DE10064848A1

DE10064848A1 - Verfahren zur Verarbeitung von Videosignalen

Info

Publication number: DE10064848A1
Application number: DE2000164848
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wischermann
Original assignee: Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Current assignee: BTS Holding International BV
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2002-06-27
Also published as: WO2002052838A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befreiung von Störungen in einem Videosignal, wobei Bildinhalte mindestens eines einem aktuellen Bildes (N) zeitlich vorangehenden Bildes und eines einem aktuellen Bild (N) zeitlich folgenden Bildes verglichen werden. Durch Fehlerkennung wird ein Korrektursignal (WD4, BD4) erzeugt und das Korrektursignal (WD4, BD4) wird dem Videosignal im Sinne einer Korrektur zugesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Verarbeitung von Videosignalen mit einer Anordnung zur Störsignalbefreiung, die eine Fehlererkennungsschaltung auf weist, durch Vergleich von Bildinhalten mindestens eines dem aktuellen Bild voran gehenden Bildes und mindestens eines dem aktuellen Bild folgenden Bildes.

In der Nachbearbeitung von Filmmaterial werden Filmschmutz und Filmkratzer heute weitgehend mit elektronischen Mitteln ausgefiltert. Bei einem nicht elektronischen Verfahren wie der Nassabtastung wird der Film vor der Abtastung mit einer Flüssigkeit benetzt, die Kratzer im Film auffüllt und einen identischen Brechungswinkel wie die Schutzschicht des Films aufweist. Dieses Verfahren versagt jedoch bei tieferen Kratzern. Im Gegensatz zur konventionellen Nassabtastung des Films können bei elektronischen Verfahren Bildartefakte, also künstlich durch das Verfahren erzeugte Bildfehler auftreten, z. B. dadurch, dass schnell bewegte Objekte fälschlicherweise als Schmutz interpretiert werden. Andererseits ist in bewegten Bildbereichen die Schmutzerkennung oft mangelhaft, insbesondere, wenn der Schmutz gegenüber seiner Umgebung nur einen geringen Kontrast aufweist. Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, die elektronische Schmutzer kennung im Hinblick auf einen Ersatz der Nassabtastung zu verbessern.

Aus dem DE 196 36 867 C1 ist ein Gerät zur Verarbeitung von Videosignalen mit einer Anordnung zur Störsignalbefreiung mittels adaptiver Medianfilterung bekannt. Ein weißer Schmutzpartikel in einem Bild wird dadurch erkannt, dass er gegenüber benachbarten Filmbildern einen Helligkeitsunterschied aufweist, der oberhalb eines Schwellwertes liegt. Tritt zwischen den benachbarten Bildern ein Unterschied auf, der oberhalb einer Bewegungsschwelle liegt, wird die Schmutzerkennung abgeschaltet. Da die Bewegungser kennung aus dem Unterschied zum übernächsten Bild abgeleitet wird, müssen Bewegungs lücken mit einer Schaltung zur Verbreiterung und nachfolgender Verschmälerung des Bewegungssignals geschlossen werden. Bewegungslücken treten z. B. auf, wenn sich ein Objekt von einem Bild zum übernächsten Bild um mehr als seine eigene Größe bewegt hat. Fig. 3 aus DE 196 36 867 C1 zeigt einen Bewegungsdetektor, bei dem ein schmaleres Bewegungssignal erzeugt wird, was eine gute Schmutzerkennung in bewegten Bildbe reichen zulässt. Kennzeichnend für den Bewegungsdetektor ist die Ableitung separater Bewegungssignale für weiße und schwarze Objekte.

Die Schmutzfilterung erfolg mit einem geschalteten Medianfilter. Das Medianfilter setzt von drei Werten einen Wert mit einer mittleren Amplitudengröße ein, wobei dieser mittlere Wert in seiner Amplitudengröße unverändert übernommen wird. Dieses Median filter kann als zweidimensionales horizontal 1 vertikal Filter ausgeführt sein, oder als zeit liches Filter mit drei Abgriffen für drei aufeinander folgende Bilder. Die zweidimensionale Filterung hat den Vorzug, dass Bildartefakte bei fehlerhafter Erkennung im Ausmaß begrenzt sind. Andererseits ist die maximal verdeckbare Schmutzgröße beschränkt durch die Größe des Filterfensters. Eine zeitliche Filterung kann beliebig großen Schmutz ver decken, allerdings können sogenannte Bewegungslöcher durch Fehlerkennung bei nicht überlappender Bewegung äußerst störend als Bildartefakte auftreten. Die Aktivierung des Medianfilters erfolgt durch einen Schaltet, welcher mit dem Schmutzsignal angesteuert wird. Das Schmutzsignal entsteht durch Oder -Verknüpfung der Weiß- beziehungsweise Schwarz Anzeigesignale aus der Schmutzerkennungsschaltung. Bei dieser nichtlinear geschalteten Technik treten immer Umschaltstörungen an den ansteigenden oder abfallen den Schmutz Flanken auf, da die Verdeckung erst ab einem Ansteuerungszeitpunkt einsetzt. Dies führt im Ausgangsbild dann zu einer Art Heiligenschein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes Gerät zur Korrektur von Videosignalen anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1 und 8 gelöst. Erfindungsgemäß ist in der Fehlererkennungsschaltung ein Störsignal extrahiert und anschließend das Videosignal mit dem negativen Wert des Störsignal korrigiert. Eine Schmutz Ablagerung auf dem Film wird also subtraktiv eliminiert. Die Vorteile der subtraktiven Fehlerverdeckung liegen in der linearen Signalverarbeitung. Das subtraktive Verfahren ist mit wenig Aufwand realisierbar.

In einfacher Weise wird ein durch weißen Schmutz und ein durch schwarzen Schmutz verursachtes Störsignal in Parallelpfaden gleichzeitig extrahiert. Damit ist eine elektronische Schaltung einfach realisierbar.

In einfacher Weise wird das Videosignal mit dem durch den weißen Schmutz verursachten Störsignal und mit dem durch den schwarzen Schmutz verursachten Störsignal nach einander beaufschlagt. Die extrahierten Störsignale stellen ein lineares Abbild der Störung dar. Somit kann weißer Schmutz durch Subtraktion des weißen Störsignals vom laufzeit ausgeglichenen Hauptsignal verdeckt werden. Schwarzer Schmutz wird durch Addition des schwarzen Störsignals kompensiert, da dieser im Hauptsignal negativ überlagert ist.

In einfacher Weise werden das durch weißen Schmutz verursacht Störsignal und das durch schwarzen Schmutz verursachte Störsignal in einem Subtrahierer zu einem dritten Stör signal zusammengeführt. Damit kann dieses Signal weiter verarbeitet werden.

In vorteilhafter Weise wird das Videosignal hochpassgefiltert, danach das dritte Störsignal mit dem hochpassgefilterten Videosignal beaufschlagt und anschließend das beaufschlagte dritte Störsignal von dem Videosignal subtrahiert. Dieses Verfahren hat den Vorzug, dass die Wirkung der Schmutzverdeckung auf den schmalbandigen Hochpasskanal beschränkt ist, was bei fehlerhafter Schmutzverdeckung nur zum Verlust der hochfrequenten Bildinformation führt.

In vorteilhafter Weise wird das Videosignal vor der Fehlererkennung hochpassgefiltert. Damit wird in vorteilhafter Weise Filmschmutz auch in bewegten Bildbereichen erkannt. Auf diese Weise wird vermieden, dass niederfrequente Helligkeitsschwankungen oder große Bilddetails, egal ob bewegt oder unbewegt, in die Schmutzerkennung gelangen können. Lediglich bewegte Objekte bis zur Größe des erwarteten Filmschmutzes liefern einen Impuls in dem Bewegungskanal der Schmutzerkennung.

