DE10114818A1

DE10114818A1 - Adaptives Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung eines zur Bildung eines Fernsehbildes dienenden Luminanzsignals

Info

Publication number: DE10114818A1
Application number: DE2001114818
Authority: DE
Inventors: Peter Rieder; Guenter Scheffler
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives Verfahren zur Versteilerung von Flanken eines zur Bildung eines Fernsehbildes dienenden Luminanzsignals, wobei aus dem Luminanzsignal erfindungsgemäß wenigstens ein Tiefpasssignal und ein Hochpasssignal erzeugt werden und wobei das Hochpasssignal abhängig von dessen Amplitude verstärkt wird. DOLLAR A Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbei tung eines zur Bildung eines Fernsehbildes dienenden Lumi nanzsignals und eine Vorrichtung zur Durchführung eines sol chen Verfahrens.

Ein herkömmliches Farbfernsehbild wird aus einem Luminanz signal, das Helligkeitsinformationen enthält, und üblicher weise zwei Chrominanzsignalen, die Farbinformationen enthal ten, gebildet, wobei die vorliegende Erfindung die Bearbei tung des Luminanzsignals betrifft.

Das Luminanzsignal wird bandbreitenbegrenzt übertragen, wobei diese Bandbegrenzung den Kontrast des Fernsehbildes beein flusst. Die Helligkeitsinformationen liegen zeilenweise in dem Luminanzsignal vor, das heißt zeitlich aufeinanderfolgen de Werte des Luminanzsignals enthalten Helligkeitsinformatio nen für in einer Zeile des Fernsehbildes aufeinanderfolgende Bildpunkte (Pixel). Ein Helligkeitswechsel zwischen benach barten Pixeln einer Zeile resultiert dabei aus einer Änderung der Amplitude des Luminanzsignals. Die Bandbegrenzung bei der Übertragung des Luminanzsignals begrenzt die Steilheit der Flanken des Luminanzsignals, so dass keine beliebigen Hellig keitsunterschiede zwischen benachbarten Pixeln darstellbar sind. Besonders deutlich wird diese Bandbegrenzung an Hellig keitskanten im Bild, an denen ein abrupter Helligkeitsüber gang erwünscht ist, an dem der Helligkeitsübergang tatsäch lich aber kontinuierlich über mehrere Pixel verläuft.

Zur Versteilerung der Flanken des Luminanzsignals und somit zur Steigerung des Helligkeitskontrastes ist es bekannt, die Helligkeitssignale mittels eines sogenannten "Peaking- Filters", wie es in Fig. 1 dargestellt ist, zu filtern.

Durch das Peaking-Filter werden hohe Frequenzanteile der Bildsignale in ihrer Amplitude angehoben. Dies erfolgt durch Filterung des Luminanzsignals l(k) mittels eines Hochpassfil ters HP und/oder eines Bandpassfilters BP, Verstärken der Filterausgangssignale hp(k), bp(k) mit konstanten Verstär kungsfaktoren a1, a2 und anschließendes Addieren der ver stärkten Filterausgangssignale zu dem ursprünglichen, mittels eines Verzögerungsglieds T verzögerten Luminanzsignals l(k).

Problematisch ist hierbei, dass vor und nach Flanken des mit tels des Peaking-Filters gefilterten Filtersignals Über schwinger oder Unterschwinger auftreten, so dass neben einer Versteilerung der Flanken des Luminanzsignals auch die Ampli tudendifferenz zwischen dem größten und kleinsten Wert an der steigenden oder fallenden Flanke vergrößert wird, was zu ei ner weiteren Steigerung des Kontrasts beiträgt. Derartige Un ter- und Überschwinger des Helligkeitssignals stimulieren das menschliche Auge bei der Betrachtung eines aus dem Hellig keitssignal resultierenden Bildes, den Helligkeitsübergang kontrastreicher zu empfinden wobei die Über- und Unterschwin ger je nach Helligkeitskontrast mehr oder weniger angenehm empfunden werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ei ne Vorrichtung zur Bearbeitung eines zur Bildung eines Fern sehsignals dienenden Helligkeitssignals zur Verfügung zu stellen, wobei ein aus dem bearbeiteten Helligkeitssignal re sultierendes Bild keine unnatürlich wirkenden durch Über- oder Unterschwinger hervorgerufene Helligkeitssprünge auf weist.

