Grundlagen der Videosignalverarbeitung: Luminanz und Chrominanz

Videosignalverarbeitung

Der Videodetektor liefert das Composite-Videosignal, das sowohl Synchronisationsinformationen als auch Leuchtdichte- und Chrominanzinformationen enthält. Der Ausgang des Videodetektors wird getrennt, um einerseits das Luminanzsignal und andererseits das Farbsignal wiederherzustellen. Beide Signale werden separat verarbeitet und erfüllen folgende grundlegende Funktionen:

• Luminanzsignal: Ermöglicht die Anpassung des Signals auf das für die Schaltmatrix benötigte Niveau.
• Farbsignal: Wird verstärkt und durchläuft einen Anpassungsprozess für die PAL-Dekodierung und Demodulation, um die Farbdifferenzsignale für die Schaltmatrix zurückzugewinnen.
• Schaltmatrix: Ist für die Wiederherstellung der ursprünglichen RGB-Signale zuständig.

Bearbeitung des Luminanzsignals

Bei Schwarz-Weiß-Empfängern wird das Ausgangssignal direkt an die Bildröhre angelegt. Bei Farbempfängern wird das wiederhergestellte Luminanzsignal an die Schaltmatrix geliefert.

Prozess der Leuchtdichte bei Farbempfängern

Die Schaltungen zur Extraktion der Leuchtdichte aus dem Composite-Videosignal liefern Informationen über die Graustufen des Bildes. In der grundlegenden Struktur des Leuchtdichteverarbeitungssystems unterscheidet man drei Blöcke: Beseitigung der Chroma-Anteile, Verzögerungsleitung und Luminanzverstärker.

Signalverarbeitung der Chrominanz

Das Chrominanzsignal muss mittels eines Bandpassfilters bei der Farbträgerfrequenz (4,43 MHz) extrahiert werden:

• Das Chrominanzsignal wird durch den Chroma-Verstärker verstärkt.
• Der PAL-Dekoder trennt die Farbdifferenzsignale vom Chrominanzsignal.
• Die Differenzsignale werden demoduliert, um die unmodulierten Farbdifferenzsignale zu erhalten.
• Aus dem Chrominanzsignal wird mittels des Burst-Verstärkers das Synchronisationssignal extrahiert. Dieses Signal wird an den Farbsuppressor gesendet.
• Der Chroma-Verstärkerblock ist notwendig, um den Verstärkungsfaktor mittels einer automatischen Farbkontrolle (ACC) konstant zu halten.
• Das Synchronisationssignal wird zur Synchronisation des lokalen Farbträgeroszillators verwendet.

Trennung von Farb- und Helligkeitssignal

Es gibt zwei Arten, die Trennung von Chrominanz und Luminanz durchzuführen: Die Verwendung eines Tiefpassfilters für das Luminanzsignal und eines Bandpassfilters für das Farbsignal oder die Nutzung eines Kammfilters.

Filter

Zur Trennung der Informationen:

• Luminanz: Die Unterträgerfrequenz wird durch einen Tiefpassfilter (oder einen Sperrfilter/Trap) eliminiert.
• Farbsignal: Extraktion der hochfrequenten Informationen mittels eines Bandpassfilters.

Kammfilter

Die effizienteste Methode zur Trennung von Luminanz- und Farbsignal ist die Verwendung eines Kammfilters.

Chroma-Verstärker

Er dient zur Verstärkung des schwachen Chrominanzsignals vom Videodetektor. Das System der automatischen Chroma-Kontrolle (ACC) sorgt für einen konstanten Ausgangspegel des Farbsignals. Wenn kein Farbsignal empfangen wird, deaktiviert eine Schutzschaltung den Chroma-Verstärker.

Burst-Verstärker (Tor-Verstärker)

Der Burst-Impuls wird vom restlichen Videosignal durch ein Tor (Gating) getrennt, das nur für den Burst-Impuls durchlässig ist. Hierfür ist ein Prozessor erforderlich, der das verzögerte Zeilensynchronisationssignal erhält.