In vorteilhafter Weise wird nach der Fehlererkennung das Störsignal auf eine Steigzeit hin untersucht. Bei der elektronischen Erkennung und Verdeckung von Filmschmutz besteht oft das Problem, dass kleine schnell bewegte Objekte als Schmutz fehlinterpretiert werden.

Diese Tendenz zu einer Übererkennung erfordert von einem Bediener sehr viel Finger spitzengefühl und einen sehr hohen Zeitaufwand bei der Wahl der Schmutz-Verdeckungs- Parameter, die von außen an einem solchen Gerät einstellbar sind. Um Verdeckungs- Artefakte zu vermeiden, werden dann oft Parameter moderat eingestellt, was dann insge samt nur zu einer geringen Verdeckungsleistung führt. Zu einer Unterscheidung von schnell bewegten Objekten wie zum Beispiel ein fliegender Ball, Regentropfen oder Schnee von echtem Schmutz wird eine Steigzeitauswertung der Störsignale vorgenommen. Eine Filmkamera hat bekanntlich die Eigenschaft, das Bild über die Dauer der Blenden- Öffnungszeit zeitlich zu integrieren. Das bewirkt, dass die Konturen bewegter Objekte nicht scharf, sondern verschmiert, genauer gesagt rampenförmig, abgebildet werden. Ein fliegender Ball ist dann nicht mehr rund, sondern in Bewegungsrichtung eiförmig verzerrt. Echter Filmschmutz hingegen weist in alle Richtungen eine scharfe Kontur mit systemkon formen Anstiegszeiten auf.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Filmabtasters mit einer Anordnung zur Störsignalbefreiung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Fehlererkennungsschaltung und zwei Laufzeitglieder,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, von denen eines durch Schmutzpartikel gestört ist, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein bewegtes großes Objekt mit zeitlicher Überlappung in allen drei Fernsehsignalen darstellen, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 5A ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein weißes bewegtes kleines Objekt mit zeitlicher Überlappung in aufeinanderfolgenden Bildern darstellen, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 5B ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein schwarzes bewegtes kleines Objekt mit zeitlicher Überlappung in aufeinanderfolgenden Bildern darstellen, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 6A ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein weißes bewegtes kleines Objekt mit zeitlicher Überlappung in aufeinanderfolgenden Bildern darstellen, und mit dazugehörigen weiteren Erkennungssignalen,

Fig. 6B ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein schwarzes bewegtes kleines Objekt mit zeitlicher Überlappung in aufeinanderfolgenden Bildern darstellen, und mit dazugehörigen weiteren Erkennungssignalen,

Fig. 7A ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein weißes bewegtes kleines Objekt ohne zeitliche Überlappung darstellen, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 7B ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, von denen eines durch einen weißen Schmutzpartikel gestört ist, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 7C ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, von denen ein anderes durch einen weißen Schmutzpartikel gestört ist, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, von denen zwei in der Grundhelligkeit geändert sind und eines durch einen weißen Schmutzpartikel gestört ist, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 9 eine Anordnung zur Störsignalbefreiung mit einem Hochpassfilter nach einer Fehlererkennungsschaltung

Fig. 10 eine Anordnung zur Störsignalbefreiung mit einem Hochpassfilter vor einer Fehlererkennungsschaltung

Fig. 11A ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein weißes bewegtes Objekt mit zeitlicher Überlappung darstellen und von denen eines durch einen weißen Schmutzpartikel auf dem bewegten Objekt gestört ist, und mit einem dazugehörigen Erkennungssignal,

Fig. 11B ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, die ein helles bewegten Objekt mit zeitlicher Überlappung in aufeinanderfolgenden Signalen darstellen und von denen eines durch einen weißen Schmutzpartikel auf dem bewegten Objekt gestört ist, und mit einem dazugehörigen Erkennungssignal,

Fig. 12 ein Zeitdiagramm mit Signalen dreier aufeinanderfolgender Fernsehbilder, von denen zwei in der Grundhelligkeit abweichen und eines durch einen weißen Schmutzpartikel gestört ist, und mit einem dazugehörigen Erkennungssignal,

Fig. 13 eine Anordnung zur Störsignalbefreiung mit zwei Steigzeitauswerteschaltungen,

Fig. 14 eine Anordnung zur Störsignalbefreiung mit einer Steigzeitauswerteschaltung,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Steigzeitauswerteschaltung für eine eindimensionale Auswertung,

Fig. 16A ein Zeitdiagramm mit einem Fernsehsignal, das ein schnell bewegtes Objekt wiedergibt, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 16B ein Zeitdiagramm mit einem Fernsehsignal, das einen weißen Schmutzpartikel mit langsamer Anstiegszeit wiedergibt, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen,

Fig. 16C ein Zeitdiagramm mit einem Fernsehsignal, das einen weißen Schmutzpartikel mit schneller Anstiegszeit wiedergibt, und mit dazugehörigen Erkennungssignalen und

Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Steigzeitauswerteschaltung für eine zweidimensionale Auswertung.

Fig. 1 zeigt einen Filmabtaster 1, bei dem ein in einem Abtaster 2 gewonnenes Video signal eines abgetasteten Filmes in einem Analog-Digital Umsetzer 3 in digitale Luminanz- und Chrominanzsignale umcodiert wird. In einer Anordnung 4 zur Störsignalbefreiung sind zwei Laufzeitglieder 5 und 6 angeordnet, die die digitalen Signale um die Dauer eines Fernsehbildes verzögern. Signale dreier aufeinander folgender Bildet n - 1, n und n + 1 werden als digitale Signale X, Y und Z einer Fehlererkennungsschaltung 7 zugeführt, untereinander verglichen und auf Störungen hin untersucht. Die Fehlererkennungs schaltung 7, im folgenden auch Schmutzerkennungsschaltung genannt, soll weißen und schwarzen Schmutz auf dem Film erkennen; sie gibt zwei Signale aus, ein Signal WD4 für weißen Schmutz und ein Signal BD4 für schwarzen Schmutz. Die Buchstabenkombi nationen WD und BD stehen als Abkürzungen für die englischsprachigen Begriffe White Dirt und Black Dirt. Die Amplitude dieser Signale entspricht der Amplitude des Stör signales. Das Signal Y des aktuellen Bildes n wird über ein Zeitverzögerungsglied 8 einem Subtrahierer 9 zugeführt. Des weiteren wird diesem Subtrahierer 9 das Signal WD4 für weißen Schmutz zugeführt, das mit der Amplitude des Störsignals identisch ist, und vom aktuellen Signal subtrahiert. Das Signal Y des aktuellen Bildes erreicht nach Verlassen des Subtrahierers 9 einen Addierer 10 und wird dort mit dem Signal BD4 für schwarzen Schmutz beaufschlagt, so dass ein störungsfreies Signal den Addierer 10 und die Anordnung 4 verlässt.

