionen. Das Regelverhalten dieser PLL-Schaltung führt jedoch zum Ausgeben eines Phasenfehlers bezüglich der Zeilensynchronisationsimpulspositionen, so lange sich die Vertikalfrequenz in dem Videosignal stetig ändert. Dies ist leicht in dem zweiten Teil von 1 anhand der Differenz zwischen den Kreuzen und den gestrichelten Linien zu erkennen. Da das Vorzeichen dieses Phasenfehlers in den individuellen Teilbildern zufällig verteilt sein kann und der Wert des Phasenfehlers gleichermaßen außerdem nicht immer konstant bleibt, manifestiert sich die Phasenabweichung D als eine sichtbare Störung in dem angezeigten Videobild. Diese Störung entspricht einem Horizontaljittereffekt in großen Teilen des Bildes. Das Bild erweckt den Eindruck, daß jemand es in der horizontalen Richtung schüttelt. Um den Phasenfehler mit im Videosignal auftretenden Frequenzänderungen zu eliminieren, ist es im Fall einer analogen PLL-Steuerschleife üblich, die Bandbreite der PLL-Schaltung zu erhöhen. Wenn diese Maßnahme ergriffen wird, dann werden die in 1 durch Kreise angezeigten Liniensynchronisationsimpulspositionen erzeugt. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Rauschunterdrückung der PLL-Schaltung beeinträchtigt wird, wodurch vorübergehende Bildstörungen in Form eines Jitterverhaltens immer noch zu sehen sind. Vertikale Linien erscheinen nicht länger gerade, sondern vielmehr verzerrt.

2 zeigt ein Diagramm auf hoher Ebene der Synchronisations- und Videoverarbeitung eines die vorliegende Erfindung enthaltenden Fernsehgeräts.

Die vorgeschlagene Architektur basiert auf einem freilaufenden Systemtakt, z.B. einen Quarzoszillator. Somit weist der Systemtakt keine Korrelation zu den Videosynchronisations- oder Farbzwischenträgerfrequenzen auf. Der freilaufende Systemtakt ist besonders vorteilhaft für prozessorbasierte Systeme, die dafür ausgelegt sind, Videosignale unterschiedlicher Arten und Eigenschaften zu empfangen. Mit der nachstehend beschriebenen Architektur können jedoch auch Farbburst-synchronisierte getaktete Systeme realisiert werden, wenn dies für bestimmte Ausführungsformen wünschenswert ist.

Auf der linken Seite von 2 sind die Eingänge für analoge Basisbandvideosignale gezeigt. Die Eingänge 1a und 1b werden für S-Videosignale mit getrennten Chrominanz- und Luminanzeingängen C und Y verwendet. Der Eingang 2 ist für den Empfang von Composit-Videosignalen gedacht. Die analogen Videosignale werden von A/D-Wandlern 3a bzw. 3b in entsprechende digitale Signale umgewandelt. Die digitalen Ausgangssignale werden dann in FIFO-(first-in-first-out)-Zeilenverzögerungen 4a bzw. 4b mit einer Größe von etwa acht Videozeilen gespeichert. Die FIFO-Zeilenverzögerungen sind erforderlich, um bei der Horizontalsynchronisationsverarbeitung verwendete Zeitdaten zu filtern, wie weiter unten beschrieben wird.

In dem das Composit-Videosignal verarbeitenden Signalweg ist ein Kammfilter vorgesehen, um die Signale für Luminanz Y und Chrominanz C zu trennen. Danach werden die Signale in einen Chrominanz-Decodierer eingespeist, um das Luminanzsignal Y und das Chrominanzsignal C zu erzeugen.

Ein Schalter 8 wird gesteuert, um die von der Zeilenverzögerung 4a oder von dem Chrominanz-Decodierer 7 empfangenen Luminanz- bzw. Chrominanzsignale in einem Pixelinterpolationsfilter 9 weiterzuverarbeiten, der unten ausführlicher beschrieben ist.

Die Ausgabe des Filters 9 wird in einem Zeilenpuffer 11 gepuffert und an eine Farb-Dematrix 12 zum Erzeugen digitaler R-, G-, B-Signale weitergeleitet. Die Digitalen R-, G-, B-Signale werden in analoge Signale umgewandelt, von assoziierten Treibern in Block 13 verstärkt und zur Anzeige an eine Kathodenstrahlröhre 14 geliefert.

Im Fall einer von einer CRT verschiedenen Displayeinrichtung, z.B. wird ein LCD-, TFT- oder Plasmadisplay verwendet, kann die Signalverarbeitung anders sein als in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, diese Unterschiede weichen jedoch nicht von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ab.