Dieses Ziel wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des An spruchs 11 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, das Hel ligkeitssignal mittels eines Bandpassfilters und/oder eines Hochpassfilters zu filtern und ein Filterausgangssignal ab hängig von dessen Amplitude zu verstärken. Vorzugsweise wer den aus dem Luminanzsignal mittels eines Analysefilters we nigstens zwei Signalanteile gebildet, von denen einer abhän gig von dessen Amplitude verstärkt wird und wobei der ver stärkte Signalanteil und der nicht verstärkte Signalanteil anschließend mittels eines Synthesefilters zur Bildung des bearbeiteten Helligkeitssignals zusammengeführt werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht dabei vor, aus dem Luminanzsignal mittels des Analysefilters einen Tiefpassan teil und einen Hochpassanteil zu erzeugen und den Hochpassan teil abhängig von dessen Amplitude zu verstärken. Eine weite re Ausführungsform sieht vor, aus dem Luminanzsignal mittels des Analysefilters einen Tiefpassanteil, einen Bandpassanteil und einen Hochpassanteil zu erzeugen, und den Hochpassanteil und den Bandpassanteil abhängig von deren Amplituden zu ver stärken. Das Analysefilter weist zur Erzeugung des Hochpass anteils, des Bandpassanteils und des Tiefpassanteils ein Hochpassanalysefilter, ein Bandpassanalysefilter und ein Tiefpassanalysefilter auf.

Das Luminanzsignal liegt vorzugsweise als zeitdiskretes Sig nal vor, das verwendete Analysefilter ist dementsprechend ein digitales Filter.

Die Amplitude des Hochpassanteil und des Bandpassanteils ent hält eine Information über die aktuelle Steigung des Lumi nanzsignals, das heißt die Amplitude des Hochpass- und Band passanteils ist von dieser Steigung abhängig. Die amplituden abhängige Verstärkung des Hochpassanteils und des Bandpassan teils ermöglicht es, die Steigung in Abschnitten des Hellig keitssignals an denen die Steigung bereits hoch ist, weniger stark zu erhöhen als in Bereichen, in denen die Steigung ge ringer ist. Das Versteilern der Flanken des Luminanzsignals erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren damit kontrast adaptiv, das heißt angepasst an die Steigung des unbearbeite ten ursprünglichen Helligkeitssignals bzw. angepasst an den durch das Helligkeitssignal hervorgerufenen Helligkeitskon trast in dem Bild.

Das Hochpassfilter ist vorzugsweise als Differenzierer ausge bildet, der für jeden seiner Ausgangsignalwerte die Differenz aus einem momentanen Signalwert des Luminanzsignals und einem benachbarten vorhergehenden Signalwert bildet. Die Amplitude des Ausgangssignals des Hochpassfilters ist dann proportional zu der momentanen Steigung des Luminanzsignals. Das Bandpass filter ist vorzugsweise als Differenzierer ausgebildet der jeweils den Mittelwert aus einem Paar zweier benachbarter Signalwerte des Luminanzsignals bildet und davon den Mittel wert des benachbarten vorherigen Paares von zwei Signalwerten abzieht.

