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Dokumentenidentifikation DE69637168T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000782331
Titel Klemmschaltung für mehrere Videoeingänge
Anmelder Thomson Consumer Electronics, Inc., Indianapolis, Ind., US
Erfinder Rumreich, Mark Francis, Indianapolis, IN, US
Vertreter Roßmanith, M., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 30457 Hannover
DE-Aktenzeichen 69637168
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, PT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.12.1996
EP-Aktenzeichen 961196821
EP-Offenlegungsdatum 02.07.1997
EP date of grant 18.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H04N 5/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04N 5/45(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Videoverarbeitungssysteme und insbesondere Klemmschaltungen für Videosignale zur Verwendung in Videoverarbeitungssystemen.

Bildinformationen, die durch ein zusammengesetztes Fernsehsignal dargestellt werden, sind durch eine Leuchtdichtekomponente und zusätzlich durch eine Farbwertkomponente definiert, falls es sich um ein Farbvideosignal handelt. Ein Helligkeitsreferenzpegel ist in einem Schwarzpegel der Leuchtdichtekomponente enthalten und alle Schwankungen in diesem Gleichstrompegel führen zu unerwünschten Veränderungen der Helligkeit des Bildes.

Bei einem Verarbeitungssystem von Videosignalen, das mehrere Videoeingangssignale aufweist, führt der Wechsel des ausgewählten Videoeingangssignals zu unerwünschten Veränderungen der Helligkeit des Bildes (z.B. Aufleuchten des Bildes), wenn der Schwarzpegel des alten und neuen Eingangssignals verschieden ist. Darüber hinaus ist es bei einem Verarbeitungssystem von Videosignalen, wie beispielsweise einem Fernsehsystem, das die Fähigkeit aufweist, ein sekundäres oder zusätzliches Bild als auch ein Hauptbild anzuzeigen, wie beispielsweise bei einem System für Bildschirmfenstereinblendung (PIP), wünschenswert, dass die Helligkeitspegel des Haupt- und sekundären Bildes ungefähr dieselben sind. Videoverarbeitungssysteme, die in der Lage sind, ein Haupt- und ein sekundäres Bild anzuzeigen, können die individuelle Auswahl einer Anzahl von verschiedenen Videoeingangssignalen für die Anzeige von entweder dem Haupt- oder dem sekundären Bild ermöglichen, wodurch das Abstimmen der Bildhelligkeit sogar noch schwieriger wird.

Um Unterschiede des Schwarzpegels bei einem System mit mehreren Eingängen zu verhindern, ist es bekannt, einen Referenzpegel, wie beispielsweise die Schwarzpegel oder Spitzen der Synchronisierimpulse („Sync. Spitzen") der Synchronisierintervalle von allen Videoeingangssignalen auf einen gemeinsamen Referenzpegel zu klemmen.

Signalverarbeitungsfehler können sogar vorkommen, obwohl die Videoeingangssignale alle auf ein gemeinsames Referenzsignal geklemmt sind. Wenn zum Beispiel ein Trennstufenelement eines Synchronisiersignals verwendet wird, das eine Pegelvergleichseinrichtung einschließt („Sync. Doppelbegrenzer"), um die Synchronisierkomponenten zu extrahieren, führen Verschiebungen in dem Signalverarbeitungskanal zwischen dem Eingangsauswahlschalter und dem Sync. Trennstufenelement Fehler ein. Solche Fehler kommen vor, ungeachtet dessen, ob der Signalverarbeitungskanal analog oder digital ist.

Eine Rückmeldung von dem Ausgang des Signalverarbeitungskanals an die Klemmschaltung kann verwendet werden, um Klemmfehler zu reduzieren. Eine analoge Rückmeldungsklemme ist in US-Patentschrift Nr. 4,197,557 (Tuma et al.) beschrieben. Eine digitale Rückmeldungsklemmschaltung vom Stand der Technik ist in 2 gezeigt. Diese digitale Rückmeldungsklemme klemmt den Gleichstrompegel eines A/D-Wandlerausgangs auf einen Pegel, der durch eine digitale Vergleichseinrichtung festgelegt wird.

EP 0 535 742 beschreibt eine Schaltung zum periodischen Schließen einer Steuerungsschleife, welche Transkonduktanzverstärker enthält, wodurch ein kondensatorgekoppeltes Eingangssignal periodisch geklemmt wird. Zwei Referenzsignale werden den beiden Tranzkonduktanzverstärkern geliefert, welche als zweites Eingangssignal jeweils das Signal und eine bandpassgefilterte Repräsentation des Signals empfangen.

