DE2906006A1

DE2906006A1 - Vorrichtung zum beseitigen von geistersignalen

Info

Publication number: DE2906006A1
Application number: DE19792906006
Authority: DE
Inventors: Junzo Murakami
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-02-16
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4404600A; GB2016870B; JPS628070B2; FR2417902B1; DE2906006C2; JPS54109720A; FR2417902A1; GB2016870A

Description

2 9 O B O U 6

16. H

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen, die von elektromagnetischen Wellen hervorgerufen werden j welche von Bergen oder Bauwerken reflektiert werden, bevor sie eine Empfängerantenne erreichen und diejenigen elektromagnetischen Wellen überlagern, welche die Empfängerantenne direkt von der Senderantenne erreichen.

Signale, die auf einem Fernseh-Bildschirm Geisterbilder hervorrufen, werden im allgemeinen als Geistersignale bezeichnet. Geistersignale entstehen aus elektromagnetischen Wellen, die von Bergen oder Bauwerken reflektiert werden, bevor sie eine Empfängerantenne erreichen. Signale, die von FR-Radiowellen stammen, welche von Bergen oder Gebäuden reflektiert worden sind, bevor sie eine Empfängerantenne erreichen, werden als reflektierte Wellensignale bezeichnet und beeinträchtigen die Qualität des reproduzierten Schalles oder Klanges. Selbstverständlich kann die Erfindung Anwendung finden, um sowohl diese reflektierten FM-Radiowellensignale als auch Fernseh-Geistersignale zu besei-

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tigen, jedoch soll im folgenden lediglich beschrieben werden, wie gemäß der Erfindung TV-Geistersignale beseitigt werden.

Es sind bereits die verschiedensten Vorrichtungen bekannt geworden, um Geistersignale zu beseitigen. Diese Vorrichtungen weisen jedoch komplizierte Schaltungsanordnungen auf, weil sich der Pegel und die Verzögerung der Geistersignale gegenüber dem Hauptsignal mit der Zeit oder in Abhängigkeit von den TV-Kanälen ändern. Infolgedessen sind sie so kostspielig und schwierig zu handhaben, daß sie nicht in geeigneter Weise bei normalen Haushalts-FernsehempfMngern verwendet werden können.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen einfachen Schaltungsaufbau besitzt, bei niedrigen Kosten herstellbar ist und so leicht betätigt werden kann, daß sie in geeigneter Weise bei Haushaltsfernsehempfängern Verwendung finden kann und gleichwohl in wirksamer Weise Geistersignale beseitigt.

Gemäß der Erfindung wird daher eine Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen angegeben, die mit einer Einrichtung zum Anlegen des Eingangsvideosignals an einen Filterkreis mit einem ersten Transversalfilter, der mit einem ersten Gewichtungssignal gewichtet wird, mit einer Einrichtung zur Zuführung des Ausgangssignales vom Filterkreis zu einem zweiten Transversalfilter, der mit einem vom Eingangsvideosignal abgeleiteten Signal gewichtet wird, und mit einer Einrichtung versehen ist, die aus dem Ausgangssignal vom zweiten Transversalfilter das erste Gewichtungssignal liefert.

Ferner wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen angegeben, die mit einer Einr .ltung zum Anlegen des Eingangsvideosignals an einen Filterkreis mit einem

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ersten Transversalfilter, der mit einem ersten Gewichtungssignal gewichtet wird, mit einer Einrichtung zur Zuführung des Eingangsvideosignals zu einem zweiten Transversalfilter, der mit einem vom Ausgangssignal des Filterkreises abgeleiteten Signals gewichtet wird, und mit einer Einrichtung versehen ist, die aus dem Ausgangssignal des zweiten Transversalfilters das erste Gewichtungssignal liefert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer teilweise abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. t eine Darstellung zur Erläuterung der Wellenform eines Teiles eines Videosignals;

Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder zur Erläuterung von modifizierten Teilen der Ausführungsformen nach Fig. 1 und 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Teiles einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1; und in

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Fig. 8 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Teiles einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig» 1 wird ein Videosignal von einer Eingangsklemme IN einem Transversalfilter 11 zugeführt. Als Transversalfilter 11 kann man beispielsweise solche Filter verwenden, wie sie in der folgenden Veröffentlichung erläutert sind: T. Sakaue, M. Iwasawa und K· Matsushima "An Input-Weighted CCD Transversal Filter" von The 8th Conference on Solid State Devices, Tokyo, Digest of Technical Papers, A-5-7, S. 137-138, September 1976. Das Videosignal wird mit einem Signal verstärkt, das von einem Abgriffverstärkungs-Haltekondensator 11b gehalten wird, und zwar mit einem Multiplier 11a, der als Gewichtungskreis arbeitet. Der Ausgang vom Multiplier lla wird dem entsprechenden Abgriff einer CCD-Verzögerungseinrichtung lic zugeführt. Das Ausgangssignal von der letzten Stufe der CCD-Verzögerungseinrichtung lic wird einem Addierer lld zugeführt und somit zu einem Signal vom Multiplier lla-o addiert, d.h. ein Produkt aus dem Videosignal und einem Signal, das von einem Abgriffverstärkungs-Haltekondensator 11b gehalten wird, der an den Multiplier lla-o angeschlossen ist. Das Ausgangssignal vom Addierer lld wird einer Ausgangsklemme OUT und einer Eingangsklemme eines Differenzenschaltkreises 12 zugeführt.