Zur Synchronisationssignalverarbeitung wird je nach dem, welche analogen Eingänge aktiv sind, ein digitales Luminanzsignal Y oder ein digitales Composit-Viseosignal selektiv verwendet. Das Signal für die Synchronisationsverarbeitung wird von einem Schalter 16 ausgewählt, der von dem gleichen Steuersignal wie der Schalter 8 gesteuert wird. Die Vertikalsynchronisationsverabreitung in Block 17 ist herkömmlicher Art und wird deshalb nicht ausführlicher beschrieben. Die Information hinsichtlich dessen, welches Halbbild eines Videoeinzelbilds gerade verarbeitet wird, wird ebenfalls in dieser Einheit erhalten. Das Vertikalsynchronisationssignal Vsync wird in einer Zeilenverzögerung 18 verzögert, um die Zeitsteuerung zu den in den Zeilenverzögerung 4a bzw. 4b verzögerten Videosignalen wiederherzustellen.

Das Vsync-Signal wird in einen Mikroprozessor 19 eingegeben, der neben anderen Funktionen dahingehend arbeitet, die Synchronisationsklogik auszuführen.

Bei einer Hsync-Verarbeitungseinheit 21 werden die Hsync-Signale durch das erfindungsgemäße Verfahren, das unten ausführlicher beschrieben wird, detektiert und verarbeitet.

Die Horizontalsynchronisationsinformation wird an den &mgr;P 19 geliefert. Der &mgr;P 19 verwendet die Horizontal- und Vertikalsynchronisationsinformation zum Erzeugen von Ausgangssignalen für einen Ablenkungstreiber 22, der an eine in 2 nicht gezeigte Ablenkvorrichtung angeschlossen ist.

Die Ablenkvorrichtung ist mit der CRT 14 assoziiert und bewirkt das Ablenken der Elektronenstrahlen innerhalb der CRT auf herkömmliche Weise.

Falls die Displayeinrichtung keine CRT ist, wird der Ablenktreiber 22 durch eine entsprechende Einrichtung ersetzt, die die Darstellung des Videosignals Zeile für Zeile auf dem Schirm der jeweiligen Displayeinrichtung bewirkt.

Die Hsync-Verarbeitungseinheit 21 umfaßt einen Hsync-Detektor 23, um die Zeitsteuerung von in dem empfangenen Videosignal enthaltenen Hsync-Signalen zu bestimmen. Die Hsync-Signale werden in einem H-Filter 24 gefiltert und die resultierenden Signale H0 und &phgr;0 werden an den &mgr;P 19 und den Pixelinterpolationsfilter 9 geliefert. Die Operation des Hsync-Detektors 23, des H-Filters 24 und des Vsync-Prozessors 17 wird von einer Ereignissteuerung 25 gesteuert, die in Verbindung mit 8 ausführlicher beschrieben wird.

Im Gegensatz zu der ansonsten weit verbreiteten Kantenerkennung für die abfallende Flanke eines Zeilensynchronisationsimpulses in dem CVBS-Signal arbeitet der vorliegende Hsync-Detektor 23 gemäß dem Korrelationsprinzip. In diesem Fall wird das CVBS-Signal mit einem idealen Zeilensynchronisationsimpuls gefaltet und dann wird das Minimum gesucht. Das Prinzip ist in 3 dargestellt. Wo es möglich ist, prinzipiell festzustellen, daß die Faltungsoperation von zwei Rechteckwellenimpulsen eine Sägezahnfunktion als Ergebnisfunktion erzeugt. Diese Funktion hat dann ein Minimum oder ein Maximum, das die Position des Zeilensynchronisationsimpulses spezifiziert. Das CVBS-Signal für eine Videozeile wird durch das Referenzsymbol fin(k) bezeichnet. Das Referenzsymbol sideal (k) bezeichnet einen idealen Zeilensynchronisationsimpuls. Die Ergebnisfunktion der Faltungsoperation wird mit dem Referenzsymbol &phgr;sv(k) bezeichnet. Das Referenzsymbol ks spezifiziert die Position des Minimums der Ergebnisfunktion. Die Faltungsoperation wird in dem Hsync-Detektor 23 beispielsweise derart durchgeführt, daß das in einem der Zeilenspeicher 4a, 4b für eine Videozeile vorliegende CVBS-Signal mit einem entsprechenden idealen Zeilensynchronisationsimpuls digital gefaltet wird. Die Durchführung kann alternativ derart konfiguriert sein, daß nur der relevante Teil für den Zeilensynchronisationsimpuls mit dem idealisierten Zeilensynchronisationsimpuls gefaltet wird, statt daß das CVBS-Signal für die ganze Videozeile mit dem idealen Zeilensynchronisationsimpuls gefaltet wird.

Dieses Detektionsverfahren weist selbst beispielsweise in dem Fall von terrestrischen Signalen mit Mehrwegeausbreitung, die viel Interferrenz unterworfen sind, ein extrem robustes Verhalten auf. Falls eine konstante Korrelationslänge ls für die Faltungsoperation verwendet wird, ist der aus dem Stand der Technik bekannte MTA-Filter (Moving Time Average – beweglicher zeitlicher Mittelwert) geeignet, beispielsweise für die Schaltungsrealisierung der Faltungsoperation, wobei die Struktur des Filters in 4 dargestellt ist, wo der Zeilensynchronisationsimpuls auf idealisierte Weise mit einer Rechteckwellenimpulsantwort dargestellt ist.