Leider funktionieren solche bekannten Klemmanordnungen mit Rückmeldung nur mit einem einzelnen Videoeingangssignal. Dementsprechend werden bei einem Verarbeitungssystem von mehreren Videoeingangssignalen die nicht ausgewählten Videoeingangssignale nicht auf denselben Gleichstrompegel wie das ausgewählte Videoeingangssignal geklemmt. Als solche ist diese Schaltungsanordnung für die unerwünschten Veränderungen der Helligkeit des Bildes während der erneuten Auswahl des Eingangs und während gleichzeitiger Anzeige von Haupt- und PIP-Bild anfällig, wie vorstehend beschrieben.

Diese Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung für Videosignale, die einen ersten Betriebsmodus zum Klemmen eines Eingangssignals auf einen ersten Referenzpegel aufweist, einen zweiten Betriebsmodus zum Klemmen eines Signals, das von dem Eingangssignal abgeleitet wird, auf ein zweites Referenzsignal, und Mittel zum Auswählen des Betriebsmodus.

Veranschaulichend ermöglicht die Erfindung, dass ein Verarbeitungssystem von Videosignalen, das mehrere Videoeingänge und einen Videoverarbeitungskanal aufweist, ein Videoeingangssignal unter Verwendung eines vorbestimmten Gleichstrom-Referenzpegels oder eines Gleichstrom-Referenzpegels, der von dem Ausgangssignal des Signalverarbeitungskanals abgeleitet wird, wahlweise zu klemmen. Demzufolge kann ein ausgewähltes Videosignal auf den Gleichstrom-Referenzpegel geklemmt werden, der von dem Ausgang des Signalverarbeitungskanals abgeleitet wird, und ein nicht ausgewähltes Signal kann auf den vorbestimmten Gleichstrom-Referenzpegel geklemmt werden. Veränderungen der Helligkeit werden reduziert, weil die ausgewählten und nicht ausgewählten Videoeingangssignale beide auf Gleichstrom-Referenzpegel geklemmt werden.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei:

1 ein Fernsehsystem mit mehreren Videoeingängen zeigt, das die gemäß der Erfindung ausgeführte Signalklemmeinrichtung umfasst;

2 eine Signalklemmeinrichtung vom Stand der Technik zeigt, welche als Teil einer Ausführungsform der Erfindung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung verwendet wird;

3 ein Fernsehsystem mit mehreren Videoeingängen zeigt, das die gemäß der Erfindung ausgeführte Signalklemmeinrichtung umfasst; und

4 eine A/D-Wandlerschaltung zeigt, die zur Verwendung mit den Fernsehsystemen von 1 und 3 geeignet ist.

Gleiche Bezugsbezeichnungen in den unterschiedlichen Figuren beziehen sich auf dieselben oder ähnliche Elemente.

Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Verarbeitungssystem von Videosignalen, veranschaulicht als Fernsehsystem, N Videoeingänge, obwohl nur zwei, 101 und 201, der N Eingänge gezeigt sind. Ein erstes CV1 und zweites CV2 zusammengesetztes Videoeingangssignal sind durch jeweilige Kondensatoren C1 und C2 mit einem Schalter 300 und mit einem Schalter 400 gekoppelt. Die Kondensatoren C1 und C2 enthalten jeweilige Ausgangknoten 102 und 202. Die Kondensator-Ausgangsknoten 102 und 202 sind mit jeweiligen Klemmschaltungen zum Steuern der Gleichstrompegel der Signale gekoppelt, die an den jeweiligen Kondensator-Ausgangsknoten vorhanden sind. Die Elemente 100 und 200 umfassen Abschnitte von Klemmschaltungen für CV1 und CV2.

Ein Abschnitt der Klemmschaltungsanordnung, der zum Steuern des Gleichstrompegels für das CV2 Eingangssignal verwendet wird, ist als 200 in 1 gezeigt.

Das Fernsehsystem von 1 enthält einen Verarbeitungskanal eines Hauptbildes und einen Verarbeitungskanal einer Bildschirmfenstereinblendung (PIP). Wenn ein Videoeingangssignal für die PIP-Verarbeitung ausgewählt ist, wird das ausgewählte Videosignal durch die Klemmanordnung auf einen Gleichstrom-Referenzpegel geklemmt, der von dem ausgewählten Eingangssignal abgeleitet wird, nachdem es durch den PIP-Verarbeitungskanal dergestalt verarbeitet worden ist, dass Verschiebungen, die auf die Verarbeitung zurückzuführen sind, reduziert werden. Allerdings, selbst wenn ein Videoeingangssignal nicht für das Verarbeiten durch den PIP-Verarbeitungskanal ausgewählt wird, wird der Gleichstrompegel des nicht ausgewählten Videosignals dergestalt auf einen Gleichstrom-Referenzpegel geklemmt, dass die anschließende Auswahl des Videosignals nicht zu unerwünschten Veränderungen der Bildhelligkeit führt.