Die Abtastfrequenz oder die Ladungsübertragungsgeschwindigkeit der CCD-Verzögerungseinrichtung lic ist zumindest doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des Eingangsvideosignals, die beispielsweise den Wert von 4,5 MHz besitzt. Dann kann im Hinblick auf die Abtast- oder Samplingtheorie die Wellenforminformation eines Eingangsvideosignals aufrechterhalten werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Ladungsübertragung in der CCD-Verzögerungseinrichtung lic mit Signalen mit einer Frequenz

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von 10,7 MHz gesteuert, d.h. einer Frequenz, die dreimal so hoch wie die Frequenz von 3,58 MHz des Farb-Hilfsträgers ist. Jeder der Abgriffverstärkungs-Haltekondensatoren 11b besitzt eine ausreichend große Zeitkonstante, um ein Signal für eine ilalbbildperiode (one-field period) des Videosignals auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten.

Die andere Eingangsklemme des Differenzenschaltkreises 12 ist an einen Digital-Analog-Wandler 14 angeschlossen, um ein Referenz-Wellenformsignal aufzunehmen, das in digitaler Form in einem Speicher 13 gespeichert ist. Das Referenz-Wellenformsignal ist ein spezieller Teil der horizontalen Bildzeilensignale des Eingangsvideosignals während der vertikalen Austastperiode. Die Wellenform des Ausgangssignals vom Transversalfilter 11 wird mit der Wellenform vergleichen, die vom Referenz-Wellenf ormsignal repräsentiert wird. Die Differenz zwischen diesen beiden Wellenformen liegt an der Ausgangsklemme des Differenzenschaltkreises 12 als ein Fehler-Wellenformsignal an. Ein von Null verschiedener Anteil des Wellenformsignals gibt an, daß das Eingangsvideosignal ein Geistersignal enthält. Um derartige Geistersignale zu beseitigen, werden die Abgriffverstärkungen des Transversalfilters 11 periodisch in der nachstehend beschriebenen Weise eingestellt.

Das auf diese Weise erhaltene Fehler-Wellenformsignal wird einem weiteren Transversalfilter 16 über einen Verzögerungsschaltkreis 15 zugeführt, der aus einem Schieberegister besteht. Wie der Transversalfilter 11 enthält auch der Transversalfilter 16 eine CCD-Verzögerungseinrichtung 16a von der Eingangs-Gewichtungsbauart. Das Fehler-Wellenformsignal vom Verzögerungsschaltkreis 15 wird der Abgriffverstärkungs-Gewichtung mittels der Multiplier 16b unterworfen. Das bedeutet,

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es wird mit Abgriffverstärkungen verstärkt, die von den jeweiligen Abgrxffverstärkungs-Haltekondensatoren 16c gehalten werden. Die Ausgangssignale von den Multipliern 16b werden der CCD-Verzögerungseinrichtung 16a zugeführt und somit verzögert. Die in den jeweiligen Abgriffverstärkungs-Haltekondensatoren 16c gehaltenen Abgriffverstärkungen sind Ausgänge von den entsprechenden Abgriffen einer CCD-Verzögerungseinrichtung 16d. Diese Abgriffverstärkungen sind in seitlicher Folge aus einem Videosignal von der Eingangsklemme IN erhalten und den Kondensatoren 16c über entsprechende Schalter 16e zugeführt worden. Der Wert der jeweiligen Abgrxffverstärkung wird für ein spezielles Zeitintervall im wesentlichen konstant gehalten, während dessen das Fehler-Wellenformsignal der Abgrxffverstärkungsgewichtung unterliegt.

Das Ausgangssignal vom Transversalfilter 16 wird in der nachstehend beschriebenen Weise als Gewichtungssignal für den Transversalfilter 11 verwendet. Zuerst wird es einer Vorzeichen-Abtastschaltung 17 zugeführt, so daß die positive oder negative Polarität abgetastet wird. Die Vorzeichen-Abtastschaltung 17 besteht aus einem Analog-Digital-Wandler, der eines der drei AusgangssignaIe liefert, nämlich "0", "+1" und "-1". Beispielsweise liefert die Vorzeichen-Abtastschaltung 17 ein "0"-Signal, wenn der Absolutwert seines Eingangssignals kleiner als ein Referenzwert ist, ein "+1"-Signal, wenn der Absolutwert seines Eingangssignals größer als der Referenzwert und die Polarität positiv ist, und ein "-1"-Signal, wenn der Absolutwert seines Eingangssignals größer als der Referenzwert und die Polarität negativ ist. Der Ausgang der Vorzeichen-Abtastschaltung 17 wird mittels eines Schieberegisters 18 einer Zeitkontrolle unterworfen und dann mittels eines Koeffizienten-Multipliers 19 mit einer Konstanten eines Eigenwertes multipliziert, so daß ein Abgriff-