Um in der Ergebnisfunktion der Faltungsoperation das Maximum oder das Minimum zu bestimmen, wird die Nullstelle der ersten Ableitung der Ergebnisfunktion berechnet. Diese Rechenoperation ist in 5 ausführlicher dargestellt, wo das Referenzsymbol &phgr;sv(k) die erste Ableitung der Ergebnisfunktion bezeichnet, die Variable k für den jeweiligen Abtastwert der Ableitungsfunktion steht, ks die Position der Nullstelle der Ableitung und k0 den letzten Abtastwert mit einem negativen Vorzeichen im Übergangsgebiet der ersten Ableitung der Ergebnisfunktion spezifiziert. Für eine genaue Bestimmung der Nullstelle wird im Übergangsgebiet der Ableitungsfunktion eine lineare Regression durchgeführt. Die Nullstelle wird dann auf einfache Weise unter Verwendung der festgelegten Regressionslinie berechnet. Der Schnittpunkt der Regressionslinie mit der Nullachse ist in 5 mit dem Referenzsymbol Ns bezeichnet. Die Regressionslänge lv beträgt in dem dargestellten Beispiel neun Abtastwerte. Auf diese Weise wird das Minimum der ersten Ableitung mit einer Subpixelauflösung berechnet. Die Subpixelauflösung ist erforderlich, da die nachfolgende vertikale Filterung Pixelquantisierung nicht effektiv eliminieren kann. Die Subpixelauflösung ist auch deshalb notwendig, weil z.B. bei einer gegebenen Abtastrate von 18 MHz für die A/D-Umwandlung in der A/D-Umwandlungseinheit 20 und einem Display mit einer Breite von 56 cm die Sichtbarkeitsgrenze für Bilddetails etwa 0,17 Pixel beträgt. Untersuchungen mit verschiedenen Eingangssignalen haben gezeigt, daß man mit einer linearen Regression ein optimales Ergebnis für die Berechnung der Subpixelauflösung erhält. Für die Berechnung der Mitte des Zeilensynchronisationsimpulses, die dem Minimum der Ergebnisfunktion der Faltungsoperation entspricht, reichen für das Gebiet um die Nullstelle der Ableitungsfunktion herum etwa 10 Abtastwerte aus. Die Rechenregel, daß etwa 10 Abtastwerte ausreichen, wurde mit einer Abtastrate von 18 MHz unter Verwendung von Videosignalen mit einer konstanten horizontalen Frequenz für verschiedene Signal-Rausch-Verhältnisse im Fall des terrestrischen Empfangs festgelegt. In diesem Fall betrug die Standardabweichung für ein Signal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 19 dB 0,93 Pixel. Im Fall eines rauscharmen Signals mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 35 dB beträgt die Standardabweichung 0,07 Pixel.

Wenn Videosignale von Videorecordern verarbeitet werden, kann die horizontale Frequenz im Trickmodus in Videorecordern von bis zu 4% abweichen, was proportional auch die Länge des Zeilensynchronisationsimpulses beeinflußt. Dies manifestiert sich dann in einer Verschlechterung in der Identifizierbarkeit der Kante im Verlauf der Ableitungsfunktion der Ergebnisfunktion der Faltungsoperation. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Abweichungen bis zu diesem Grad auf die Detektionsgenauigkeit im Verlauf der Nullstellenbestimmung keinen relevanten Einfluß hat. Für die Berechnung der Mitte ks des Zeilensynchronisationsimpulses mit Hilfe linearer Regression ist es möglich, eine Arithmetikeinheit anstatt eines komplexeren Mikroprozessors zu verwenden, da etwa 32 &mgr;s für diese Rechnung verbleiben, was in PAL-System der Hälfte einer Videozeile entspricht. Zudem ermöglichen die äquidistanten Abtastwerte eine deutliche Vereinfachung der Berechnung. Die Formel für die Berechnung der Mitte ks des Zeilensynchronisationsimpulses mit Subpixelgenauigkeit liest sich dann wie folgt:

In diesem Fall ist k1 eine Konstante, die als Funktion der Regressionslänge l berechnet werden kann. Alle die anderen Symbole sind aus der Beschreibung hinsichtlich der 5 und 3 bekannt.

Der in Verbindung mit 6 beschriebenen Zeitbasis folgend kann jede Videozeilendauer TH anhand der folgenden Gleichung berechnet werden: TH(n) = &Dgr;HI(n) + &phgr;I(n) – &phgr;I(n – 1)

Für ein unverzerrtes PAL-Standardeingangssignal beträgt die Zeilendauer TH = 64 &mgr;s: mit einer konstanten Systemtaktfrequenz von Fclk = 18 MHz würde die Anzahl der Taktzyklen zwischen zwei Hsync-Impulsen bei &Dgr;HI = 1152 konstant sein. Die Phasendifferenz zwischen den Hsync-Impulsen und dem Beginn eines Taktzyklus wäre ebenfalls ein konstanter Wert für alle Videozeilen.