Der Hauptverarbeitungskanal enthält einen Schalter 400, der auf eine Steuereinheit 350 anspricht, um wahlweise einen einzigen der N Videoeingangssignale mit einem Analog-/Digitalwandler 410 zu koppeln. Der A/D-Wandler 410 wandelt das ausgewählte Videoeingangssignal in einen 8-Bit Datenstrom um, welcher einem Kammfilter 420 zum Verarbeiten in getrennte digitale Datenströme für die Leuchtdichte DYM und den Farbwert DCM präsentiert wird. Die digitalen Datenströme für die Leuchtdichte DYM und den Farbwert DCM werden durch jeweilige Digital-/Analogwandler 430 und 440 in jeweilige analoge Signale für die Leuchtdichte AYM und den Farbwert ACM umgewandelt. Die analogen Hauptsignale für die Leuchtdichte AYM und den Farbwert ACM werden dann mit einem ersten Paar von Eingangsanschlüssen eines Schalters 500 gekoppelt.

Der PIP-Verarbeitungskanal enthält einen Schalter 300, der auf eine Steuereinheit 350 anspricht, um wahlweise ein einziges der N Videoeingangssignale mit einem Analog-/Digitalwandler 310 zu koppeln. Der A/D-Wandler 310 wandelt das Videoeingangssignal in einen 8-Bit Datenstrom um, welcher einer digitalen Signalverarbeitungseinheit (DSP) 320 und einer digitalen Vergleichseinrichtung 360 präsentiert wird. Die DSP 320 spricht auf die Steuereinheit 350 an, um den digitalen Videodatenstrom zu verarbeiten, um einen digitalen Datenstrom für die Leuchtdichte DYP und einen digitalen Datenstrom für den Farbwert DCP zu produzieren, die für das sekundäre oder kleine Bild repräsentativ sind. Die DSP 320 reduziert die Größe des Bildes, das durch die Videosignale für die sekundäre Leuchtdichte und den sekundären Farbwert dargestellt wird, indem Pixel und Zeilen dieser Komponenten gelöscht werden. Die digitalen Datenströme für die Leuchtdichte DYP und den Farbwert DCP werden durch jeweilige Digital-/Analogwandler 330 und 340 in jeweilige analoge Signale für die Leuchtdichte AYP und den Farbwert ACP umgewandelt. Die analogen PIP-Signale für die Leuchtdichte AYP und den Farbwert ACP werden dann mit einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen von Schalter 500 gekoppelt.

Der Schalter 500, der auf die Steuereinheit 350 anspricht, die in einem „Hauptmodus" arbeitet, koppelt nur die analogen Hauptsignale für die Leuchtdichte AYM und den Farbwert ACM mit einem Leuchtdichte- und Farbwert-Prozessor 600. Das Leuchtdichtesignal wird verarbeitet, um die Kontrast-, Schärfen- und Helligkeitseigenschaften des Bildes zu steuern. Das Farbwertsignal wird demoduliert, um rote R-Y, grüne G-Y und blaue B-Y Farbdifferenzsignale zu produzieren, und wird verarbeitet, um die Sättigungs- und Farbtoneigenschaften des Bildes zu steuern. Das verarbeitete Leuchtdichtesignal Y und die Farbdifferenzsignale R-Y, G-Y, B-Y werden mit einem Ausgangsverstärker und einer Matrix oder „Treiber" 700 gekoppelt, welche einer Anzeigevorrichtung 800 rote R, grüne G und blaue B Signale mit hohem Pegel liefert.

Der Schalter 500, der auf die Steuereinheit 350 anspricht, welche in einem „PIP-Modus" arbeitet, koppelt darüber hinaus während eines vorbestimmten Anteils des Hauptbildes die analogen PIP-Signale für die Leuchtdichte AYP und den Farbwert ACP mit dem Leuchtdichte- und Farbwertprozessor 600, sodass das durch den PIP-Verarbeitungskanal verarbeitete Videosignal durch die Anzeigevorrichtung 800 als ein kleines Bild innerhalb des größeren Hauptbildes angezeigt wird.

Die Klemme 100 empfängt ein Referenzsignal KLEMM_REF1, ein Schaltsteuerungssignal ADC_FB und ein Auswahlsignal VERWENDE_ADC_FB1. Auf ähnliche Weise empfängt die Klemme 200 ein Referenzsignal KLEMM_REF2, ein Schaltsteuerungssignal, welches dasselbe wie ADC_FB ist, und ein Auswahlsignal VERWENDE_ADC_FB2. Die verbleibende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf die Klemme 100, weil die Klemmen 100 und 200 ähnlich sind.