Fig. 2 zeigt die beiden Laufzeitglieder 5 und 6 und die Fehlererkennungsschaltung 7. Die Signale X, Y und Z werden einem Subtrahierer 11 zugeführt, in dessen oberer Hälfte 12 vom Signal Y das Maximum der Signale X und Z subtrahiert wird. Das Ergebnis wird als Signal WHT für eine Erkennung eines weißen Schmutzes, im folgenden auch heller Schmutz genannt, oder einer Bewegungserkennung für ein weißes Objekt, im folgenden auch helles Objekt genannt, Extraktionsschaltungen 13 und 14 zugeführt. Die Abkürzung WHT steht für den englischsprachigen Begriff white. Dabei ist folgende mathematische Formel in der oberen Hälfte 12 des Subtrahierers 11 angewandt:

WHT = MIN {(y - x), (y - z)}

Eine mathematische Umformung liefert eine einfachere Formel:

WHT = y - MAX (x, z).

Ein positiver Anteil wird als Signal WD1 von der Extraktionsschaltung 13 über ein Ver zögerungsglied 15 und von dort aus einem weiteren Subtrahierer 16 zugeführt. Von der zweiten Extraktionsschaltung 14 aus wird ein Signal WM1 für eine Bewegungserkennung eines weißen Objektes einer Maskierungsschaltung 17 zugeführt, die schaltungsbedingt eine Horizontal- und Vertikal-Verbreiterungsschaltung 18 und eine Horizontal- und Vertikal-Schrumpfungsschaltung 19 aufweist. Bei einer horizontalen Verbreiterung werden aufeinanderfolgende Impulse miteinander verglichen und bei geringem Abstand ver breitert. Für die vertikale Verbreiterung wird das Signal um eine oder mehrere Zeilen verzögert und Impulse im Bild übereinanderliegender Bildpunkte untereinander verglichen und bei geringem Abstand verbreitert. In der Schrumpfungsschaltung werden die ver breiterten Impulse wieder horizontal und vertikal geschrumpft. Zwischen der Ver breiterungs- und Schrumpfungsschaltung 18 und 19 tritt ein Signal WM2 auf. Die Buchstabenkombination WM steht als Abkürzung für den englischsprachigen Begriff white motion. In der Maskierungsschaltung 17 wird ein Maskierungssignal WM3 erzeugt, das einer Minimumschaltung 20 zugeführt wird. Von dort aus wird ein Signal MOT für eine Bewegungserkennung von weißen und dunklen Objekten dem Subtrahierer 16 zugeführt und von dem Signal WD2 subtrahiert. Die Abkürzung MOT steht für den englischsprachigen Begriff motion. Das in dem Subtrahierer 16 erzeugte Signal WD3 wird einer weiteren Extraktionsschaltung 21 zugeführt und verlässt dort als extrahiertes Störsignal WD4 für weißen Schmutz die Fehlererkennungsschaltung 7. Die Fehlererken nungsschaltung 7 weist des weiteren in dem Subtrahierer 11 eine untere Hälfte 22 auf, in der vom Minimum der Signale X, Z das Signal Y subtrahiert wird. Das so gewonnene Signal wird als Signal BLK für eine Erkennung eines schwarzen Schmutzes oder einer Bewegungserkennung für ein dunkles Objekt einer Extraktionsschaltung 23 und über ein Zeitverzögerungsglied 25 einem weiteren Subtrahierer 26 zugeführt. Die Buchstaben kombination BLK steht als Abkürzung für den englischen Begriff black. Dabei ist folgende mathematische Formel in der unteren Hälfte 22 des Subtrahierers 12 angewandt:

BLK = MIN {(x - y), (z - y)}

Eine mathematische Umformung liefert eine einfachere Formel:

BLK = MIN (x, z) - y.

Das Signal BLK wird über eine weitere Extraktionsschaltung 24 und einer weiteren Maskierungsschaltung 27 aus einer Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 28 und 29 der Minimumschaltung 20 zugeführt und bildet mit dem Signal WM3 ein Minimum, das ebenfalls als Signal MOT dem Subtrahierer 26 zugeführt wird. Das Signal MOT wird in dem Subtrahierer 26 von dem Signal BD2 subtrahiert, einer weiteren Extraktions schaltung 30 zugeführt und verlässt die Schaltung 30 als extrahiertes Störsignal BD4 für schwarzen Schmutz die Fehlererkennungsschaltung 7. Zwischen der Extraktionsschaltung 24 und der Verbreiterungsschaltung 28 tritt das Signal BM1, zwischen der Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 28 und 29 das Signal BM2 und am Ausgang der Maskierungsschaltung 27 das Signal BM3 auf. Die Buchstabenkombination BM steht als Abkürzung für den englischsprachigen Begriff black motion. Vor dem Zeitverzögerungs glied 25 tritt das Signal BD1 und dahinter das Signal BD2, nach dem Subtrahierer 26 das Signal BD3 auf.

Die Schaltungen und Schaltungsglieder 13-19 und 21 bilden eine erste Schaltungshälfte 31. Die Schaltungen und Schaltungsglieder 23-30 bilden eine zweite Schaltungshälfte 32, die symmetrisch zu der Schaltungshälfte 31 aufgebaut ist. Die Schaltungshälfte 31 detektiert ein durch weißen Schmutz gestörtes Signal und die Schaltungshälfte 32 ein durch schwarzen Schmutz gestörtes Signal. Die Minimumschaltung 20 verknüpft Ausgangssignale WM3 und BM3 beider Schaltungshälften 31 und 32 miteinander und gibt ein Signale MOT für beide Schaltungshälften 31 und 32 aus. Die Signale BLK, BM1, BM2, BM3, BD1, BD2, BD3, und BD4 entsprechen den Signalen WHT, WM1, WM2, WM3, WD1, WD2, WD3 und WD4. Die Signale WD1 und BD1, die von den Extraktionsschaltungen 13 und 23 ausgegeben werden, sind ein Maß für einen Helligkeits unterschied und damit für eine mögliche Störung. Die Signale WM1 und BM1, die von den Extraktionsschaltungen 14 und 24 ausgegeben werden, sind Anzeigesignale, die ent weder eine Störung oder eine Bewegung anzeigen. Nach den Extraktionsschaltungen 14 und 24 ist also entschieden, ob eine Störung oder eine Bewegung vorliegt und die ent sprechenden Signale WM1 und BM1 werden an die Maskierungsschaltungen 17 und 27 gegeben. Die Maskierungsschaltungen erzeugen für die Dauer der möglichen Bewegung Maskierungssignale WM3 und BM3. Die Minimumschaltung 20 minimiert die Dauer der Maskierungssignale, um nicht Bewegungssignale zu verhindern. Es wird somit ein bereinigtes Maskierungssignal MOT am Ausgang der Minimumschaltung 20 erzeugt, das das Störungssignal ungehindert passieren lässt und Bewegungssignale verdeckt. Die Ausgangssignale WD4 und BD4 sind ein Maß für eine vorliegende Störung und werden von der Schaltung 7 als Korrektursignale zur Korrektur des aktuellen Bildes n ausgegeben.