In der Praxis jedoch ist die Dauer der Videozeile nicht konstant, sondern variabel. Rauschen und niederfrequente Verzerrungen werden dem Eingangsvideosignal überlagert, was eine zeitliche Verschiebung der detektierten zeitlichen Position des Hsync-Impulses verursacht.

Folglich ändert sich die detektierte Videozeilendauer TH Zeile für Zeile, was horizontales Jitter verursacht. Um diese Art von Jitter zu vermeiden, müssen die detektierten zeitlichen Positionen der Hsync-Impulse gefiltert werden.

Für jeden Zeitpunkt tn gibt der Hsync-Detektionsblock 23 zwei Werte HI und &phgr;I aus. HI beschreibt die Zeitdifferenz zwischen zwei Hsync-Impulsen, gemessen in ganzzahligen Zyklen des internen Systemtakts. &phgr;I stellt einen Bruchteil eines Zyklus dar, wodurch die zeitliche Position eines spezifischen Hsync-Impulses mit Subpixelauflösung bestimmt werden kann.

In 6 sind die Einzelheiten der Zeitsteuerung der verschiedenen Signale gezeigt. 6a zeigt ein analoges Composit-Videosignal CVBS mit integrierten Hsync-Impulsen an, die durch "H" angegeben sind. 6b veranschaulicht die zeitliche Position ti der Hsync-Impulse durch verticale Linien 25. Die Abszisse in 6b ist in Einheiten der Nenndauer TH einer Videozeile unterteilt. Die zeitliche Position ti fällt in einen bestimmten Zyklus des Systemtakts. Die relevanten Zyklen definieren die ganzzahlige Nummer HI. Ein Vergleich zwischen 6b und 6c veranschaulicht, daß der nominelle Beginn einer Videozeile wie in 6b gezeigt mit dem Beginn eines Zyklus des Systemtakts wie in 6c gezeigt zusammenfällt. 6bzeigt jedoch auch, daß die zeitlichen Positionen ti der detektierten Hsync-Impulse nicht mit einem Zyklus des Systemtakts zusammenfallen. Die auch in 6b als Abweichung von dem nominellen Beginn einer Videozeile erkennbare zeitliche Verschiebung wird durch &phgr;I quantifiziert. &phgr;I definiert den Bruchteil eines Systemtaktzyklus, um den der jeweilige Hsync-Impuls dem Systemtakt hinterherhinkt.

Mehrere Beispiele der zeitlichen Verschiebung sind in 6b unter Bezugnahme auf 6c dargestellt.

Die gemäß den beschriebenen Verfahren bestimmten Zeitpunkte ti werden danach in einem Horizontalfilter 24 gefiltert. Der Horizontalfilter 24 ist ein FIR-Filter mit symmetrischen Filterkoeffizienten.

Zu einer gegebenen Zeit berücksichtigt der FIR-Filter 24 l Zeilendauern &Dgr;Tn, n = 0, ..., 1, um die Filterausgabe Tm zu berechnen, wie sie in 7a dargestellt ist. Eine Zeitdauer &Dgr;Tn ist die Zeitdifferenz zwischen zwei Hsync-Impulsen n und n + 1, definiert durch die Zeitpunkte tn und tn+1

Der FIR-Filter berechnet dann das Filterausgangssignal entsprechend der Gleichung wobei Cn,l die Filterkoeffizienten (l + 1) die Filterlänge und tn die Zeitpunkte der Hsync-Impulse sind. In 7b ist der FIR-Filter 24 ausführlicher gezeigt. Die Zeitpunkte werden in Verzögerungsstufen 26–l ... 26o gespeichert. Der Inhalt der Verzögerungsstufen wird mit dem assoziierten Filterkoeffizienten cn,m in Multiplizierern 27–l ... 27o multipliziert. Die individuellen Produkte werden in einem Addierer 28 aufsummiert, damit man die Filterausgabe Tmerhält. Der Index m der berechneten Filterausgabe Tm steht zu der Anzahl der Videozeilen in Verbindung, die in der Zeilenverzögerung 4a oder 4b gespeichert werden können. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Zeilenverzögerung eine Größe von 8 Videozeilen und deshalb einen Wert m = 7 auf. Bei anderen Ausführungsformen mit einer anderen Größe der Zeilenverzögerung kann m einen anderen Wert annehmen.

Es ist wichtig anzumerken, daß dieses Filterdesign keinerlei Rückkopplung eines vorausgegangenen Ergebnisses zu einem nachfolgenden Ergebnis enthält. Die Ausgabe des Horizontalfilters hängt ausschließlich von den Eingangssignalen ab, d.h. den detektierten Zeitpunkten ti. Der H-Filter 24 ist ein offener Schleifenfilter.