Die jeweiligen Referenzsignale KLEMM_REF1 und KLEMM_REF2 bestehen aus Gleichstrom-Spannungspegeln. Diese Spannungspegel können aus verschiedenen Spannungsquellen oder einer gemeinsamen Spannungsquelle stammen. Der Zweck der jeweiligen Referenzsignale KLEMM_REF1 und KLEMM_REF2 besteht daraus, die Klemmpegel für jeweilige Videosignale festzulegen, die nicht zum Verarbeiten durch den PIP-Videoverarbeitungskanal ausgewählt werden.

Das Schaltsteuerungssignal ADC_FB wird in der beispielhaften Ausführungsform durch den PIP-Videoverarbeitungskanal produziert. Dieses Schaltsteuerungssignal wird abgeleitet, z.B. durch Vergleichen des Ausgangs eines A/D-Wandlers 310 mit einem digitalen Wort, das einen Gleichstrom-Signalreferenzpegel darstellt, der z.B. dem Sync-Spitzenpegel entspricht. Der Zweck des Schaltsteuerungssignals ADC_FB besteht daraus, den Klemmpegel für ein Videosignal festzulegen, das zum Verarbeiten durch den PIP-Videoverarbeitungskanal ausgewählt ist.

Das Auswahlsignal VERWENDE_ADC_FB wird durch die Steuereinheit 350 produziert. Der Aufbau von Steuereinheit 350 ist für die Erfindung nicht ausschlaggebend, sie kann einen Mikroprozessor oder eine Mikrosteuerschaltung, ein Zustandsgerät, eine logische Verknüpfungsschaltung oder eine analoge Steuerschaltung umfassen. Die Steuereinheit 350 kann auch eine Benutzereingabe, z.B. Eingabe(n) einer Fernbedienung einbeziehen.

Die Klemmen 100 und 200 weisen zwei Betriebsmodi auf; ein erster (nicht ausgewählter) Modus wird verwendet, um Eingänge zu klemmen, welche nicht zum Verarbeiten durch den PIP-Videoverarbeitungskanal ausgewählt sind, und eine zweiter (ausgewählter) Modus wird verwendet, um Eingänge zu klemmen, welche zur Verarbeitung von PIP ausgewählt sind. Der nicht ausgewählte Modus und der ausgewählte Modus werden jeweils durch einen logischen niedrigen Pegel und einen logischen hohen Pegel des Referenzauswahlsignals VERWENDE_ADC_FB festgelegt.

Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Klemmschaltung 100 aus einer Sync-Spitzenklemme. Die Sync-Spitzenklemme 100 enthält einen Kopplungskondensator C1, eine Vergleichseinrichtung 120, einen Schalter 140, einen Schalter 150, die Stromquellen 160 und 170. Die Sync-Spitzenklemme 100 kann auch ein optionales Tiefpassfilter (nicht gezeigt) enthalten, dessen Zweck beschrieben wird, nachdem der Grundbetrieb der Sync-Spitzenklemme 100 beschrieben ist.

Das zu klemmende Videosignal wird an den Eingangsanschluss 101 eines Kopplungskondensators C1 angelegt. In dem Anschauungsbeispiel sind die horizontalen Synchronisierimpulse negativ werdende Impulse und die positiv werdenden Auslenkungen eines aktiven Videos stellen weiße Bereiche der Bilder dar. Das mit Gleichstrom gespeicherte oder geklemmte Videoausgangssignal wird an dem Ausgangsanschluss 102 des Kondensators C1 bereitgestellt.

Das Videosignal an dem Ausgangsanschluss 102 von Kondensator C1 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss von Vergleichseinrichtung 120 gekoppelt.

Ein Referenzpotenzial KLEMM_REF1 wird an einen nicht invertierenden Eingangsanschluss von Vergleichseinrichtung 120 angelegt. Die Vergleichseinrichtung 120 erzeugt ein Ausgangssignal mit zwei Pegeln, welches verhältnismäßig positiv ist, wenn die Amplitude des Videosignals weniger als KLEMM_REF1 beträgt, und verhältnismäßig negativ, wenn die Amplitude des Videosignals mehr als KLEMM_REF1 beträgt.