Die Funktion dieser Schaltung ist mit anderen Worten folgende: Aus den Signalen WHT und BLK wird das optimale Bewegungssignal MOT abgeleitet, und das Bewegungssignal wird dann mit den potentiellen Schmutz Signalen für Schwarz und Weiß verknüpft, um echten Schmutz zu erkennen. Zur Gewinnung der vorläufigen Schmutz- und Bewegungs signale WD1, BD1, WM1 und BM1 wird in den Extraktionsschaltungen 13, 14, 23 und 24 aus den Signalen WHT und BLK über die Funktionen größer Null und kleiner Null jeweils der positive und negative Anteil extrahiert. Die Bewegungssignale WM1 und BM1 werden zunächst horizontal und vertikal verbreitert und anschließend um den gleichen Betrag horizontal und vertikal geschrumpft. Das Verbreitern wird schaltungstechnisch mit einer zweidimensionalen Maximumsuche realisiert, während das Schrumpfen über eine zweidimensionale Minimumsuche erfolgt. Dies hat den Zweck, die Bewegungslücken bei nichtüberlappender Bewegung zu schließen. Die Größe der Verbreiterung und Schrumpfung, hängt von der zu erwartenden Bewegungsgeschwindigkeit ab, sie kann von außen einstellbar sein. Ein Wert, der sich in der Praxis bewährt hat, ist +/-8 Zeilen vertikal und +/-2 µs horizontal für Standardfernsehen mit 625 Zeilen und mit Zeilensprung. Wesentlich größere Werte machen keinen Sinn, da dann die Gefahr besteht, dass durch die Verbreiterung benachbarte Bewegungen miteinander verschmelzen und die Schmutz Erkennung für unbewegte Bildbereiche verhindert wird. Es ist auch sinnvoll, die Größe für die horizontale und vertikale Verbreiterung und Verschmälerung mit einer Automatik zu steuern, welche die globale Bewegung über mehrere Bilder misst. Dadurch können kritische Situationen, zum Beispiel bei Kameraschwenks, abgefangen werden, ohne dass ständig eine große Verbreiterung nötig ist. Über eine Minimum - Funktion wird anschließend das kleinere der beiden Bewegungssignale WM3 und BM3 ausgewählt. Dieses optimale Bewegungssignal MOT wird dann von den potentiellen Schmutz Signalen WD2 und BD2 subtrahiert. Verzögerungsglieder 15, 25 dienen als Laufzeitausgleich für die Verbreiterung und Verschmälerung der Bewegungssignale. Nach den Subtraktions stufen wird über die Funktion größer Null jeweils der positive Anteil extrahiert, um die endgültigen Signale WD4 und BD4 für Schmutz abzuleiten. Diese Signale stellen ein direktes Abbild der Schmutz Überlagerung dar und können linear vom Bild Y subtrahiert werden, um die Störung zu verdecken.

Alternativ kann auch für WD4 und BD4 ein 1-Bit Schaltsignal erzeugt werden, indem anstelle der größer Null Funktionen zwei Komparatoren mit einstellbaren Schwellwerten für weißen und schwarzen Schmutz eingesetzt werden. Mit diesen Schaltsignalen kann dann der Schmutz im Bild Y mittels eines geschalteten Medianfilters nichtlinear ausgestanzt werden.

Fig. 3 zeigt Signalverläufe innerhalb der vorhergehenden Schaltung 7 beim Auftreten von weißen und schwarzen Schmutzpartikeln. Die Signale X, Y und Z sind aufeinander folgen den Bildern n - 1, n und n + 1 entnommen und kennzeichnen denselben Ort innerhalb der aufeinander folgenden Bilder n - 1, n und n + 1, also innerhalb einer beliebigen Fernsehzeile denselben Bruchteil dieser Fernsehzeile. Weißer Schmutz, der das Bild n verfälscht und im Signal Y als positiver Impuls WS auftritt, ist durch einen positiven Impuls PA1, im folgen den auch positiver Anteil oder positiver Ausschlag genannt, im Signal WHT gekenn zeichnet, während schwarzer Schmutz, der das Bild n verfälscht und im Signal Y als negativer Impuls SS auftritt, durch einen positiven Impuls PA2 im Signal BLK erkannt wird. Die Signale BLK und WHT werden aus den Signalen MAX (X, Z) und MIN (X, Z) gewonnen, die innerhalb des Subtrahierers 11 erzeugt werden. Negative Impulse NA1 und NA2, im folgenden auch negative Anteile oder negative Ausschläge genannt, in den Signalen BLK und WHT deuten zwar auch auf das Auftreten von schwarzem bzw. weißem Schmutz hin, sie kennzeichnen aber auch das Auftreten von Bewegung. Da das Auftreten von Schmutz hinreichend durch die positiven Anteile PA1 und PA2 gekennzeichnet ist, sollen die negativen Anteile NA1 und NA2 der Signale WHT und BLK ausschließlich zur Bewegungserkennung herangezogen werden.

Fig. 4 zeigt die innerhalb der vorhergehenden Schaltung 7 auftretenden Signale X, Y und Z mit positiven Impulsen A_H, A_Y und A_Z für ein großes weißes bewegtes Objekt A. Die Objektbewegung hinsichtlich der Bewegungserkennung ist unkritisch, weil die Objektver schiebung in Relation zur Objektgröße klein ist. Beide Signale BLK und WHT liefern bei dem bewegten Objekt negative Impulse NA3, NA4, NA5 und NA6. Dies gilt sowohl für die Vorderkante AV des bewegten Objektes A als auch für die hintere Kante AH. Da die Bewegungsphasen von Bild zu Bild überlappend sind, liefern die Signale BLK und WHT auch keine Anzeigeimpulse für Schmutz.

Fig. 5A zeigt die Signale X, Y und Z mit positiven Impulsen B_X, B_Y und B_Z für ein kleines weißes bewegtes Objekt B und Fig. 5B die Signale X, Y und Z mit negativen Impulsen C_X, C_Y und C_Z für ein kleines schwarzes bewegtes Objekt C. Die Bewegungsge schwindigkeit ist gerade so groß, dass das Objekt von Bild zu Bild noch überlappt, während zum übernächsten Bild keine Überlappung mehr stattfindet. Die Signale WHT und BLK liefern jeweils einen positiven Impuls PAS1 und PAS2, was fälschlicherweise auf Schmutz schließen ließe. Beide Signale BLK und WHT zeigen aber auch negative Anteile NAB1, NAB2, NAB3 und NAB4 in der Umgebung der positiven Impulse PAS1 und PAS2, die potentiell Schmutz anzeigen, und geben somit einen Hinweis auf Bewegung. Die Signale MAX (x, z) und MIN (x, z) zeigen Impulse IS1, IS2, IS3 und IS4, die innerhalb des Subtrahierers 11 auftreten.

Fig. 6A zeigt ebenfalls die Signale X, Y und Z mit den positiven Impulsen B_X, B_Y und B_Z für das kleine weiße bewegte Objekt B und Fig. 6B ebenfalls die Signale X, Y und Z mit den negativen Impulsen C_X, C_Y und C_Z für das kleine schwarze bewegte Objekt C. Durch eine Verbreiterung von Bewegungsimpulsen BA1, BA2, BA3 und BA4 in den Bewegungs signalen WM1 und BM1 werden Bewegungslücken BL1 und BL2 geschlossen. Es ent stehen verbreiterte Impulse BA5 und BA6 in den Bewegungssignalen WM2 und BM2. Eine anschließende Schrumpfung der positiven Impulse BA5 und BA6 führt zu positiven Impulsen BA7 und BA8 innerhalb von Bewegungssignalen WM3 und BM3, die eine gewünschte Breite einnehmen und der ursprünglichen Bewegungsdauer DB entsprechen. Der Verlauf des Bewegungssignals MOT zeigt, beziehungsweise insbesondere Impulse IM1 und IM2 zeigen, dass ein zeitlich geringerer positiver Impuls BA9 und BA10 der Signale WM3 und BM3 ausgewählt ist und somit positive Impulse PAS3 und PAS4, die in Signal verläufen von WD1 und BD1 fehlerhaft Schmutz anzeigen, verdecken. Negative Impulse NA7, NA8, NA9 und NA10 innerhalb von finalen Signalen WD3 und BD3 für Schmutz sind kleiner als Null und somit unwirksam.