Der Horizontalfilter gibt die gefilterte zeitliche Position des Hsync-Impulses hinsichtlich der Werte Ho und &phgr;o aus, was die Länge der Videozeile hinsichtlich einer Anzahl von Systemtaktzyklen bzw. eine Phasenverschiebung relativ zum Systemtakt anzeigt. Die zeitliche Korrektur des Videosignals erfolgt durch den Pixelinterpolationsfilterblock 9, der so ausgelegt ist, daß er jede Videozeile in der Zeit mit einer Subpixelauflösung entsprechend dem Wert von &phgr;o verschiebt, wobei o ≤ &phgr;o < 1. Das Ausgangssignal Ho des H-Filters definiert den Start jeder neuen Videozeile mit der Genauigkeit eines Systemtaktzyklus.

In den vorausgegangenen Absätzen wurde gezeigt, daß der HI-Impuls in Verbindung mit den zusätzlichen Phaseninformationen &phgr;I als Eingabe für den H-Filter 24 verwendet wird. Die aufsummierten Zeitinformationen jedes Hsync-Impulses (&Dgr;HI&phgr;I) wird für eine definierte Anzahl von Zeilen, die gleich der FIR-Filterlänge ist, gespeichert.

Bei der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Zeitmessung mit Hilfe von Zählern implementiert, was nur einige wenige grundlegende Hardwarekomponenten erfordert. Eine praktische Realisierung ist in 8 gezeigt.

8 zeigt ausführlicher die Schaltungssektion, die für das Zeitmanagement effektiv ist. Die Zeitmanagementschaltungssektion, die insgesamt mit der Referenzzahl 31 bezeichnet ist, ist in mehrere Blöcke strukturiert, die einen Zählerblock 32, einen Vergleicherblock 33, einen Phasenspeicher 34, den FIR-Filter 24 und eine Ereignissteuerung 25 umfassen. Die Einzelheiten des FIR-Filters 24 sind bereits in Verbindung mit 7b beschrieben worden.

Der Zählerblock 32 enthält zwei Zähler 36a, 36b zum Messen der Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten zweier aufeinanderfolgender HI-Signale in Einheiten von Taktzyklen. Das HI-Signal wird ebenfalls der ein Zählerrücksetzsignal ausgebenden Ereignissteuerung 25 zugeführt. Beim normalen Betrieb entspricht das Zählerrücksetzsignal dem HI-Signal.

Eine Zählersteuereinheit 37 steuert einen Schalter 38, um das von dem &mgr;P 19 emittierte Zählerrücksetzsignal entweder mit dem Zähler 36a oder Zähler 36b zu verbinden, um ihn zurückzusetzen. Gleichzeitig betätigt die Zählersteuereinheit 37 zwei weitere Schalter 39a und 39b, um den Ausgang des jeweiligen Zählers, der nicht zurückgesetzt wird, mit einem Eingang eines Vergleichers 41 zu verbinden. Der zweite Eingang des Vergleichers 41 wird mit dem in dem H-Filter 24 berechneten vorhergesagten Wert beliefert. Die Berechnung basiert auf vergangenen und zukünftigen HI-Werten. Wenn die beiden Eingangswerte des Vergleichers 41 gleich sind, gibt er den H0-Impuls aus.

9 zeigt die Zeitsteuerung des HI-Signals, des H0-Impulses und den Inhalt der Zähler 36a, 36b. Ein Zähler zählt jeden HI-Impuls, und der andere zählt die Anzahl der Taktzyklen für die Zählerspeicherspeicherung (Kreis) und Ausgabevergleich (Kreuz) und umgekehrt. Beziehungsweise mit anderen Worten: Der ausgewählte Zähler für den Ausgabevergleich zählt die Anzahl der Taktzyklen ab dem letzten Eingangsimpuls HI, bis der Ausgangsimpuls aus dem Vorhersagewert erzeugt wird (Kreuz in 9). Gleichzeitig wird der ausgewählte Filter zurückgesetzt. Bruchteile eines Taktzyklus sind für das Zählerzeitverfahren nicht wichtig. Bruchteile eines Taktzyklus werden im Phasenspeicher 34 gespeichert.

Einige Zeilen Verzögerung/Speicher werden für die neue Horizontalfiltertechnik auf der Basis eines Interpolationsprinzips benötigt. Bei diesem Beispiel wird ein 8-Zeilen-Verzögerungsblock verwendet, um das Videosignal um 8 Videozeilen zu verzögern. Dies wird benötigt, weil die Signalverzögerung dem H-Filterblock gestattet, Zeitsteuerinformationen aus zurückliegenden Videozeilen (immer noch im Zeilenspeicher gespeichert) zu erhalten, bevor das Videosignal an dem Pixelinterpolationsfilter ausgegeben wird. Nach dem Durchlaufen des Pixelinterpolationsfilters sind die Videoleitungen mit den verarbeiteten Zeitsteuerinformationen des H-Filters orthogonalisiert und weitere zeitliche Korrekturen sind nicht möglich. Bei Verwendung dieser Zeilenverzögerung kann das Filterverhalten wie im nächsten Kapitel gezeigt verbessert werden.