In dem nicht ausgewählten Modus (VERWENDE_ADC_FB=0), ist der Ausgang mit zwei Pegeln von Vergleichseinrichtung 120 über einen Schalter 140 mit einem Schalter 150 gekoppelt. Als Reaktion auf einen verhältnismäßig positiven Pegelausgang von Vergleichseinrichtung 120 schließt der Schalter 150. Wenn der Schalter 150 schließt, ist ein Konstantstrom von Stromquelle 160 mit dem Anschluss 102 von Kondensator C1 gekoppelt. Der Strom beginnt den Kondensator C1 dergestalt aufzuladen, dass der Gleichstrom-Spannungspegel des Signals an dem Anschluss 102 ansteigt. Sowie der Gleichstrompegel des Signals an dem Anschluss 102 ansteigt, steigt auch der Gleichstrompegel des Videosignals, das an dem invertierenden Eingang von Vergleichseinrichtung 120 anliegt. Wenn das Videosignal an dem invertierenden Eingang der Vergleichseinrichtung 120 das Signal KLEMM_REF an dem nicht invertierenden Eingang von Vergleichseinrichtung 120 übersteigt, wird das Ausgangssignal mit zwei Pegeln, das durch die Vergleichseinrichtung 120 erzeugt wird, verhältnismäßig negativ. Dieser verhältnismäßig negative Pegel verursacht, dass der Schalter 150 öffnet, wodurch die Stromquelle 160 von dem Anschluss 102 entkoppelt wird. Zu diesem Zeitpunkt fängt die Stromquelle 170 an, den Kondensator C1 zu entladen, sodass der Gleichstrompegel des Videosignals an dem Anschluss 102 abfällt. Die Stromquelle 170 ist mit dem Anschluss 102 gekoppelt und senkt den Strom (z.B. 1 mA) von dem Kondensator C1, der dazu neigt, die Anschlussklemme 102 auf ein verhältnismäßig negatives Potenzial zu führen. Die Stromquelle 170 stellt sicher, dass das System nicht auf einem fehlerhaften verhältnismäßig positiven Gleichstromwert sperrt. Die erste Steuerungsschleife arbeitet, um den Gleichstrompegel des Signals an dem Anschluss 102 auf den Gleichstrompegel der Referenzspannung KLEMM_REF1 zu klemmen.

In dem ausgewählten Modus (VERWENDE_ADC_FB=1), koppelt der Schalter 140 das Klemmsteuerungssignal ADC_FB mit dem Schalter 150. Während des Betriebs der zweiten Steuerungsschleife, wird das Schaltsteuerungssignal ADC_FB verwendet, um den Schalter 150 direkt zu steuern und die Vergleichseinrichtung 120 wird umgangen. Das Klemmsteuerungssignal ADC_FB wird durch Vergleichen des Ausgangs von A/D-Wandler 310 mit einem digitalen Wort abgeleitet, das einen -40 IRE Referenzpegel repräsentiert. ADC_FB ist auch ein Signal mit zwei Pegeln, welches anzeigt, ob der Ausgangspegel von A/D-Wandler 310 den -40 IRE Klemmpegel übersteigt oder nicht.

Angenommen, dass das augenblicklich an die Vergleichseinrichtung 360 angelegte Videosignal die Amplitudenpegel enthält, die unter -40 IRE (den „schwärzer als schwarz" Pegel der Spitze eines Synchronisierimpulses repräsentierend) liegen, dann wird der Ausgang mit zwei Pegeln ADC_FB von Vergleichseinrichtung 360 verhältnismäßig positiv sein. Als solcher schließt der Schalter 150 und ein Konstantstrom (z.B. 25 uA) von Stromquelle 160 fängt an, den Kondensator C1 dergestalt zu laden, dass der Gleichstrom-Spannungspegel des Signals an dem Anschluss 102 ansteigt. Sowie der Gleichstrompegel des Videosignals an dem Anschluss 102 ansteigt, steigt auch das Videosignal an, das an den A/D-Wandler 310 angelegt ist, und der A/D-Wandler 310 lässt als Reaktion den Gleichstrompegel des digitalen Videoausgangssignals ansteigen. Wenn der augenblickliche Pegel des Videosignals, das an die Vergleichseinrichtung 360 angelegt ist, nicht unter -40 IRE fällt, wird der Ausgang mit zwei Pegeln ADC_FB von Vergleichseinrichtung 360 verhältnismäßig negativ. Dieses verhältnismäßig negative Signal verursacht, dass der Schalter 150 öffnet, wodurch die Stromquelle 160 von dem Anschluss 102 entkoppelt wird. Zu diesem Zeitpunkt fängt die Stromquelle 170 an, den Kondensator C1 zu entladen, sodass der Gleichstrompegel des Signals an dem Anschluss 102 und demzufolge der Gleichstrompegel des Videosignals abfällt. Diese zweite Steuerungsschleife arbeitet, um den minimalen Amplitudenpegel des Videosignals auf den -40 IRE Pegel zu klemmen.