Damit ist ein optimales Bewegungssignal MOT generiert. Das heißt, Impulse des Bewegungssignals MOT sollen nur dann generiert werden, wenn die Gefahr einer fehler haften Schmutz Erkennung besteht. Impulse innerhalb von Bewegungssignalen sollen dann nicht generiert werden, wenn entweder WHT oder BLK negativ ist. Dies würde gemäß Fig. 5 und 6 einen viel zu breiten Impuls im Signal MOT erzeugen, oder gemäß Fig. 4 nicht notwendige Impulse innerhalb von Bewegungssignalen, da hier keine Gefahr einer fehlerhaften Schmutz Erkennung besteht.

Fig. 7A zeigt die Signale X, Y und Z mit positiven Impulsen D_X, D_Y und D_Z für ein kleines weißes Objekt D, dass so schnell bewegt ist, dass bereits von einem Bild zum nächsten keine Überlappung mehr vorhanden ist. Ein positiver Impuls IM3 im Verlauf des Bewegungssignals MOT ist gerade so breit wie nötig, um positive Impulse PAS5 und PAS6, die in den Signalen WHT und VWD 1 fehlerhaft Schmutz anzeigen, subtraktiv zu kompensieren. Im Signal WHT sind noch zusätzlich negative Impulse NA11 und NA12 erzeugt, die in dem Bewegungssignal WM1 als positive Impulse BA11 und BA12 und in dem Bewegungssignal WM3 als verbreiterter positiver Impuls BA13 auftreten. Bewegungs signale BM1 und BM3 weisen jeweils einen positiven Impuls BA14 und BA15 auf. Die Schaltung 7 beugt somit der Gefahr der Verschmelzung benachbarter positiver Impulse innerhalb des Bewegungssignals WM1 vor und ermöglicht die Schmutzerkennung auch in unmittelbarer Nähe eines bewegten Objektes D.

Fig. 7B zeigt die Signale X, Y und Z mit einem positiven Impuls PAS7 im aktuellen Signal Y zur Anzeige von weißem Schmutz. Im Signal WHT ist ein positiver Impuls PAS8 generiert. Es entsteht kein positiver oder negativer Impuls in dem Bewegungssignal MOT und somit wird der positive Impuls PAS9, der Schmutz anzeigt, in WD 1 voll wirksam. Das heißt, im Korrektursignal WD4 wird ein Korrekturimpuls KI1 erzeugt, der auf einen Ausgang der Schaltung 7 gegeben wird und die Schaltung 7 als Korrekturimpuls KI1 verlässt. Die positiven Impulse PA3 und PA4 in den Signalen BM1 und BM3 haben keinerlei Auswirkung.

In Fig. 7C ist das Auftreten eines positiven Impulses PAS10 in dem Signal X des Bildes n - 1 zur Anzeige von Schmutz gezeigt. Es entstehen weder positive Impulse in dem Schmutzanzeigesignal WHT und WD1, noch ein negativer Impuls in den Bewegungs signalen WM1, WM3, BM1, BM3 und MOT. Nur Signale Y des aktuellen Bildes n sind korrigierbar. Der negative Impuls NA13 in dem Signal WHT und die positiven Impulse PA5 und PA6 in den Signalen WM1 und WM3 haben keinerlei Auswirkungen.

Fig. 8 zeigt die Signale X, Y und Z. Das Signal X weist einen Amplitudenwert von 0 über einen längeren Zeitraum t auf. Das Signal Y weist eine Konstante KGHY1 mit einer Amplitude hY1 bezogen auf eine Nulllinie N und einen Impuls PAS11 auf, der weißen Schmutz anzeigt. Das Signal Z weist eine Konstante KGHZ1 mit einer Amplitude hZ1 bezogen auf eine Nulllinie N auf. In dem Signal WHT treten dementsprechend eine negative Konstante NK1 und ein positiver Impuls PAS12 und in dem Signal BLK eine negative Konstante NK2 und ein negativer Impuls NA15 auf. Somit ist auch eine Schmutzerkennung bei einer Änderung der Grundhelligkeit von Bild zu Bild möglich ist. Dies kann auftreten, wenn sich die Szenenbeleuchtung ändert, oder wenn ein Blendvor gang stattfindet. Eine Änderung der Grund-Luminanz tritt auch auf, wenn sich ein Objekt mit nicht-konstanter Helligkeit bewegt, oder wenn die Kamera über einen verlaufenden Hintergrund schwenkt. Auch Rauschen oder Film-Flackern, das bei historischem Film material auftritt, bewirkt eine Änderung der Grundhelligkeit von Bild zu Bild. Es ist kein Bewegungsschwellwert vorgesehen, die Schmutzerkennung hängt einzig und allein ab von einer Amplitudenrelation. Da sich ein positiver Impuls PAS13 mit einer Amplitude hS innerhalb des Signales WD1 gegenüber einer Konstanten PK1 mit einer Amplitude hG in dem Bewegungssignal MOT genügend abhebt, entsteht noch ein deutlich extrahierter positiver Impuls KI2 im Korrektursignal WD4 am Ausgang der Schmutzerkennungs schaltung 7, im folgenden auch Schmutzanzeigesignal oder Störsignal WD4 genannt.

Fig. 9 zeigt eine weitere Anordnung zur Störsignalbefreiung 40 mit zwei Laufzeitgliedern 41 und 42 und einer Fehlererkennungsschaltung 43. Die Fehlererkennungsschaltung 43 erkennt Störsignale und deren Amplitude und gibt die Störsignale als Signale WD4 und BD4 auf einen Subtrahierer 44. Der Subtrahierer 44 liefert ein drittes Störsignal DIRT, das auf eine Minimumschaltung 45 gegeben wird. Eine Minimum Funktion in der Minimumschaltung 45 liefert in diesem Fall den betragsmäßig kleineren Wert der beiden Eingangssignale beziehungsweise von dem kleineren Wert der beiden Eingangssignale den Absolutwert. Einerseits wird das Signal Y des aktuellen Bildes n einem Subtrahierer 46 direkt und andererseits über ein Horizontal- und Vertikal-Medianfilter 47 zugeführt, im folgenden auch HIV Medianfilter genannt. Das HIV Medianfilter 47 wirkt als Tiefpass filter. Der niederfrequente Anteil LP des Signals Y wird vom Gesamtsignal Y subtrahiert, so dass nur der hochfrequente Anteil HP des Signals Y an die Minimumschaltung 45 weitergegeben wird. Ein Signal MIN wird von der Minimumschaltung auf einen weiteren Subtrahierer 48 gegeben und dort vom Signal Y des aktuellen Bildes n subtrahiert. Der Subtrahierer 46 und das Medianfilter 47 bilden ein Hochpassfilter 49.

Die Funktion dieser Anordnung zur Störsignalbefreiung 40 ist folgende: Das Signal Y wird in einen Tiefpasskanal und einen komplementären Hochpasskanal aufgespaltet, wobei die Apertur des H/V Medianfilters so ausgelegt ist, dass alle Schmutzanteile im Hochpasskanal auftreten. Da das Hochpasssignal auch die gewollten hochfrequenten Bildanteile bein haltet, werden diese über die Minimum-Funktion mit dem Ausgangssignal DIRT des Schmutzdetektors ausmaskiert. Das Signal MIN enthält dann nur noch die Schmutzan teile, welche vom Hauptsignal Y subtrahiert werden. Die Schaltung 40 hat den Vorzug, dass die Wirkung der Schmutzverdeckung auf den schmalbandigen Hochpasskanal beschränkt ist, was bei fehlerhafter Schmutzverdeckung nur zum Verlust der hochfrequenten Bildinformation führt.