In 10 ist die Zeitsteuerung von verschiedenen Arten von Signalen in einem Überblick gezeigt. Von oben nach unten wird die Verarbeitung der Horizontalsynchronisationssignale beginnend mit den detektierten Hsync-Signalen in 10a visualisiert. Auf der Abszisse aller Diagramme in 10 nimmt die Zeit von links nach rechts zu. 10a bis 10c entsprechen der Darstellung in 6b bis 6d und beschreiben die Ausgabe des Hsync-Detektors 23 (2). Die Ausgangssignale HI und &phgr;I werden an den H-Filter 24 geliefert, um die dem &mgr;P 19 bzw. dem Pixelinterpolationsfilter 9 geliefeten gefilterten Signale Ho und &phgr;o zu erzeugen (10d, 10e).

Schließlich wird der gefilterte H-Impuls (10f) an den Ablenkungstreiber 22 geliefert (2). Abgesehen von der Zeitsteuerung veranschaulicht 10 auch den Effekt der Zeitverzögerung. Die Verwendung einer Zeilenverzögerung entspricht Fall b) in 10b, wo der Abschätzungszeitpunkt etwa sieben Zeilen in der Vergangenheit liegt, wobei auf den gegenwärtig detektierten HSync-Impuls Bezug genommen wird. Diese Konfiguration wird auf die vorliegende Ausführungsform mit 8 Zeilen Videospeicher angepaßt. Natürlich können die Größe des Speichers und die Parameter der Zeilenverzögerung bei anderen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedlich sein. Die Zeilenverzögerung nach dem Vertikalsignalverarbeitungsblock wird benötigt, um die Zeilenverzögerung der Videoströme (Y/C oder Composite-Vdeo) zu kompensieren, und verwendet die gleiche Verzögerungszeit wie die Videostromzeilenverzögerung. Die Realisierung der Zeilenverzögerung für das Vertikalsignal benötigt viel weniger Hardware; es ist ein binäres Signal (V-Imp, Halbbild).

Die letzten Baublöcke "Zeilenspeicher Dual-Port" und "Synchronisationslogik" werden verwendet, um die Ausgangssignale für verschiedene Displaytechniken zu synchronisieren.

Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung verwendet eine freilaufende Ausgangstaktfrequenz und gibt eine feste Anzahl von Pixeln pro Zeile aus. Je nach der Variation der Horizontal- und Vertikaleingabefrequenz kann die Anzahl der Zeilen pro jedem ausgegebenem Halbbild variieren. Halbbildsynchronisation ist möglich durch Ändern der Anzahl von ausgegebenen Zeilen pro Halbbild. Deshalb ist aus den folgenden Gründen diese Arbeitsweise ideal geeignet, um CRTs anzusteuern.

  • i) Röhrendisplays sind horizontal stabil, wenn die Horizontalfrequenz der Treiberstufe im wesentlichen konstant ist (quarzblockiert).
  • ii) DC-gekoppelte Vertikal-CT-Treiberstufen können sich ohne jegliche sichtbare Verschlechterung an sich ändernde Zeilenzahlen pro Halbbild anpassen.
  • iii) Diese Arbeitsweise ist auch mit zukünftigen Multimediasystemen kompatibel, wo der Einsatz eines zeilensynchronisierten Taktsystems möglicherweise nicht akzeptabel sein mag.

Eine konstante Horizontalfrequenz (Hsync) kann man durch den vorgeschlagenen Synchronisationsalgorithmus erhalten, wenn einige Zeilen des Pufferspeichers verwendet werden, um die verschiedenen Zeilendauern TH zwischen Puffereingang und -ausgang während eines Halbbilds zu kompensieren (TH ≠ konstant, TH,out = konstant). Dies entspricht einer Variation der Anzahl von Pixeln pro Zeile am Puffereingang und einer konstanten Zahl von Pixeln pro Zeile am Pufferausgang.

Die vertikale Kopplung ist feldsynchron. Dies bedeutet, daß sich die Vertikalfrequenz am Ausgang an dem Ende jedes Halbfelds an die vertikale Zeitsteuerung des Eingangs anpaßt, um eine korrekte Halbbildsynchronisation zu erhalten (TV = TV,out ≠ konstant). Die größte benötigte Zeilenpuffergröße wird definiert durch die größte Differenz zwischen den Eingangs- und Ausgangsspeicheradressen während eines Halbbilds. Für eine größte gemittelte Variation der H-Frequenz von ±0,5% einschließlich Phasensprüngen beim Schreiben und konstante ausgegebene H-Frequenz beim Lesen muß die Zeilenpufferspeichergröße mindestens in der Lage sein, drei Videozeilen zu speichern. Die Implementierung der Vertikalsynchronisation mit sich ändernder Vertikalfrequenz in CRT-TVs stellt für einen Fachmann keine Schwierigkeiten dar. Diese Art von Synchronisation kann auch für andere Displaytechnologien wie LCD- oder Plasmadisplays verwendet werden.