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verstärkungs-Abstimmungssißnal erhalten wird. Das Abgriffverstärkungs-Abstimmungssignal wird einem Addierer 20 zugeführt und damit zu einem Abgriffverstärkungs-Datensignal addiert, das aus einem Abgriffverstärkungs-Speicher 21 ausgelesen wird, der den Abgriffen des Transversalfilters 11 entsprechende Abgriffverstärkungen speichert. Auf diese Weise wird die Abgriffverstärkungs-Abstimmung durchgeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 20, d.h. das abgestimmte AbgriffVerstärkungssignal, wird wiederum in den Abgriffverstärkungs-Speicher 21 eingeschrieben, um die im Speicher 21 abgespeicherten Daten zu erneuern. Zur gleichen Zeit wird das Ausgangssignal vom Addierer 20 einem Digital-Analog-Wandler 22 zugeführt und damit in ein Analogsignal umgewandelt. Nunmehr, in Form eines Analogsignals, wird das abgestimmte Abgriffverstärkungssignal in einem Schieberegister 2 3 gespeichert, der aus einer CCD-Baugruppe besteht. Jedes CCD-Verzögerungselemente des Schieberegisters 23 ist mit einem Abgriff versehen. Von den Abgriffen wird das abgestimmte Abgriffverstärkungssignal über Schalter 24 den Abgriffverstärkungs-Haltekondensatoren 11b des Transversalfilters 11 zugeführt. Das vom jeweiligen Kondensator 11b gehaltene Signal, d.h. das abgestimmte Abgriffverstärkungssignal, wird als Gewichtungssignal zum Wichten eines Videosignals verwendet, das der Eingangsklemme IN zugeführt wird, und zwar unter Verwendung des an den Kondensator 11b angeschlossenen Multipliers lla. Das Ausgangssignal von jedem Multiplier lla wird dem entsprechenden Abgriff der CCD-Verzögerungseinrichtung Ho zugeführt.

Eine Eingangsklemme eines Zeitschaltkreises 25 ist an die Eingangsklemme IN angeschlossen. Dieser Zeitschaltkreis 25 ist so ausgelegt, daB er derartige Zeitschaltsignale als Steuersignale und Antriebssignale den oben beschriebenen Einrichtungen und Schaltkreisen zuführt, und zwar beispielsweise in Abhängigkeit von den im Eingangsvideosignal enthaltenen Hilfsträgersignalen.

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Die Vorrichtung der oben beschriebenen Bauart sorgt in der nachstehend näher beschriebenen Weise für eine wirksame Beseitigung von Geistersignalen.

Sei r(t) ein Referenz-Wellenformsignal, d.h. ein Signal mit idealer Wellenform, a(t) ein Eingangsvideosignal, das dem Referenz-Wellenformsignal r(t) entspricht, und C_Q , C₁, C₂-... C_n-1 Abgriffverstärkungen des Transversalfilters 11, und zwar bei der Anordnung nach Fig. 1 von rechts nach links. Dann kann das Ausgangssignal b(t) vom Transversalfilter 11 folgendermaßen ausgedrückt werden:

N-I

b(t) = Σ c a(t-nT) (1).

n=0 ⁿ

In der Gleichung (1) bezeichnet T die Verschiebungstaktperiode der CCD-Verzögerungseinrichtung lic des Transversalfilters 11. Hierbei mögen a, und b, die abgetasteten Werte von a(t) bzw. b(t) zu einem Zeitpunkt (t+kT) bezeichnen. Dann kann die Gleichung (1) wie folgt umgeschrieben werden:

N-I
b, = Σ c a, (k=0, 1, 2, ... ) (2)·

^k n=0 ^{n k}"ⁿ

Auf diese Weise kann das Fehler-Wellenformsignal e. , d.h. die Differenz zwischen dem Wert des Ausgangsvideosignals und dem Wert r. des Referenz-Wellenformsignals zum Zeitpunkt (t+kT) mit dem Differenzenschaltkreis 12 gemäß der folgenden Gleichung erhalten werden:

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N-I

^rk ^{= Σ} _Λ ^Cn ^ak-n - ^rk n=O

Nehmen wir einmal an,die Zuführung der Verschiebungstaktimpulse vom Zeitschaltkreis 25 zur CCD-Verzögerungseinrichtung 16d wird zu einem Zeitpunkt MT gestoppt, wobei M die Anzahl von Stufen der CCD-Verzögerungseinrichtung 16d angibt. Dann

werden die abgetasteten Werte a_Q , a.,, a„ , ^aM-i ^^es ^^ⁿ~

gangsvideosignals in den verschiedenen Stufen der CCD-Verzögerungseinrichtung 16d gespeichert. Die Werte a_Q, a. , a₂ . ...a„ ,, werden dann in den Kondensatoren 16c von links nach rechts als Abgriffverstärkungswerte gespeichert. Jeder Abgriffverstärkungswert wird vom Multiplier 16b zur Gewichtung des Fehler-Wellenformsignals e, verwendet, das mit dem Verzögerungsschaltkreis 15 um den Wert MT verzögert worden ist. Dann läßt sich das Ausgangssignal d, vom Transversalfilter 16 folgendermaßen ausdrücken:

m=0

^an «W-2M

Die Gleichung (U) kann wie folgt umgeformt werden:

^d ! ^{a e}

Im übrigen besteht der Sinn und Zweck der in Fig. 1 dargestellten Anordnung darin, die Reihe der Abgriffverstärkungen (C^) des Transversalfilters 11 zu kontrollieren, so daß der Fehler e, in gewisser Hinsicht auf ein Minimum gebracht wird. Eine Methode zur Berechnung der Größe des Fehlers e^ besteht in der

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Verwendung der Summe E der Fehlerquadrate, die sich folgendermaßen ausdrücken läßt:

E= Σ e,²
k=0 ^k

In der Gleichung (6) besagt das Symbol für "Unendlich", daß die Summation im wesentlichen eine vollständige horizontale Bildlinie umfaßt. Die Summe E der Fehlerquadrate ist selbstverständlich eine Funktion der Reihe von Abgriffverstärkungen (C-) des Transversalfxlters 11. Es soll nunmehr beschrieben werden, wie die Summe E der Fehlerquadrate von der jeweiligen Abgriffverstärkung C^ abhängt, wobei i folgende Werte annehmen kann: i = 0, 1, 2, ... N-I. Wird die Summe E der Fehlerquadrate partiell nach C. differenziert, so erhält man

3E__ * _2e Ük
~^9Ci " k=0 ^{k 3C}i

OO

2 Σ a.· e
k=0 ^{k 1}

OO

^{2 3r}

-1 M-I

2 Σ a. e, . - + 2 Σ a, e. . +2 Σ

(7)

Es seien die Referenz-Wellenform (r, ) und die entsprechende Ausgangszeit t=0 so gewählt, daß nur diejenigen Werte von r_v innerhalb des Zeitintervalles 0 ^ k ^ n-1 von Null verschieden

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sind, während sämtliche Werte von r. außerhalb dieses Zeitintervalls sämtlich Null sind. Das Eingangsvideosignal (a_k) ist im allgemeinen gleich dem Signal (r,), mit Ausnahme von Geistersignalkomponenten. Daher sind die Werte von a, außerhalb des Zeitintervalles 0 £. k _c n-1 vergleichsweise kleiner als die Werte von a, innerhalb dieses Zeitintervalls. Dies bedeutet j daß nur der zweite Summationsterm auf der rechten Seite der Gleichung (7) ausschlaggebend ist, während die anderen beiden Terme weggelassen werden können, ohne daß dies beträchtliche Folgen hat.

Gemäß der vorstehenden Argumentation kann die Gleichung (7) durch die folgende Gleichung angenähert werden:

2·» "^ ^(8K

Dann führen die Gleichungen (5) und (8) zu der Gleichung

■§C7 ^{= 2d}i+2n · (9),

wobei i = 0, 1, 2, ..., N-I gilt

Die Gleichung (9) besagt, daß dann, wenn das Ausgangssignal d. _?M des Transversalfilters 16 positiv ist, die Summe E der Fehlerquadrate zunimmt, wenn die Abgriffverstärkung C. zunimmt, und abnimmt, wenn die Abgriffverstärkung C. abnimmt. Die Polarität des Ausgangssignals d. „» wird von derVorzeichen-Abtastschaltung 17 abgetastet. Das Ausgangssignal der Vorzeichen-Abtastschaltung 17 wird einer zeitlichen Kontrolle durch das

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Schieberegister 18 unterworfen und dann dem Koeffizienten-Multiplier 19 zugeführt. Jedesmal, wenn Abgriffverstärkungs-Abstimmungsdaten für die jeweilige Abgriffverstärkung C vom Schieberegister 18 geliefert werden, so multipliziert der Koeffizienten-Multiplier 19 die Abgriffverstärkungs-Abstimmungsdaten mit einem negativen Koeffizienten - °C, wobei ot ein positiver Wert ist. Dann läßt sich das Ausgangssignal vom Koeffizienten-Multiplier 19, nämlich das Signal 4C· folgendermaßen ausdrücken:

AC₁ = -asgn (d_i+2M) (10),

wobei sgn die Polarität angibt.

Der Wert -^C. wird vom Addierer 20 der entsprechenden Abgriffverstärkung C. hinzuaddiert, die im Abgriffverstärkungs-Speicher 21 gespeichert ist. Damit gilt:

Die abgestimmte Abgriffverstärkung C₁ ¹, d.h. das Ausgangssignal vom Addierer 20, wird wieder in den Abgriffverstärkungs-Speicher 21 eingeschrieben und damit dessen Inhalt erneuert. Zur gleichen Zeit wird die abgestimmte Abgriff verstärkung C¹ vom Digital-Analog-Wandler 22 in ein Analogsignal umgewandelt. Das Analogsignal wird dem Transversalfilter 11 über das Schieberegister 2 3 zugeführt, so daß das Eingangsvideosignal nun mit den abgestimmten Abgriffverstärkungen gewichtet wird, um die Geistersignale im Eingajgsvideosignal weiter zu reduzieren. Die oben erwähnte Folge von Abgriffverstärkungs-Kontrollvorgängen wird in regelmäßigen Intervallen wiederholt, bis die Abgriffverstärkungen des Transversalfilters 11 die entsprechenden Werte der Geistersignale annehmen und somit in wirksamer Weise die im Eingangsvideosighal enthaltenen Geistersignale beseitigen.

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Das Schieberegister 18 nimmt das Ausgangssignal vom Transversalfilter 16 mit einer Geschwindigkeit von 10,7 MHz auf und liefert dann dem Addierer 20 das Ausgangssignal mit der Arbeitsgeschwindigkeit des Abgriffverstärkungs-Speichers 21. Das Schieberegister 18 wäre daher nicht erforderlich, wenn der Abgriffverstärkungs-Speicher 21 mit ausreichend hoher Geschwindigkeit bzw. Frequenz arbeitete. Im allgemeinen ist es jedoch besser, zur Geschwindigkeits- oder Frequenzanpassung ein Schieberegister zu verwenden, weil die Konstruktion der Vorrichtung dann einfacher und die damit verbundenen Kosten niedriger sind als sonst.