Das Schmutzsignal wird nur mit dem hochfrequenten Anteil des Bildes Y verknüpft. Um die Gefahr von Bewegungsartefakten zu verringern, ist die Verdeckung auf eine zu erwartende maximale Schmutz Größe beschränkt. Dazu wird über das H/V Medianfilter zunächst der Tiefpassanteil LP vom Hauptsignal Y gebildet, welcher durch Subtraktion von Y das Hochpass Signal HP liefert, das nur hochfrequente Bildanteile und Schmutz bis zu einer maximal zu erwartenden Größe enthält. Die Minimum Verknüpfung mit dem Schmutz Signal in der Minimumschaltung 45 extrahiert dann den maximal erwarteten Schmutz und subtrahiert diesen vom Hauptsignal Y. Eine Minimum Funktion in der Minimumschaltung 45 liefert in diesem Fall den betragsmäßig kleineren Wert der beiden Eingangssignale beziehungsweise von dem kleineren Wert der beiden Eingangssignale den Absolutwert.

Fig. 10 zeigt eine dritte Anordnung 50 zur Störsignalbefreiung mit zwei Laufzeitgliedern 51 und 52 sowie einer Fehlererkennungsschaltung 53. Die Laufzeitglieder 51 und 52 verzögern jeweils um die Dauer eines Fernsehbildes. Digitalisierte Videosignale liegen an einem Eingang 54 an und werden einem Hochpassfilter 55 aus einem Medianfilter 56 und einem Subtrahierer 57 zugeführt. Der hochfrequente Anteil HP der Videosignale wird dann direkt und über die Laufzeitglieder 51 und 52 als Signale X', Y' und Z' von drei aufeinander folgenden Bildern n - 1, n und n + 1 der Fehlererkennungsschaltung 53 zugeführt. Der hochfrequente Anteil wird in der Fehlererkennungsschaltung 53 auf Schmutz untersucht und zwei extrahierte Störsignale WD4 und BD4 verlassen die Schaltung 53, werden in einem Subtrahierer 58 zu einem dritten Störsignal DIRT zusammengefasst und in einem weiteren Subtrahierer 59 von dem ursprünglichen Signal Y, das von dem Eingang 54 aus über ein Zeitglied 60 geführt ist, abgezogen. Das Signal Y ist somit von dem Störsignal befreit und verlässt die Schaltung bereinigt an einem Ausgang 61.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Zur Fehlererkennung wird der Hochpassanteil des Eingangssignals herangezogen. Da somit das Ausgangssignal der Fehlererkennungs schaltung 52 bereits schmalbandig ist, kann das dritte Störsignal DIRT direkt vom Haupt signal Y subtrahiert werden. Der Übersichtlichkeit halber sind die Signalverzögerungen des H/V Medianfilters und der Fehlererkennungsschaltung 53 mit Null angenommen. In einer technischen Realisierung müssen natürlich diese Laufzeiten in den Parallelpfaden kompen siert werden. Ein Schmutzerkennungspfad ist genauso schmalbandig ausgeführt, wie ein Schmutzverdeckungspfad. Damit wird in vorteilhafter Weise Filmschmutz auch in bewegten Bildbereichen erkannt. Auf diese Weise wird vermieden, dass niederfrequente Helligkeitsschwankungen oder große Bild Details (egal ob bewegt oder unbewegt) in die Schmutzerkennung gelangen können. Lediglich bewegte Objekte bis zur Größe des erwarteten Filmschmutzes liefern einen Impuls in dem Bewegungskanal der Schmutz erkennung.

Ist nur der Hochpassanteil des Signales in der Fehlererkennungsschaltung 53 untersucht, so kann auch Schmutz in bewegten Bildbereichen erkannt werden. Dies kann zum Beispiel bei einer Änderung der Beleuchtung, bei Filmflackern, bei Blendvorgängen, bei einem bewegtem Objekt mit verlaufender Helligkeit und so weiter auftreten, also wenn die Grundhelligkeit von Bild zu Bild schwankt.

Fig. 11A zeigt die Signale X, Y und Z mit sich überlappenden Impulsen E_X, E_Y und E_Z und einen zusätzlichen Schmutzimpuls PAS14 auf dem Impuls Ey. Die Impulse E_X, E_Y und E_Z werden herausgefiltert, im Bewegungssignal MOT ist kein Impuls erzeugt, ein Korrekturimpuls KI3 im Signal WD4 korrigiert das aktuelle Bild Y. Hier überlappen E_X und E_Z.

Fig. 11B zeigt die Signale X, Y und Z mit sich von einem Bild zum nächsten überlappen den Impulsen F_X, F_Y und F_Z. Auch hier ist im Bewegungssignal MOT kein Impuls erzeugt. Bei einem kontraststarken Objekt, das bezogen auf seine Größe nur wenig bewegt ist, entsteht kein Impuls im Bewegungssignal MOT, und daher wird auf diesem Objekt befindlicher Schmutz erkannt. Im Störsignal WD4 tritt dementsprechend ein Korrektur impuls KI4 auf. Hier überlappen E_X und E_Z wegen schneller Bewegung nicht mehr.

Fig. 12 zeigt die Signale X, Y und Z. Das Signal X weist einen Amplitudenwert von 0 über einen längeren Zeitraum t auf. Das Signal Y weist eine Konstante KGHY2 mit einer Amplitude hY2 bezogen auf eine Nulllinie N und einen Impuls PAS16 auf, der weißen Schmutz anzeigt. Das Signal Z weist eine Konstante KGHZ2 mit einer Amplitude hZ2 bezogen auf eine Nulllinie N auf. Im Signal Y des aktuellen Bildes n wird durch den positiven Impuls PAS16 mit der Amplitude hPAS16 ein Schmutzpartikel angezeigt. Gleichzeitig ist eine Änderung der Grundhelligkeit eingetreten und in den Signalen Y und Z ist eine konstante Grundhelligkeit KGHY2 mit einer Amplitude hY2 und eine konstante Grundhelligkeit KGHZ2 mit einer Amplitude hZ2 bezogen auf die Nulllinien N vor handen. Eine Amplitude hKI5 des Störsignals WD4 bleibt von bewegten Bildbereichen unbeeinflusst und der Korrekturimpuls KI5 tritt am Ausgang der Anordnung 50 zur Störsignalbefreiung in voller Größe auf, weil die niederfrequenten Komponenten KGHZ2 und KGHY2 im Bewegungssignal bereits vorher ausgefiltert werden. Die Amplitude hKI5 entspricht der Amplitude hPAS16 minus der Amplitude hY2.