Es wird angemerkt, daß die Verwendung eines Videozeilenspeichers gemäß der Erfindung zum Zweck, nachfolgende Horizontalsynchronisationsimpulse zu berücksichtigen, nicht auf die Verwendung von FIR-Filtern beschränkt ist. Das gleiche Konzept kann mit linearer Regression als Filterungsfunktion angewendet werden. Die Filterung durch lineare Regression mit verschiedenen Regressionslängen ist aus EP-A 0 899 945 bekannt. In Kombination mit dem Videozeilenspeicher gestattet das bekannte Filterkonzept, "in die Zukunft zu schauen", um eine verbesserte Horizontalfilterung zu erhalten. Die durch die verschiedenen Techniken erreichten Ergebnisse werden weiter unten erörtert.

Der Vorteil des neuen Ansatzes ist am besten in dem "Frequenzbereich" zu sehen. 11 zeigt einen Vergleich zwischen dem herkömmlichen PLL, einem System auf der Basis einer linearen Regressionsfiltertechnik ohne Videozeilenspeicher und mit vier Zeilen Videospeicher und schließlich den eigentlichen neuen Ansatz auf der Basis der FIR-Filtertechnologie.

11 zeigt das Tracking mit Variation auf Zeitbasis und 9b die Rauschunterdrückung. Um ein relevantes Maß für die Trackingqualität der Synchronisationstrennung zu erhalten, zeigt 11a die Fehlerübertragungsfunktion |1 – He(f)|, wobei He(f) die Übertragungsfunktion des FIR-Filters ist. Der Fehler bei typischen Verzerrungsfrequenzen bei etwa 30 Hz muß in der Größenordnung von –60 dB liegen, um sichtbares Jitter zu vermeiden. 11b detailliert die Verbesserung der Synchronisationsrauschunterdrückung im Vergleich zum PLL und auch im Vergleich zu der vorausgegangenen Patentanmeldung. Wenn alternativ die lineare Regression durch einen FIR-Filter approximiert wird, dann liegt die Filterqualität zwischen dem symmetrischen FIR-Filter und der linearen Regression ohne Speicher. Dies ist eine geeignete Lösung für eine bis etwa fünf Zeilenverzögerungen oder einen Zeilenspeicher, was zu asymmetrischen FIR-Koeffizienten führt.

In 12 zeigt ein Diagramm die asymmetrischen und symmetrischen Impulsantworten entsprechend Filterkoeffizienten der verschiedenen oben beschriebenen Filterarten. Die +-Symbole geben die Koeffizienten für lineare Regression ohne Speicher an; die x-Symbole geben die Koeffizienten für lineare Regression mit einem Speicher mit einer Größe von vier Zeilen an; die Sternchen * geben die Koeffizienten für einen symmetrischen FIR-Filter an und die Punkte schließlich geben die Koeffizienten eines herkömmlichen PLL-Designs mit einer schnellen Zeitkonstante und unendlicher Impulsantwort an. Auf der Abszisse des Diagramms in 12 sind die Indizes der Filterkoeffizienten aufgetragen. Es sei angemerkt, daß die lineare Regression mit und ohne Speicher und der PLL-Filter asymmetrische Filter im Gegensatz zu dem symmetrischen FIR-Filter darstellen.

Instabilität im Video kann auf Papier nicht ausgedruckt werden, jedoch erhält man mit 13 einen groben Eindruck der erreichbaren Verbesserung. Eine Referenzmessung wird mit einem Philips SAA7113H durchgeführt, der auf einer originalen Philips-Auswertungsplatine montiert ist. 13a zeigt die Phasensprungantwort eines synthetisch erzeugten VCR-Suchmodus und die Rauschantwort (SNR = 12 dB). Die typische Instabilität zwischen zwei Phasensprüngen, die hier als Offset zwischen zwei Halbbildern als Kammstruktur zu sehen ist, ist deutlich zu erkennen. Die Kammstruktur ist in 13a durch Ellipsen markiert.

13b zeigt die Antwort des vorgeschlagenen Algorithmus unter Verwendung eines symmetrischen FIR-Filters. Die Phasensprungantwort ist auf 50% reduziert. Nach dem Phasensprung erhält man eine sehr gute Stabilität, und keine Kammstruktur ist zu sehen, die auf Phasendifferenzen in verschiedenen Bildern zurückzuführen ist. Zusätzlich ist außerdem die Rauschunterdrückung viel besser.