Die Verstärkung der Ausgangssignale des Hochpassfilters und des Tiefpassfilters erfolgt vorzugsweise derart, dass Ver stärkungsfaktoren, mit dem die Filterausgangssignale multip liziert werden, mit zunehmender Amplitude der Filterausgangs signale kleiner werden, so dass steile Flanken weniger und weniger steile Flanken mehr verstärkt werden.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die Amplitude der Filterausgangssignale in wenigstens zwei Abschnitte zu unterteilen und diese Abschnit te unterschiedlich zu verstärken. Ist die Amplitude dabei kleiner als ein erster Schwellenwert, so wird das Signal mit einem ersten Verstärkungsfaktor verstärkt, ist die Amplitude größer als der erste Schwellenwert, so wird der unterhalb des Schwellenwertes liegende Signalanteil mit dem ersten Verstär kungsfaktor und der über den ersten Schwellenwert hinausge hende Anteil mit einem zweiten Verstärkungsfaktor verstärkt. Mittels einer Unterteilung der Filterausgangssignale in eine Vielzahl von Abschnitten für die eine unterschiedliche Ver stärkung verwendet wird, lassen sich auf diese Weise beliebi ge Verstärkungskennlinien erzeugen.

Vorzugsweise werden Ausgangssignale des Hochpassfilters und des Bandpassfilters, die unterhalb eines vorgegebenen Schwel lenwertes liegen, zu Null gesetzt, da angenommen werden kann, dass Schwankungen des Luminanzsignals mit einer sehr geringen Steigung, die zu Ausgangssignalen des Hochpassfilters oder des Bandpassfilters mit sehr kleinen Amplituden führen, aus einem dem Helligkeitssignal überlagerten störenden Rauschsig nal resultieren. Das Verfahren dient auf diese Weise auch zur Rauschunterdrückung.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei spielen anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung mit einem Analysefilter, einer Verstärkeranordnung und einem Synthesefilter zur Durchführung des erfindungsgemä ßen kontrastadaptiven Bearbeitungsverfahrens für ein Luminanzsignal,

Fig. 3 ein Signalpfad-Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Analysefilters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein Signalpfad-Diagramm zur Veranschaulichung eines auf das Analysefilter gemäß Fig. 3 abgestimmten Synthesefilters,

Fig. 5 eine Übertragungskennlinie der Verstärkeranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der in der Verstärkeranordnung durchgeführten amplitudenabhän gigen Verstärkung,

Fig. 7 eine Übertragungskennlinie der Verstärkeranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 8 Realisierung einer Vorrichtung nach Fig. 1 mittels orthogonalen Haar-Filtern.

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchfüh rung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontrastadaptiven Verstärkung eines Luminanzsignals.

Die Vorrichtung weist ein Analysefilter AF auf, dem das dis krete Luminanzsignal s(k) zugeführt ist. Dieses diskrete Lu minanzsignal s(k) wird beispielsweise durch Abtastung in gleichmäßigen Zeitabständen aus einem kontinuierlichen Lumi nanzsignal erzeugt. An Ausgängen des Analysefilters AF stehen in dem Beispiel ein durch Tiefpassfilterung gewonnenes Tief passsignal ll(k), ein durch Bandpassfilterung gewonnenes Bandpasssignal lh(k) und ein durch Hochpassfilterung gewonne nes Hochpasssignal hh(k) zur Verfügung. Das Analysefilter AF weist zur Hochpassfilterung des Luminanzsignals s(k) ein Hochpassfilter AF10, zur Bandpassfilterung ein Bandpassfilter AF20 und zur Tiefpassfilterung ein Tiefpassfilter AF30 auf.

Dem Hochpassfilter AF10 ist eine erste Verstärkeranordnung V1 nachgeschaltet, der das Hochpasssignal hh(k) zugeführt ist, und an deren Ausgang ein verstärktes Signal hh'(k) zur Verfü gung steht. Dem Bandpassfilter (AF20) ist eine zweite Ver stärkeranordnung V2 nachgeschaltet, der das Bandpasssignal lh(k) zugeführt ist und an deren Ausgang ein verstärktes Sig nal lh'(k) zur Verfügung steht. Zur Bildung eines Ausgangs signals, dass heißt eines bearbeiteten Helligkeitssignals weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Synthesefilter SF auf, der das verstärkte Hochpasssignal hh'(k), das verstärkte Bandpasssignal lh'(k) und das Tiefpasssignal ll(k) zugeführt ist. Das Synthesefilter SF weist in dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ein erstes Synthesefilter SF11, dem das ver stärkte Hochpasssignal hh'(k) zugeführt ist, ein zweites Syn thesefilter SF21, dem das verstärkte Bandpasssignal lh'(k) zugeführt ist, und ein drittes Synthesefilter SF31, dem das Tiefpasssignal LL(k) zugeführt ist. Ausgangssignale p1(k), p2(k), p3(k) der Synthesefilter SF11, SF21, SF31 werden mit tels eines Addierers AD zur Bildung des Ausgangssignals p(k) miteinander addiert.