Fig. 13 zeigt eine vierte Anordnung 70 zur Störsignalbefreiung mit zwei Laufzeitgliedern 71 und 72 sowie einer Fehlererkennungsschaltung 73. An einem Eingang 74 anliegende digitalisierte Videosignale werden einem Hochpassfilter 75 aus einem Medianfilter 76 und einem Subtrahierer 77 zugeführt. Der hochfrequente Anteil der Videosignale wird über die Bildspeicher 71 und 72 als Signale X, Y und Z von drei aufeinander folgenden Bildern n - 1, n und n + 1 der Fehlererkennungsschaltung 73 zugeführt. Der hochfrequente Anteil wird in der Fehlererkennungsschaltung 73 auf Schmutz untersucht. Zwei von der Schaltung 73 abgegebene extrahierte Störsignale WD4 und BD4 werden in einem Subtrahierer 78 zusammengefasst. Gleichzeitig werden die beiden Signale WD4 und BD4 jeweils einer Steigzeitauswertungsschaltung 79 und 80 zugeführt. Die Ausgangssignale werden in einem Oder -Gatter 81 miteinander verknüpft. Das resultierende Ausgangssignal F-MOT wird als Schaltsignal an einen Multiplexer 82 angelegt. Gleichzeitig geht ein Ausgangssignal DIRT von dem Subtrahierer 78 über ein Zeitverzögerungsglied 83 auf den 0-Eingang des Multiplexers 82. Das daraus resultierende Signal wird einem Subtrahierer 84 zugeführt; es korrigiert das Videosignal V, das über Zeitverzögerungsglieder 85, 86 ebenfalls dem Subtrahierer 84 zugeführt wird.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Die Schaltung sieht eine separate Bewegungs detektion für schnelle weiße bzw. schwarze Objekte vor. Entsprechend werden die beiden Steigzeitauswerteschaltungen 79 und 80 mit den Signalen WD4 und BD4 angesteuert. Die Ausgangssignale der Steigzeitauswerteschaltungen 79 und 80 werden über das Oder- Gatter 81 zu dem Signal F-MOT verknüpft, welches das Signal DIRT über den Multi plexer 82 auf Null legt, wodurch die Verdeckung abgeschaltet wird, wenn einer der beiden Steigzeitauswerteschaltungen 79 und 80 anspricht.

Fig. 14 zeigt eine fünfte Anordnung 90 zur Störsignalbefreiung mit zwei Laufzeitgliedern 91 und 92 sowie einer Fehlererkennungsschaltung 93. Digitalisierte Videosignale, die an einem Eingang 94 anliegen und werden einem Hochpassfilter 95 aus einem Medianfilter 96 und einem Subtrahierer 97 zugeführt. Der hochfrequente Anteil der Videosignale wird über die Bildspeicher 91 und 92 als Signale X, Y und Z von drei aufeinander folgenden Bildern n - 1, n und n + 1 der Fehlererkennungsschaltung 93 zugeführt. Der hochfrequente Anteil wird in der Fehlererkennungsschaltung 93 auf Schmutz untersucht, zwei extrahierte Störsignale WD4 und BD4 verlassen die Schaltung 93 und werden in einem Subtrahierer 98 zusammengefasst. Das Ausgangssignal Dirt wird einerseits über ein Zeitverzögerungs glied 99 auf einen 0-Eingang eines Multiplexers 100 gegeben und andererseits über eine Schaltung 101, die einen Absolut Wert bildet, einer Schaltung 102 zugeführt, die eine Steigzeit auswertet. Das so ausgewertete Signal schaltet den Multiplexer 100. Von dort aus gelangt das Signal DIRT zu einem Subtrahierer 103 und wird von Signal Y des aktuellen Bildes n subtrahiert, das dem Subtrahierer 103 über Zeitverzögerungsglieder 104, 105 zugeführt wird. Ein von Störsignalen befreites Signal Y verlässt den Subtrahierer 103.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Diese Schaltungsvariante, die zunächst den Absolutwert des Signals DIRT bildet, womit schwarze und weiße Objekte als positive Größen dargestellt werden, ist weniger aufwendig. Es reicht dann eine Steigzeitauswerte schaltung 102 zur Erkennung schneller Bewegungen, wenn man davon ausgeht, dass nicht gleichzeitig eine Übererkennung von schwarzen und weißen Objekten auftritt.

Fig. 15 zeigt eine Steigzeitauswerteschaltung 109, die als Schaltung 79, 80 oder 102 Ver wendung finden kann. Die Steigzeitauswerteschaltung 109 wertet ausschließlich horizontal bewegte Objekte aus. Ein Videosignal A wird einem Subtrahierer 110 direkt und indirekt über ein Verzögerungsglied 111 zwei Bildpunkte verzögert zugeführt. Die Werte werden voneinander subtrahiert und an ein Absolut-Wert-Glied 112 weitergereicht. Von dort aus gelangt das Signal über eine Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 113 zu einem Komparator 114, der das Signal mit dem über ein Zeitverzögerungsglied 115 geführten Einganssignal A vergleicht. An einem Ausgang des Verzögerungsgliedes 111 steht ein Signal B, an einem Ausgang des Subtrahierers 110 ein Signal C, an einem Ausgang des Absolut-Wert-Gliedes 112 ein Signal D und an einem Ausgang der Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 113 ein Signal E an.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Das Signal A ist mit 8 Bit quantisiert und stellt das lineare Abbild von weißem Schmutz dar. Es kann aber auch bei einer Übererkennung einen schnell bewegten weißen Ball beinhalten. Die Schaltung bildet durch Subtraktion des um zwei Bildpunkte verzögerten Eingangssignals den Absolutwert der Ableitung in hori zontaler Richtung. Die Amplitude des Signals D ist proportional zur horizontalen Anstiegszeit des Objektes Schmutz oder Ball. Die nachfolgende Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 113 soll die Lücke zwischen steigender und fallender Flanke schließen. Der Komparator 114 vergleicht das Eingangssignal A' mit der Amplitude der Ableitung E und liefert ein Anzeigesignal F, welches schnell bewegte Objekte, wie einen Ball, kennzeichnet.

Fig. 16A zeigt die Signale A', D, E und F, die in der vorhergehenden Schaltung 109 auf treten. Ein treppenförmiger Impuls TR1 mit vier Stufen im Signal A' symbolisiert einen schnell fliegenden Ball, der durch die zeitliche Bewegungsintegration eine sehr geringe Anstiegszeit aufweist. Der treppenförmige Impuls TR1 wird im Subtrahierer 110 und im Absolutwert-Glied 112 umgewandelt. Am Ausgang des Gliedes 112 erscheint als Signal D ein zweiter abgeflachter treppenförmiger Impuls TR2 mit einer Eindellung D1. Dieser Impuls TR2 wird in der Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 113 zu einem podestförmiger Impuls P1 umgewandelt, der am Ausgang der Schaltung 113 als Signal E auftritt. Am Ausgang der Schaltung 109 erscheint ein Impuls ST1, der den schnell fliegenden Ball als solchen definiert und eine Schmutzkorrektur des aktuellen Bildes n verhindert.

Fig. 16B zeigt ebenfalls die Signale A', D, E und F. Ein treppenförmiger Impuls PAS17 im Signal A' weist zwei Stufen auf und stellt Schmutz mit langsamer Anstiegszeit dar. Im Signal D treten dementsprechend zwei treppenförmige Impulse TR3 und TR4 und im Signal E ein podestförmiger Impuls P2 auf. Am Ausgang der Schaltung tritt kein Impuls auf, wie im Signalverlauf von F gezeigt.

Fig. 16C zeigt ebenfalls die Signale A', D, E und F. Ein Impuls PAS18 im Signal A' stellt Schmutz mit schneller Anstiegszeit dar. Im Signal D treten dementsprechend zwei positive Impulse PA7 und PA8 und im Signal E ein positiver Impuls PA9 auf. Am Ausgang der Schaltung tritt kein Impuls auf, wie im Signalverlauf von F gezeigt.

Das Signal D stellt den Absolutwert der horizontalen Ableitung dar. Im Signal E sind die Lücken zwischen den ansteigenden und abfallenden Flanken geschlossen. Nur im Falle des fliegenden Balles erreicht das Eingangssignal A' eine höhere Amplitude als die Ableitung E, und der Komparator liefert ein Bewegungssignal. Der Impuls ST1 im Signal F kann um ein bis zwei Pixel verbreitert werden und dazu verwendet werden, um das Objekt Ball vollständig zu umschließen und um schnell bewegte Objekte aus der Fehlererkennung auszuschließen.