Wenn die Zeitkonstante der Abgriffverstärkungs-Haltekondensatoren lib (tap gain holding capacitors) gegenüber der Bildperiode nicht groß genug eingestellt werden kann, so kann die Abgriffverstärkung während jeder Bildperiode zweimal oder mehrmals in die Kondensatoren 11b eingeschrieben werden.

Wie oben bereits erwähnt, wird die Folge der Abgriffverstärkungen (C) des Transversalfilters 11 schrittweise einmal während einer Bildperiode abgestimmt und damit die Summe E der Fehlerquadrate allmählich kleiner gemacht. Die Summe E der Fehlerquadrate wird in der oben angegebenen Weise gegenüber dem Ausgangs-Wellenformsignal (b, ) reduziert, das dem Referenz-Wellenformsignal (r, ) entspricht. Wenn daher die Form des Referenz-Wellenformsignals (r, ) so gewählt ist, daß sein Spektrum sich über das gesamte Videoband erstreckt, dann kann man sagen, daß die Charakteristik des TV-Ubertragungsweges hinsichtlich sämtlicher Frequenzkomponenten des Videosignalbandes ausgeglichen oder ent-* zerrt ist. Das bedeutet, daß eine gegebenenfalls auftretende Geistersignalkomponente oder sämtliche horizontalen Bildlinien beseitigt werden können^

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Es darf darauf hingewiesen werden, daß, wie sich aus der Herleitung der Gleichung (9) ergibt, keine Beschränkung hinsichtlich der zeitlichen Relation zwischen dem Eingangsvideosignal (a^) und dem Referenz-Wellenformsignal (*v) vorgenommen worden ist, mit der Ausnahme, daß der von Null verschiedene Anteil von (a, ) im wesentlichen auf das Zeitintervall 0 <^ k £ n-1 begrenzt ist. Das bedeutet, daß die Phase des Eingangsvideosignals nicht mit der des Referenz-Wellenformsignals synchronisiert zu sein braucht. Mit anderen Worten, eine Phasenanpassung zwischen dem Videosignal und dem Referenz-Wellenformsignal (r, ) ist nicht erforderlich, wenn das Signal (*v) aus dem Speicher 13 ausgelesen wird. Im Gegensatz dazu ist es bei einigen herkömmlichen Vorrichtungen zum Beseitigen von Geistersignalen erforderlich, eine exakte zeitliche Synchronisation zwischen dem Eingangsvideosignal und dem Referenz-Wellenformsignal vorzunehmen, beispielsweise bei der Vorrichtung, wie sie von E. Armon, "An Adaptive Equalizer' for Television Channels", in IEEE Trans. COM-17, Nr. 6, P. 726, Dezember 1969 angegeben ist. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen zum Beseitigen von Geistersignalen soll ein Fehler in der Phasenanpassung zwischen dem Eingangsvideosignal und dem Referenz-Wellenformsignal innerhalb eines Teiles von IT gehalten werden. Der Zeitpunkt t=0 kann bei einem automatischen Entzerrer, wie er in der Veröffentlichung von R.W. Lucky und H.R. Rudin, "An Automatic Equalizer for General Purpose Communication Channels", BSTJ, Vol. 46, Nr. 9, November 1967, S. 2179-2208, angegeben ist, nicht genau eingestellt werden. Bei einem derartigen automatischen Entzerrer müssen jedoch ebenso viele Korrelatoren und Integratoren wie Abgriffe des Transversalfilters vorgesehen sein. Auf diese Weise würde ein derartiger automatischer Entzerrer zu kostspielig, um bei Fernsehgeräten zum häuslichen Gebrauch Anwendung zu finden, da sie Transversalfilter mit vielen Abgriffen erfordern, wenn es notwendig ist, Geistersignale mit langer Verzögerung zu beseitigen.

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In Anbetracht dessen kann die neuartige Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen unter Verwendung von weniger Korrelatoren und Integratoren hergestellt werden als dies bei herkömmlichen Vorrichtungen der Fall ist, so daß die Herstellung mit niedrigeren Kosten vorgenommen werden kann. Dennoch ist die neuartige Vorrichtung in der Lage, Geistersignale in wirksamerer Weise zu beseitigen als die bekannten Anordnungen.

In der obigen Beschreibung wurde die Summe E der Fehlerquadrate verwendet, um die Funktion und Leistungsfähigkeit beim Beseitigen der Geistersignale zu berechnen. Ansta-ttdessen kann die Summe E. der Absolutwerte des Fehler-Wellenformsignals e, verwendet werden. Die Summe E. kann folgendermaßen dargestellt werden:

Unter Verwendung der Summe E. erhält man die folgende Gleichung (13), die der Gleichung (8) entspricht:

3E, M-I
äcT ^β J₀ ^am

Ordnet man daher eine Vorzeichen-Abtastschaltung hinter den Differenzenschaltkreis 12 in Fig. 1 an, so ergibt sich die folgende Gleichung (14), die der Gleichung (5) entspricht:

Außerdem erhält man die folgende Gleichung (15), die der Gleichung (9) entspricht:

3E₇.