Das Videosignal von dem Ausgangsanschluss 102 von Kondensator C1 kann mit der Vergleichseinrichtung 120 über ein optionales Tiefpassfilter (LPF) gekoppelt werden. Das LPF wird verwendet, wenn das Videoeingangssignal aus einem zusammengesetzten Videosignal besteht, das sowohl Leuchtdichte- als auch Farbwertkomponenten enthält. Wenn das LPF verwendet wird, kann es z.B. einen Reihenwiderstand und einen Parallelkondensator umfassen. Der 3 dB Frequenzdämpfungspunkt des LPF sollte so ausgewählt werden, dass horizontale Synchronisierimpulse durchgehen, während Rauschen und die höheren Frequenzkomponenten des aktiven Videosignals einschließlich Impulsbündel gedämpft werden. Darüber hinaus sollte der Reihenwiderstand in dem LPF groß genug sein, um das Laden des Anschlusses 102 auszuschließen.

Unter Bezugnahme auf 4 ist eine A/D-Wandlerschaltung 310 zusammen mit einer Vergleichseinrichtung 360 veranschaulicht. Ein analoges Videosignal A_GEKLEMMT, das von einer Klemmschaltung (z.B. die Klemme 100 über den Schalter 300) empfangen wird, ist mit einem A/D-Wandler 310A gekoppelt. Der A/D-Wandler 310A wandelt das analoge Videosignal A_GEKLEMMT in ein digitales Videosignal D_GEKLEMMT um, das eine Reihe von digitalen Worten umfasst, die jeweiligen Abtastungen des analogen Videosignals A_GEKLEMMT bei der Abtastrate entsprechen, die durch die Frequenz eines Taktsignals TAKT festgelegt wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform wird ein 8-Bit A/D-Wandler verwendet. Das digitale Signal D_GEKLEMMT wird mit einem digitalen Signalprozessor 320 (in 1 gezeigt) gekoppelt.

Das Klemmsteuerungssignal ADC_FB wird durch Koppeln des digitalen Videosignals D_GEKLEMMT mit der Vergleichseinrichtung 360 abgeleitet. Ein Farbwertkerbfilter 310B kann zwischen den A/D-Wandler 310A und die Vergleichseinrichtung 360 aus nachstehend diskutierten Gründen eingefügt werden. Das Farbwertkerbfilter 310B kann verwendet werden, um Farbwertkomponenten zu entfernen, wenn das digitale Videosignal D_GEKLEMMT sowohl Leuchtdichte- als auch Farbwertkomponenten enthält. Die Vergleichseinrichtung 410C vergleicht das digitale Videosignal D_GEKLEMMT mit einem Signal, das für den -40 IRE Pegel repräsentativ ist, wie zuvor beschrieben. Die Fachleute erkennen, dass das vorstehend beschriebene optionale Kerbfilter für Farbwerte 310B und die Vergleichseinrichtung 360 durch zahlreiche Schaltungen, z.B. diskrete Logik, Zustandsgeräte, digitale Signalprozessoren (DSPs), usw. implementiert werden können.

Die A/D-Wandlerschaltung 310 schließt ein Widerstandsleiternetzwerk 310G ein, das eine Anzahl von in Serie geschalteten Widerständen umfasst, obwohl die einzigen gezeigten Widerstände, die oberen (V+ angeschlossen), die unteren (an Masse angeschlossen), R1, R8, R24 und R256 Widerstände sind. Der obere und untere Umwandlungsbereich des A/D-Wandlers 310A wird durch die Spannungsreferenzabzweige an den oberen und unteren Widerständen eingestellt. Die verbleibenden Widerstände bestimmen die diskreten Referenzspannungsschritte, die durch den A/D-Wandler 310A verwendet werden, um das analoge Videosignal A_GEKLEMMT in das digitale Videosignal D_GEKLEMMT umzuwandeln.

Das Signal KLEMM_REF wird von dem Spannungspegel an dem Leiterwiderstand R8 über einen Pufferverstärker 310D abgeleitet. Diese Spannung entspricht dem geeigneten Referenzpegel für die Sync-Spitze des Videosignals A_GEKLEMMT. Das Signal KLEMM_REF kann jeder der Klemmschaltungen bereitgestellt werden, um die Referenzsignale KLEMM_REF1, KLEMM_REF2 ... KLEMM_REFN zu ersetzen. Durch die Verwendung von KLEMM_REF als dem Referenzpegel des nicht ausgewählten Modus, werden die nicht ausgewählten Videoeingangssignale CV1 und CV2 bis CVN auf einen Helligkeitspegel geklemmt, der den Betriebsbereich von A/D-Wandler 310A direkt betrifft. Als solches werden, wenn ein nicht ausgewählter Videoeingang zur Videoverarbeitung ausgewählt wird, wenige unerwünschte Veränderungen der Helligkeit (wenn überhaupt welche) des Bildes vorhanden sein.