Die Übertragungsfunktionen H10(z) des Hochpassfilters AF10, H20(z) des Bandpassfilters AF20 und H30(z) des Tiefpassfil ters AF30 und die Übertragungsfunktionen H11(z) des ersten Synthesefilters SF11, H21(z) des zweiten Synthesefilters SF21 und H31(z) des dritten Synthesefilters SF31 sind so aufeinan der abgestimmt, daß das Eingangssignal s(k) der erfindungsge mäßen Filteranordnung mit dem Ausgangssignal p(k) überein stimmt, wenn die Verstärkungsfaktoren der Verstärkeranordnun gen V1, V2 Eins sind, dass heißt wenn hh(k) = hh'(k) und lh(k) = lh'(k) gilt, wobei sich das Eingangssignal s(k) und das Ausgangssignal p(k) allenfalls durch einen konstanten Multi plikationsfaktor unterscheiden dürfen und das Ausgangssignal p(k) allenfalls gegenüber dem Eingangssignal s(k) verzögert sein darf.

Das Hochpassfilter AF10 ist vorzugsweise als Differenzierer mit einer Übertragungsfunktion H1(z) = 1-z^-1 ausgebildet. Für einen beliebigen Wert hh(x) der am Ausgang des Hochpassfil ters AF10 anliegenden Hochpasssignalfolge h(k) gilt dann:
hh(x) = s(x)-s(x-1).

Die einzelnen Werte der Hochpasssignalfolge hh(k) entsprechen damit der Steigung zwischen einem Signalwert der Eingangssig nalfolge s(k) und dem jeweils vorherigen Signalwert. Die Hochpasssignalfolge hh(k) enthält damit eine Information be züglich der Steigung des Eingangssignals s(k), dass heißt des Luminanzsignals. Das Bandpassfilter AF20 ist vorzugsweise ebenfalls als Differenzierer ausgebildet, für dessen Übertra gungsfunktion gilt:

H20(z) = 1+z^-1-z^-2-z^-3.

Für einen Wert lh(x) der Bandpasssignalfolge lh(k) wird in dem Bandpassfilter AF20 somit die Summe aus einem Paar zweier benachbarter Signalwerte der Eingangssignalfolge s(k) gebil det und davon die Summe des vorherigen Paares zweier benach barter Signalwerte der Eingangssignalfolge s(k) subtrahiert, dass heißt:

lh(x) = (s(x)+s(x-1)) - (s(x-2)+s(x-3)).

Das Bandpasssignal l(k) enthält damit Informationen bezüglich der Steigung zwischen aufeinander folgenden Mittelwerten, die jeweils aus zwei benachbarten Signalwerten gebildet werden.

Das Tiefpassfilter ist vorzugsweise ein Filter, welches den Mittelwert aus aufeinanderfolgenden Signalwerten der Ein gangssignalfolge s(k) bildet. Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass für die Übertragungsfunktion H30(z) des Tiefpasssignalfilters AF30 gilt:

H30 (z) = 1+z^-1+z^-2+z^-3

für einen Wert ll(x) der Ausgangssignalfolge ll(k) gilt dann:

ll(x) = s(x)+s(x-1)+s(x-2)+s(x-3),

so dass bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils vier aufeinan der folgende Werte der Eingangssignalfolge s(k) zur Mittel wertbildung addiert werden.