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Aus der Gleichung (15) ersieht man, daß die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in der Weise modifiziert werden kann, daß man eine Vorzeichen-Abtastschaltung hinter dem Differenzenschaltkreis 12 einfügt, so daß anstelle der Summe E der Fehlerquadrate die Summe E^ der Absolutwerte auf ein Minimum gebracht wird.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 besteht die Funktion des Transversalfilters 16 darin, die Kreuz-Korrelation zwischen dem Eingangsvideosignal (a ) und dem Fehler-Wellenformsignal (e, ) zu berech-

k ^K

nen. Da dies die Funktion des Transversalfilters 16 ist, wird das Fehler-Wellenformsignal (e, ) vom Schieberegister 15 den Multipliern 16b zugeführt, während das Eingangsvideosignal (a, ) der CCD-Verzögerungseinrichtung 16d zugeführt wird. Anstattdessen kann, wie in Fig. 2 dargestellt, das Fehler-Wellenformsignal (e, ) der CCD-Verzögerungseinrichtung 16d in Form von Abgriffverstärkungen des Transversalfilters 16 zugeführt werden, während das Eingangsvideosignal (a^.) den Multipliern 16b zugeführt werden kann, um mit dem Fehler-Wellenformsignal (e ) gewichtet zu

3c

werden. In diesem Falle muß der Transversalfilter 16 jedoch Abgriffe in, einer Anzahl besitzen, die der Länge des Fehler-Wellenformsignals (e, ) entspricht. Somit sollte die Vorrichtung mit einer längeren CCD-Verzögerungseinrichtung versehen sein, bei der die Anzahl der Stufen gleich N+M ist, wobei sich die Summe aus der Anzahl N von Abgriffen des Transversalfilters und der Länge M der Hauptsignalkomponente des Eingangsvideosignals zusammensetzt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 werden für die Transversalfilter 11 und 16 solche Filter verwendet, die von der Bauart mit Eingangsgewichtung sind. Es können jedoch auch herkömmliche Transversalfilter von der Bauart mit Ausgangsgewichtung in gleicher Weise Anwendung finden.

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Da die neuartige Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen nicht kostspielig und einfach in ihrem Aufbau ist, kann sie bei Haushalts-Fernsehgeräten Anwendung finden. Die Vorrichtung kann dabei eine Anordnung oder einen Aufbau besitzen, wie er in Fig.. 3 dargestellt ist, wobei gleiche oder entsprechende Einrichtungenen mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen wie bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 bezeichnet sind. Das bei dieser Vorrichtung verwendete Referenz-Wellenformsignal ist die Ableitung des Stufenwellenformsignals S_R, das, wie in Fig. 4 dargestellt, auftritt, wenn ein Ausgleichsimpulsintervall endet und ein Vertikalsynchronimulsintervall beginnt, d.h., zwischen der dritten und vierten horizontalen Abtastperiode jeder vertikalen Austastperiode. Somit wird der Pegel des Referenz-Wellenformsignals (*V.) Null, wenn k bis zu einem gewissen Wert ansteigt. Die Periode, während der das Referenz-Wellenformsignal (r, ) nicht Null ist, wäre extrem kurz, da das Signal (r, ) ein Impuls ist. In diesem Falle beeinträchtigt die von Null verschiedene Periode des Signals (r, ) das Ausgangssignal d.₊„_M des Transversalfilters 16, das durch die Gleichung (9) definiert ist, nur dann j wenn i klein ist. Solange es sich daher um eine Abgriff verstärkung C. handelt j bei der i etwas größer ist, so würde es praktisch keine Rolle spielen, wenn das Referenz-Wellenformsignal (r.) als ein Signal mit einem vollständigen Null-Pegel verarbeitet wird.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 darin₉ daß sie mit zwei Differenzierschaltungen 26 und 27 versehen ist, jedoch nicht mit einem derartigen Speicher und einem Analog-Digital-Wandler, wie er bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet wird₃ um das Referenz-Wellenformsignal (r, ) zu speichern und umzuwandeln» Die.

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Differenzierschaltung 26 dient dazu, die Differenz zwischen dem Ausgangssignal vom Transversalfilter 11 und dem selben Ausgangssignal, verzögert um eine Taktimpulsperiode, zu erhalten. Die Differenzierschaltung 26 besteht aus einem Differenzenschaltkreis 26a und einer Verzögerungsschaltung 26b zur Verzögerung um eine Taktimpulsperiode und liefert die Differenz zwischen zwei unmittelbar benachbarten Werten des Signals vom Transversalfilter 11. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 26 wird über ein Schieberegister 15 einem Transversalfilter 16 zugeführt. In der Zwischenzeit wird das Eingangsvideosignal als eine Abgriffverstärkungsfolge über die Differenzierschaltung 27 dem Transversalfilter 16 zugeführt. Wie die Differenzierschaltung 26 besteht auch die Differenzierschaltung 27 aus einem Differenzenschaltkreis 27a und einer Verzögerungsschaltung 27b zur Verzögerung um eine Taktimpulsperiode und liefert die Differenz zwischen zwei unmittelbar benachbarten Werten des Eingangsvideosignals. Beide Differenzierschaltungen 26 und 27 liefern ein Ausgangssignal in der Form eines Impulses von einer Stufen- oder Sprungwellenform S„, die zwischen der dritten und vierten horizontalen Abtastperiode auftritt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 wäre die Abgriffverstärkung c^ mit einem Fehlerwert behaftet, wenn i klein ist. Um dies zu vermeiden, wird der Wert für die Abgriffverstärkung c festgelegt und damit irgendwelchen Einwirkungen von kleinen i-Werten entzogen. Genauer gesagt erhalten die Abgriffverstärkungen der Folge von Abgriffverstärkungen (c.) spezifische Werte, beispielsweise c„ = 1, c„ = c- = ... C^_n = 0. Auf diese Weise kann das Referenz-Wellenformsignal (tv.) für das gesamte Intervall 0 < k < N mit Null angesetzt werden. Aus diesem Grunde braucht die Vorrichtung nicht mit einem derartigen Speicher und einem Analog-Digital-Wandler versehen zu sein, wie er bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet wird^ um das Referenz-Wellenformsignal (r, ) zu speichern und umzuwandeln.