Wenn ein Videoeingangssignal nicht zum Verarbeiten ausgewählt wird, klemmt die erfindungsgemäße Klemmanordnung das nicht ausgewählte Videosignal auf einen Gleichstrom-Spannungspegel. Wenn der nicht ausgewählte Videoeingang anschließend zum Verarbeiten ausgewählt wird, ist die erfindungsgemäße Klemmanordnung in der Lage, von dem nicht ausgewählten zu dem ausgewählten Modus umzuschalten, während das geklemmte Videosignal innerhalb der Gleichstrompegelgrenzen des PIP-Verarbeitungskanals gehalten wird. Die Übergangsreaktion ist recht schnell, weil das nicht ausgewählte Videosignal zuvor auf einen Gleichstrompegel geklemmt war, der in der Nähe des Pegels liegt, der für das ausgewählte Videosignal erforderlich ist. Wie zuvor diskutiert, kann diese Annäherung durch Verwenden eines inaktiven Modus mit einem Klemmpegel verbessert werden, der von dem Leiternetzwerk des A/D-Wandlers in dem ausgewählten Kanal abgeleitet wird.

Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Verarbeitungssystem von Videosignalen gezeigt, das dem System von 1 ähnlich ist. Das Fernsehsystem von 3 enthält N Videoeingänge, obwohl nur drei, 101, 201 und 301, der N Eingänge gezeigt sind. Das erste zusammengesetzte Videoeingangssignal CV1 ist durch KLEMMT geklemmt, welche den Kondensator C1 und (nicht gezeigt) die Vergleichseinrichtung 120, den Schalter 140, den Schalter 150 und die Stromquellen 160 und 170 enthält. Das zweite zusammengesetzte Videoeingangssignal CV2 ist durch KLEMM2 geklemmt, welche den Kondensator C2 enthält. Das dritte zusammengesetzte Videoeingangssignal CV3 ist durch KLEMM3 geklemmt, welche den Kondensator C3 enthält. Im Gegensatz zu dem Verarbeitungssystem von Videosignalen von 1 stellt das System von 3 eine schalterwählbare Rückmeldung zu den Klemmschaltungen von entweder der Haupt-A/D-Wandlerschaltung 410 oder der PIP-A/D-Wandlerschaltung 310 bereit.

Die Ausgangssignale der beiden A/D-Wandlerschaltungen 310 und 410 sind mit einer Rückmeldungsschalter- und einer Vergleichsschaltung 900 gekoppelt, welche auf die Steuereinheit 350 anspricht. Die Rückmeldeschalter- und die Vergleichsschaltung 900 enthält eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Ausgangs des Haupt-A/D-Wandlers mit einem digitalen Wort, das -40 IRE repräsentiert, und eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Ausgangs des PIP-A/D-Wandlers mit einem digitalen Wort, das -40 IRE repräsentiert. Jede der Vergleichsschaltungen arbeitet in der zuvor beschriebenen Weise in Bezug auf die Vergleichseinrichtung 360 und jede Vergleichseinrichtung produziert ein jeweiliges Ausgangssignal. Die Rückmeldeschalter- und die Vergleichsschaltung 900 enthält auch ein Schaltnetzwerk, welches steuerbar den Ausgang von jeder Vergleichseinrichtung mit einer der drei Klemmschaltungen KLEMM1 bis KLEMM3 als Klemmschalter-Steuerungssignale ADC_FB1, ADC_FB2 beziehungsweise ADC_FB3 koppelt. Darüber hinaus stellt das Rückmeldeschalter- und das Vergleichsnetzwerk 900 die drei jeweiligen Klemmauswahlsignale VERWENDE_ADC_FB1, VERWENDE_ADC_FB2 und VERWENDE_ADC_FB3 als Antwort auf Steuereinheit 350 bereit.

Das Verarbeitungssystem von Videosignalen von 3 ermöglicht das Klemmen des Haupt- und PIP-Videoeingangssignals auf Pegel, die durch die jeweiligen Haupt- und PIP-Analog-/Digital-Wandlerschaltungen festgelegt werden.

Die Erfindung ist hinsichtlich herkömmlicher Videosignale beschrieben worden, die horizontale Synchronisierkomponenten enthalten, allerdings sollte ersichtlich sein, dass sie auf irgendwelche Signale angewendet werden kann, die z.B. gepulste Intervalle aufweisen, deren Amplitude eine gewisse Beziehung zu dem Gleichstrom-Referenzpegel des Signals hat.