Fig. 3 veranschaulicht anhand eines Signaldiagramms, wie aus vier aufeinanderfolgenden Werten s(k), s(k-1), s(k-2), s(k-3) der Eingangssignalfolge s(k) ein zugehöriger Wert der Hoch passsignalfolge hh(k), der zugehörige Wert der Bandpasssig nalfolge lh(k) und der zugehörige Wert der Tiefpasssignalfol ge ll(k) gebildet wird. k stellt dabei die diskrete Zählvari able der jeweiligen Signalfolgen dar.

Fig. 3 zeigt, dass zur Bildung der Hochpasssignalfolge hh(k) jeweils zwei aufeinanderfolgende Werte der Eingangssignalfol ge s(k) voneinander subtrahiert werden, dass zur Bildung der Tiefpasssignalfolge ll(k) jeweils vier aufeinander folgende Werte der Eingangssignalfolge miteinander addiert werden. Weiterhin werden zur Bildung der Bandpasssignalfolge lh(k) jeweils zwei benachbarte Signalwerte der Eingangssignalfolge miteinander addiert, wobei die Summe des einen Paares von be nachbarten Signalwerten von der Summe des anderen Paares der benachbarten Signalwerte subtrahiert wird.

Fig. 4 zeigt anhand eines Signallaufdiagramms ein Synthese filter SF, in dem aus der verstärkten Hochpasssignalfolge hh(k) eine Signalfolge p1(k), aus der Bandpasssignalfolge h'(k) eine zweite Signalfolge p2(k) und aus der Tiefpasssig nalfolge ll(k) eine dritte Signalfolge p3(k) gebildet und die Signalfolgen p1(k), p2(k) und p3(k) miteinander addiert wer den.

Das erste Synthesefilter SF11 zur Bildung der Signalfolge p1(k) aus der verstärkten Hochpasssignalfolge hh'(k) besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel die Übertragungsfunktion

H11(z) = 4z^-3-4z2^-2,

dass heißt für einen Wert p1(x) der Signalfolge p1(k) gilt:

p1(x) = 4hh'(x-3)-4hh'(x-2).

Für die Übertragungsfunktion H21(z) des zweiten Synthesefil ters SF21 gilt bei dem Ausführungsbeispiel:

H21(z) = -1-z^-1+z^-2+z^-3,

dass heißt für einen Signalwert p1(x) der Signalfolge p2(k) gilt:
p2(x) = -lh'(x)-lh'(x-1)+lh'(x-2)+lh'(x-3).

Für die Übertragungsfunktion H31(z) des dritten Synthesefil ters SF31 gilt in dem Ausführungsbeispiel:
H31 (z) = 1+z^-1+z^-2+z^-3,
dass heißt für einen Signalwert p3(x) der Ausgangssignalfolge p3(k) gilt:
p3(x) = ll(x)+ll(x-1)+ll(x-2)+ll(x-3).

Setzt man die Verstärkungsfaktoren der Verstärkeranordnungen V1, V2 bei der Gesamtanordnung gemäß Fig. 2 zu 1, so gilt für die Gesamtübertragungsfunktion der in Fig. 2 dargestell ten Filteranordnung mit den Filtern der oben beschriebenen Übertragungsfunktionen:
H(z) = 16z^-3, das heißt:
p(k) = 16.s(k). Um die Gesamtverstärkung von 16 rückgängig zu machen, ist in Fig. 4 ein Dividierer vorhanden, der das Sum mensignal p(k) zunächst rundet und dann durch 16 teilt. Ein Ausgangssignal des Dividierers wird gegebenenfalls nach oben und unten begrenzt, wobei in dem dargestellten Beispiel die Begrenzung nach oben 255 und die Begrenzung nach unten -256 beträgt. Am Ausgang dieser Anordnung steht dann das bearbei tete Luminanzsignal p'(k) zur Verfügung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 der Dividierer und die nach geschaltete Anordnung zur Rundung des Dividierer- Ausgangssignals nicht dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, die einzelnen Werte der Hochpasssignalfolge hh(k) und der Bandpasssignalfolge lh(k) abhängig von deren Amplitude zu verstärken, wie im Fol genden anhand von Fig. 5 veranschaulicht ist.