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Außerdem werden bei der Vorrichtung nach Fig. 3 die von einem Abgriffverstärkungs-Speicher 21 ausgelesenen Abgriffverstärkungswerte über einen entsprechenden Schalter 24 an den jeweiligen Abgriffverstärkungs-Haltekondensator 11b des Transversalfilters 11 angelegt. _Die Schalter 24 werden nacheinander von einem Schieberegister 28 leitend gemacht, das von einem Zeitschaltkreis 25 betätigt wird. Diese Schalter 24 haben dieselbe Funktion wie die Schalter 24 bei der Anordnung nach Fig. 1, welche den Multipliern 11a des Transversalfilters 11 gleichzeitig die Abgriff verstärkungswerte zuführen.

Ohne einen Speicher zum Speichern des Referenz-Wellenformsignals (r, ) ist die Vorrichtung nach Fig. 3 einfacher in ihrer Konstruktion als die Anordnung nach Fig. 1. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die Abgriffverstärkungs-Abstimmung zu einem festgelegten Zeitpunkt in jeder Bildperiode zu starten, wie es bei der Anordnung nach Fig. 1 der Fall ist. Somit würde eine etwaige Synchronisationsstörung beim Startpunkt der Abgriffverstärkungsabstimmung der Vorrichtung keine Schwierigkeiten bereiten. Aus diesem Grunde ist die Anordnung des Zeitschaltkreises 25 bei der Vorrichtung nach Fig. 3 einfacher verglichen mit der in Fig. 1.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann die Vorrichtung nach Fig. 1 außerdem mit einem CCD-Schieberegister 31 versehen sein (vgl. Fig. 5). Das Schieberegister 31 speichert zeitweilig das Referenz-Wellenformsignal_s das über einen Digital-Analog-Wandler 14 aus einem Speicher 13 ausgelesen wird. In diesem Falle kann das Signal aus dem Speicher 13 mit niedriger Geschwindigkeit ausgelesen werden, wie in Übereinstimmung mit der Ge-. schwindigkeit des Digital-Analog-Wandlers 14 festgelegt wird, und

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das Signal wird aus dem CCD-Schieberegister 31 mit der Geschwindigkeit des Verschiebungsimpulses des Transversalfilters 11 ausgelesen. Aufgrund der Unterstützung durch das CCD-Schieberegister 31 braucht der Digital-Analog-Wandler 14 nicht die hohen Geschwindigkeitserfordernisse zu erfüllen ,denen der Digital-Analog-Wandler 14 bei der Vorrichtung nach Fig. 1 Genüge tun muß, und die Vorrichtung kann mit niedrigeren Kosten hergestellt werden als die Vorrichtung nach Fig. 1. Außerdem kann man anstelle des Speichers 13 und des Digital-Analog-Wandlers 14 Potentiometer verwenden, welche das Referenz-Wellenformsignal in Form von Analogspannungen halten und diese Analogspannungen einem Differenzenschaltkreis 12 zuführen, wenn es erforderlich ist.

Darüber hinaus kann der Transversalfilter 11 in der in Fig. 6 dargestellten Weise aufgebaut sein. Der Transversalfilter 16 nach Fig. 6 ist mit einem Schieberegister 32 versehen, das die Verschiebung eines "1"-Signals am Startpunkt t=0 der Abgriffverstärkungsabstimmung beginnt. Das Ausgangssignal des Schieberegisters 32 schließt nacheinander die Schalter 16e, so daß das Eingangsvideosignal (a, ) in Form von Abgriffsverstärkungen den Multipliern 16b zugeführt wird.

Weiterhin können anstelle des digitalen Abgriffverstärkungs-Speichers 21 und der Abgriffverstärkungs-Haltekondensatoren 11b ein Analog-Schieberegister 34 und Integratoren 35 verwendet werden (vgl. Fig. 7). In diesem Falle werden die Abgriffverstärkungs-Abstimmungsdaten vom Koeffizienten-Multiplier 19 den Integratoren 35 über Schalter 24 zugeführt. Die Integratoren 35 üben die Funktion des Addierers 2 0 und des Abgriffverstärkungs-Speichers 21 der Anordnungen nach Fig.l und 3 aus.