Fig. 17 zeigt eine zweite Steigzeitauswerteschaltung 119, die ebenfalls als Schaltung 79, 80 oder 102 Verwendung finden kann. Die Steigzeitauswerteschaltung 119 wertet horizontal und vertikal aus. Ein Videosignal A wird auf eine Zeilenverzögerungsschaltung 120 gegeben, die das Videosignal um eine Zeile verzögert. Das so verzögerte Signal wird einerseits direkt und andererseits indirekt über ein Zeitglied 121 um zwei Bildpunkte verzögert auf einen Subtrahierer 122 gegeben. Der Subtrahierer 22 subtrahiert den einen Wert von dem anderen und bildet von dem Differenzwert den Betrag. Von dem Ausgang des Subtrahierers 122 gelangt ein Ausgangssignal AH auf eine Horizontal Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 123 und von dort aus auf einen Komparator 124. Das um zwei Bildpunkte im Zeitglied 121 verzögertes Signal wird nochmals in einem weiteren Zeilenverzögerungsglied 125 um eine Bildzeile verzögert und über ein weiteres Zeitglied 126 einerseits auf den Horizontal Komparator 124 und andererseits auf einen Vertikal Komparator 127 gegeben. Das Videoeingangssignal A wird auf einen Subtrahierer 128 gegeben, der das Videosignal A von dem Signal aus dem Zeilenverzögerungsglied 125 subtrahiert und nach der Subtraktion den Absolutwert von der Differenz bildet. Von dem Subtrahierer 128 geht ein Ausgangssignal AV auf eine Vertikal Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung 129 und von dort aus auf den Vertikalkomparator 127. Die Ausgänge des Horizontalkomparator 124 und des Vertikalkomparators 127 geben ihre Signale KV und KH an ein Oder -Gatter 130. Das im Oder -Gatter 130 verknüpfte Signal F wird dann auf eine Horizontal- und Vertikal-Verbreiterungsschaltung 131 gegeben und von dort aus verlässt ein Ausgangssignal F' diese Horizontal- und Vertikal-Steigzeitaus werteschaltung 119.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Mit einer Erweiterung auf zwei Dimensionen können auch diagonal oder vertikal bewegte Objekte anhand ihrer Steigzeit erkannt werden. Dazu wird wie bei der horizontal auswertenden Steigzeitauswerteschaltung die horizontale Ableitung AH durch die Zwei-Bildpunkte-Differenz gebildet und die vertikale Ableitung AV durch Zwei-Zeilendifferenz. Die Absolutwerte werden horizontal beziehungsweise vertikal verbreitert und anschließend um den gleichen Betrag ver schmälert, um die Lücke zwischen ansteigender und abfallender Flanke aufzufüllen. Die Komparatoren KH und KV prüfen, ob das Eingangssignal A' größer als eine der beiden Ableitungen H oder V ist. Ist dies der Fall, so liegt offenbar ein schnell bewegtes Objekt vor, beziehungsweise eine Übererkennung der Fehlererkennungsschaltung. Das ent stehende Anzeigesignal F wird abschließend horizontal und vertikal verbreitert, um das bewegte Objekt sicher zu umschließen. Das resultierende Anzeigesignal F' kann dazu verwendet werden, um die Fehlererkennungsschaltung partiell abzuschalten.

Claims

1. Verfahren zur Befreiung von Störungen in einem Videosignal, wobei Bildinhalte mindestens eines einem aktuellen Bildes (N) zeitlich vorangehenden Bildes und eines einem aktuellen Bild (N) zeitlich folgenden Bildes verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch Fehlererkennung ein Korrektursignal (WD4, BD4) erzeugt wird und dass das Korrektursignal (WD4, BD4) dem Videosignal im Sinne einer Korrektur zugesetzt wird.

2. Verfahren zur Verarbeitung von Videosignalen (X, Y, Z) mit einer Anordnung (4, 50, 70, 90) zur Störsignalbefreiung, die eine Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) aufweist, durch Vergleich von Bildinhalten mindestens eines dem aktuellen Bild (N) vorangehenden Bildes (N - 1) und mindestens eines dem aktuellen Bild (N) folgenden Bildes (N + 1), dadurch gekennzeichnet, dass in der Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) ein Störsignal (WD4, BD4) extrahiert und anschließend das Videosignal (Y) korrigiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch weißen Schmutz und ein durch schwarzen Schmutz verursachtes Störsignal (WD4, BD4) in Schaltungshälften (31, 32) gleichzeitig extrahiert werden (Fig. 2).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Videosignal (Y) mit dem durch den weißen Schmutz verursachten Störsignal (WD4) und mit dem durch schwarzen Schmutz verursachten Störsignal (BD4) nacheinander beaufschlagt wird (Fig. 1).

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das durch weißen Schmutz verursachte Störsignal (WD4) und das durch schwarzen Schmutz verursachte Störsignal (BD4) in einem Subtrahierer (44, 58, 78, 98) zu einem dritten Störsignal (DIRT) zusammengeführt werden (Fig. 9 und 10).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Videosignal hochpassgefiltert wird, danach das dritte Störsignal (DIRT) mit dem hochpassgefilterten Videosignal beaufschlagt und anschließend das beaufschlagte dritte Störsignal (DIRT) von dem Videosignal subtrahiert wird (Fig. 9).

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Videosignal vor der Fehlererkennung hochpassgefiltert wird (Fig. 10).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fehlererkennung das dritte Störsignal (DIRT) auf eine Steigzeit hin untersucht wird (Fig. 13 und 14).

9. Gerät zur Verarbeitung von Videosignalen (X, Y, Z) mit einer Anordnung (4, 50, 70, 90) zur Störsignalbefreiung, die eine Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) aufweist, durch Vergleich von Bildinhalten mindestens eines dem aktuellen Bild (N) vorangehenden Bildes (N - 1) und mindestens eines, dem aktuellen Bild (N) folgenden Bildes (N + 1), dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) ein Störsignal (WD4, BD4) extrahiert und das Videosignal (Y) in der Anordnung (4, 50, 70, 90) zur Störsignalbefreiung korrigierbar ist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) einen Subtrahierer (11) aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) eine Extraktionsschaltung (13, 23) zur Extraktion des Störsignals (WD4, BD4) aufweist.

12. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) eine weitere Extraktionsschaltung (14, 24) zur Extraktion eines Bewegungssignals (WM1, BM1) aufweist.

13. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererkennungsschaltung (7, 43, 53, 73, 93) eine Maskierungsschaltung (17, 27) aufweist.

14. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (40, 50, 70, 90) zur Störsignalbefreiung einen Hochpassfilter (49, 55, 75, 95) aufweist.

15. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (70, 90) zur Störsignalbefreiung eine Steigzeitauswerteschaltung (79, 80, 102, 109, 119) aufweist.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigzeitauswerteschaltung (109, 119) ein um zwei Bildpunkte verzögerndes Verzögerungsglied (111, 121) aufweist.

17. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigzeitauswerteschaltung (109, 119) einen Komparator (114, 124, 127) aufweist.

18. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigzeitauswerteschaltung (119) um zwei Zeilen verzögernde Verzögerungsschaltungen (120, 125) aufweist.

19. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigzeitauswerteschaltung (109, 119) eine Verbreiterungs- und Schrumpfungsschaltung (113, 126, 129, 131) aufweist.