Für die Fachleute ist offensichtlich, dass, obwohl die Erfindung in Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben worden ist, Modifizierungen und Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel, obwohl die Erfindung in Bezug auf bestimmte Typen von Videosignalen, wie beispielsweise zusammengesetzte Videosignale, beschrieben worden ist, ist sie auch anwendbar, wenn andere Typen von Videosignalen, wie beispielsweise Teilvideosignale verarbeitet werden. Darüber hinaus, obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben ist, in welcher ein digitaler Verarbeitungskanal verwendet wird, ist sie auch anwendbar, wenn ein analoger Signalverarbeitungskanal verwendet wird. Deswegen ist verständlich, dass die beigefügten Ansprüche alle Modifizierungen abdecken sollen, welche der vorhergehenden Beschreibung und den Beispielen natürlich entspringen.


Anspruch[de]
Videosignal-Verarbeitungseinrichtung, gekennzeichnet durch:

– analoge Vergleichsmittel (120, 220) zum Vergleichen eines ersten Signals mit einem ersten Referenzpegel;

– digitale Vergleichsmittel (360) zum Vergleichen eines zweiten Signals mit einem zweiten Referenzpegel, wobei das zweite Signal von dem ersten Signal abgeleitet wird;

– Anpassungsmittel (150, 160, 170, 250, 260, 270), die zum Anpassen des ersten Signals dergestalt auf die ersten und zweiten Vergleichsmittel ansprechen, dass während eines ersten Betriebsmodus das erste Signal auf den ersten Referenzpegel geklemmt wird, und während eines zweiten Betriebsmodus das zweite Signal auf den zweiten Referenzpegel geklemmt wird; und

– Mittel (140, 250, 350) zum Auswählen eines der ersten oder zweiten Betriebsmodi.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Signal ein analoges Signal ist und das zweite Signal ein digitales Signal ist, das von dem ersten Signal abgeleitet wird. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner Analog-/Digital-Wandlermittel (310) zum Ableiten des zweiten Signals von dem ersten Signal umfassend. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Referenzpegel den nominalen Pegel der negativsten Auslenkung des ersten Signals repräsentiert, und der zweite Referenzpegel den nominalen Pegel der negativsten Auslenkung des zweiten Signals repräsentiert. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Signal aus einem zusammengesetzten Videosignal besteht. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

– Analog-/Digital-Wandlermittel (310) zum Ableiten des zweiten Signals von dem ersten Signal;

– wobei das erste Signal aus einem zusammengesetzten Videosignal besteht;

– wobei der erste Referenzpegel den nominalen Pegel der negativsten Auslenkung des ersten Signals darstellt, und der zweite Referenzpegel den nominalen Pegel der negativsten Auslenkung des zweiten Signals darstellt; und

– wobei die Auswahlmittel (140, 240, 350) in dem ersten Betriebsmodus einen Ausgang der analogen Vergleichseinrichtung (120, 220) mit den Anpassungsmitteln (150, 160, 170, 250, 260, 270) koppeln und in dem zweiten Betriebsmodus einen Ausgang der digitalen Vergleichseinrichtung (360) mit den Anpassungsmitteln (150, 160, 170, 240, 250, 270) koppeln.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anpassungsmittel (150, 160, 170, 240, 250, 270) umfassen:

– Lademittel (160, 260) zum Erhöhen eines Gleichstrompegels des ersten Signals, die auf einen ersten Ausgangspegel der Vergleichsmittel ansprechen; und

– Entladungsmittel (170, 270) zum Senken des Gleichstrompegels des ersten Signals, die auf einen zweiten Ausgangspegel der Vergleichsmittel ansprechen.
Verfahren zum Verarbeiten von Videosignalen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

– Auswählen eines ersten oder eines zweiten Betriebsmodus;

– Bereitstellen eines analogen Vergleichs eines ersten Signals mit einem ersten Referenzpegel in dem ersten Betriebsmodus;

– Ableiten eines zweiten Signals von dem ersten Signal;

– Bereitstellen eines digitalen Vergleichs des zweiten Signals mit einem zweiten Referenzpegel in dem zweiten Betriebsmodus; und

– entsprechendes Anpassen des ersten Signals, dergestalt dass in dem ersten Betriebsmodus das erste Signal, in Abhängigkeit von dem analogen Vergleich, auf den ersten Referenzpegel geklemmt wird, und dass in dem zweiten Betriebsmodus das zweite Signal in Abhängigkeit von dem digitalen Vergleich auf den zweiten Referenzpegel geklemmt wird.






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