Anspruch[de]
Verfahren zum Korrigieren von Zeilensynchronisationsinformationen eines analogen Videozeilensignals durch:

(a) Analysieren des ganzen oder eines relevanten Teils des analogen Videozeilensignals, das die Zeilensynchronisationsimpulse umfaßt, um Zeitpunkte (ti) zu bestimmen, die die zeitliche Position des in dem analogen Videozeilensignal enthaltenen Zeilensynchronisationsimpulses definieren,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

(b) Speichern einer vorbestimmten Anzahl (m) von Videozeilen in einer Zeilenverzögerung und

(c) Berechnen eines Zeitpunkts (Tm) für eine Videozeile, die der gegenwärtig empfangenen Videozeile vorausgeht, um die zeitliche Position der Synchronisationsinformationen der Videozeile zu markieren, wobei die mit dem berechneten Zeitpunkt (Tm) assoziierte Videozeile der gegenwärtig empfangenen Videozeile um die vorbestimmte Anzahl (m) von Videozeilen in der Zeilenverzögerung vorausgeht, und wobei der Zeitpunkt (Tm) eine Funktion der Zeilensynchronisationsimpulspositionen (ti) von Videozeilen einschließlich der gegenwärtig empfangenen, mindestens einer vorausgehenden und mindestens einer nachfolgenden Videozeile ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

(d) Falten des ganzen oder des relevanten Teils des analogen Videozeilensignals mit einer Musterfunktion, um eine Ergebnisfunktion (&phgr;sv (k)) der Faltungsoperation zu erzeugen, und

(e) Analysieren der Ergebnisfunktion (&phgr;sv (k)) der Faltungsoperation von Schritt (d) zum Bestimmen von Zeitpunkten (ti), die die zeitliche Position des Zeilensynchronisationsimpulses definieren.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Verwenden eines idealisierten Zeilensychronisationsimpulses als der Musterfuktion. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Berechnen des Zeitpunkts (Tm) für eine gegenwärtig angezeigte Videozeile durch Interpolation der Zeitpunkte, die für Videozeilen bestimmt wurden, die der gegenwärtig angezeigten Videozeile vorausgehen und auf diese folgen. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Berechnen des Zeitpunkts (Tm) für eine gegenwärtig angezeigte Videozeile durch lineare Interpolation der Zeitpunkte, die für Videozeilen bestimmt wurden, die der gegenwärtig angezeigten Videozeile vorausgehen und auf diese folgen. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Filtern der Zeitpunkte (ti) durch einen FIR-Filter mit einer Menge vorbestimmter Filterkonstanten (cn,l). Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Speichern der definierten Zeitpunkte (ti) in assoziierten Verzögerungselementen, wobei die Zeitpunkte die Zeitkonstante des Verzögerungselements darstellen und wobei die Verzögerungselemente in den FIR-Filter (24) integriert sind. Vorrichtung zum Erzeugen eines Zeilensynchronisationsimpulses aus einem analogen Videozeilensignal, umfassend Mittel (21) zum Analysieren des ganzen oder eines relevanten Teils des analogen Videozeilensignals, das die Zeilensynchronisationsimpulse (Hsync) umfaßt, um Zeitpunkte (ti) zu bestimmen, die die zeitliche Position des in dem Videozeilensignal enthaltenden Zeilensynchronisationsimpulses definiert,

gekennzeichnet durch

eine Zeilenverzögerung (4a, 4b) zum Speichern einer vorbestimmten Anzahl (m) von Videozeilensignalen und durch

Mittel zum Berechnen (24) eines Zeitpunkts (Tm) für eine Videozeile, die der gegenwärtig empfangenen Videozeile vorausgeht, um die zeitliche Position der Synchronisationsinformationen der Videozeile zu markieren, wobei die mit dem berechneten Zeitpunkt Tm assoziierte Videozeile der gegenwärtig empfangenen Videozeile um die vorbestimmte Anzahl (m) von Videozeilen in der Zeilenverzögerung vorausgeht, und wobei der Zeitpunkt (Tm) eine Funktion der Zeilensynchronisationsimpulspositionen (ti) von Videozeilen einschließlich der gegenwärtig empfangenen, mindestens einer vorausgehenden und mindestens einer nachfolgenden Videozeile ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Mittel (23) zum Falten des ganzen oder des relevanten Teils des analogen Videozeilensignals mit einer Musterfunktion. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen FIR-Filter (24) mit einer Menge vorbestimmter Filterkonstanten (cn,l). Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Synchronisationsimpulsdetektor (23) zum Messen der Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Synchronisationsimpulsen. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisationsimpulsdetektor (23) zwei Zähler (36a, 36b) umfaßt, die abwechselnd zurückgesetzt werden. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisationsimpulsdetektor (23) einen Vergleicher (41) von dem ein erster Eingang selektiv mit einem der Zähler verbunden werden kann und von dem der zweite Eingang mit einem von dem FIR-Filter (24) erzeugten vorhergesagten Zeitsteuerwert beliefert wird. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisationsimpulsdetektor (23) die gemessene Zeitdifferenz von zwei aufeinanderfolgenden Taktzyklen in Form einer ganzen Zahl (HI) und einem Bruchteil (&phgr;I) von Zyklen eines Systemtaktes liefert.






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