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Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 3 ist der Filter 11 eine Mitkopplungsschaltung mit einer Nicht-Rekorrosiven Anordnung. Das Eingangsvideosignal und das Ausgangssignal der CCD-Verzögerungseinrichtung lic werden vom Addierer lld zusammenaddiert. Bei dieser Konstruktion wird das System niemals schwingen, wie groß auch die im Eingangsvideosignal enthaltene Geistersignalkomponente sein mag, solange die Geistersignalkomponente kleiner als die Hauptsignalkomponente ist, und die Vorrichtung arbeitet stabil. Stattdessen kann der Transversalfilter 11 durch eine Rückkopplungsschaltung mit einer Rekorrosiven Anordnung ersetzt sein (vgl. Fig. 8). Diese Art von Anordnung ist sehr interessant, da keine sog. sekundären Geistersignale neu erzeugt werden, wie es bei der Mitkopplungsanordnung der Fall sein kann. Genauer gesagt ist (vgl. Fig. 8) eine Eingangsklemme IN an die eine Eingangsklemme eines Addierers lld und die andere Eingangsklemme des Addierers Hd an den Ausgang einer CCD-Verzögerungseinrichtung Hc angeschlossen. Die Ausgangsklemme des Addierers Hd ist mit dem Eingang der CCD-Verzögerungseinrichtung Hc und mit einem Differenzenschaltkreis 12 verbunden. Ein der Eingangsklemme IN zugeführtes Videosignal wird gleichzeitig der Eingangsklemme einer CCD-Verzögerungseinrichtung 16d eines Transversalfilters 16 zugeführt, der identisch aufgebaut ist wie der Transversalfilter 16 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 oder Ein derartiger rekorrosiver Transversalfilter 11 nach Fig. 8 arbeitet im wesentlichen in gleicher Weise wie der Transversalfilter 11 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 oder 3.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen des Eingangsvideosignals an einen Filterkreis mit einem ersten Transversalfilter, der mit einem ersten Gewichtungssignal gewichtet wird, durch eine Einrichtung zur Zuführung des Ausgangssignals vom Filterkreis zu einem zweiten Transversalfilter, der mit einem vom Videosignal abgeleiteten Signal gewichtet wird j und durch eine Einrichtung, die aus dem Ausgangssignal vom zweiten Transversalfilter das erste Gewichtungssignal erzeugt.

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2. Vorrichtung zum Beseitigen von Geistersignalen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen des Eingangsvideosignals an einen Filterkreis mit einem ersten Transversalfilter, der mit einem ersten Gewichtungssignal gewichtet wird, durch eine Einrichtung zum Anlegen des Eingangsvideosignals an einen zweiten Transversalfilter, der mit einem vom Ausgangssignal des Filterkreises abgeleiteten Signal gewichtet wird, und durch eine Einrichtung, die aus dem Ausgangssignal vom zweiten Transversalfilter das erste Gewichtungssignal erzeugt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Transversalfilter Ladungsübertragungsfilter sind, bei denen ein Eingangssignal in einer Vielzahl von Signalen aufgeteilt, die Signale mit einer Vielzahl von Gewichtungsschaltungen gewichtet und einer Vielzahl von Eingangsklemmen einer Verzögerungseinrichtung zugeführt werden.
4·. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transversalfilter eine Faltungsoperation ausführt, indem er ein Ausgangssignal von dem den ersten Transversalfilter enthaltenden Filterkreis in eine Vielzahl von Signalen aufteilt, die Signale mittels einer Vielzahl von Multiplierschaltungen mit Zeitfolgesignal basierend auf einem Eingangsvideosignal multipliziert und die Ausgänge von den Multiplierschaltungen mittels einer Verzögerungseinrichtung mit einer Vielzahl von Eingängen addiert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transversalfilter eine Faltungsoperation durchführt, indem er das Eingangsvideosignal in eir<> Vielzahl von Zeitfolgesignalen aufteilt, diese Zeitfol^esignale mit

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den Ausgangs-Zeitfolgesignalen von dem den ersten Transversalfilter enthaltenden Filterkreis mittels einer Vielzahl von Mültiplierschaltungen multipliziert und die Ausgänge von den Mültiplierschaltungen mittels einer Verzögerungseinrichtung mit einer Vielzahl von Eingängen addiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal von dem den ersten Transverfalfilter enthaltenden Filterkreis eine Differenz zwischen einem Eingangsvideosignal und einem vorgegebenen Referenzsignal darstellt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal von dem den ersten Transversalfilter enthaltenden Filterkreis und ein Eingangsvideosignal, das als Eingangssignal oder als Gewichtungssignal für den zweiten Transversalfilter arbeitet, von Sprung- oder Stufenwellenformen abgeleitete, differenzierte Wellenformen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal vom zweiten Transversalfilter hinsichtlich seiner Polarität abgetastet und mittels eines Koeffizienten-Multipliers mit einem vorgegebenen Koeffizienten multipliziert wird und die in einem Abgriffverstärkungsspeicher gespeicherten Abgriffverstärkungen ändert und daß das Ausgangssignal vom Abgriffverstärkungsspeicher von einem Digital-Analog-Wandler in Analogsignale umgewandelt, in einem Schieberegister gespeichert, vom Schieberegister in Form von parallelen Analogsignalen ausgelesen und in Form von Gewichtungssignalen den Gewichtungsschaltungen des ersten Transverfalfilters zugeführt wird.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des zweiten Transversalfilters hinsichtlich seiner Polarität abgetastet und von einem Koeffizienten-Multiplier mit einem vorgegebenen Koeffizienten multipliziert wird und die in einem Abgriffverstärkungsspeicher gespeicherten Abgriffverstärkungen ändert und daß das Ausgangssignal vom Abgriffverstärkungsspeicher mit einem Digital-Analog-Wandler in Analogsignale umgewandelt und sequenziell in Form von Gewichtungssignalen den Gewichtungsschaltungen des ersten Transversalfilters zugeführt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den ersten Transversalfilter enthaltende Filterkreis als Mitkopplungsschaltung mit Nicht-Rekorrosiver Anordnung ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den ersten Transversalfilter enthaltende Filterkreis als Rückkopplungsschaltung in einer rekorrosiven Anordnung ausgebildet ist.

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