Fig. 5a zeigt die Verstärkungskennlinie der Verstärkeranord nung V1, die aus einem beliebigen Wert hh(x) der Hochpasssig nalfolge hh(k) einen zugehörigen Wert hh'(x) der verstärkten Hochpasssignalfolge hh'(k) erzeugt. Die in Fig. 5a durchge zogen eingezeichnete Verstärkungskennlinie veranschaulicht die Funktionsweise der ersten Verstärkeranordnung V1, wobei im Vergleich dazu gestrichelt eine entsprechende Verstärker kennlinie bei konstanter Verstärkung des Hochpasssignals hh(k) eingezeichnet ist.

Fig. 5b veranschaulicht die Steigung der Verstärkungskennli nie gemäß Fig. 5a.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verstärkung des Hochpasssignals hh(k) abhängig von dessen Amplitude. Ein Verstärkungsfaktor nimmt dabei mit steigender Amplitude des Hochpasssignals hh(k) ab. Dem liegt zu Grunde, daß die Amplitude des Hoch passsignals hh(k) von der Steigung des Eingangssignals s(k) abhängig ist. Ziel des Verfahrens ist es, Flanken des Ein gangssignals s(k), welches ein Luminanzsignal eines Fernseh bildes darstellt, zu versteilern, um die nachteiligen Auswir kungen der bei der Übertragung des Signals erfolgten Bandbe grenzung auf den Helligkeitskontrast in dem Bild zu mindern. Weist das Hochpasssignal hh(k) bereits eine große Amplitude auf, so besitzt das Eingangssignal s(k) bereits eine entspre chend steile Flanke. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wer den steile Flanken durch eine geringere Verstärkung des Hoch passsignals hh(k) daher weniger versteilert, als flachere Flanken, bei welchen das Hochpasssignal hh(k) eine geringere Amplitude aufweist. Dasselbe gilt für das Bandpasssignal lh(k), dessen Amplitude in dem zuvor beschriebenen Beispiel allerdings von vier Signalwerten und nicht wie bei dem Hoch passsignal nur von zwei Signalwerten abhängig ist.

Bei einer Verstärkung gemäß der Kennlinie in Fig. 5a findet ferner eine Unterdrückung von Hochpasssignalen mit kleiner Amplitude, im vorliegenden Fall mit einer Amplitude, die kleiner ist als Grenzwert h1, statt. Dies dient einer Rausch unterdrückung, da davon ausgegangen werden kann, daß Hoch passsignale hh(k) mit einer Amplitude, die kleiner ist als h1 aus einem Rauschsignal resultieren, welches dem Eingangssig nal s(k) überlagert ist. Der Grenzwert h1 ist abhängig von den jeweiligen Übertragungsbedingungen des Eingangssignals s(k) einstellbar.

Amplitudenanteile des Hochpasssignals hh(k), deren Betrag größer als der untere Grenzwert h1 und kleiner als ein zwei ter Grenzwert h2 sind, werden mit einem ersten Verstärkungs faktor P1 verstärkt. Amplitudenanteile des Hochpasssignals hh(k), deren Betrag größer als der obere Grenzwert h2 sind, werden mit einem zweiten Verstärkungsfaktor P2, der kleiner ist als der erste Verstärkungsfaktor P1 verstärkt, woraus die in Fig. 5a resultierende Verstärkungskennlinie für Hochpass signalwerte zwischen einem unteren Grenzwert -hh_max(k) und ei nem oberen Grenzwert hh_max(k) resultiert. Selbstverständlich kann die Übertragungskennlinie in beliebig viele weitere Ab schnitte mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren unter teilt werden.

Fig. 6a veranschaulicht das in der Verstärkeranordnung V1 durchgeführte Verfahren zur Bildung der verstärkten Hochpass signalfolge hh'(k) aus der Hochpasssignalfolge hh(k). Dabei wird überprüft, ob der Betrag der Amplitude des jeweiligen Wertes hh(x) der Hochpasssignalfolge hh(k) kleiner als der untere Grenzwert h1 ist. Wenn ja wird als Ausgangswert hh'(x) 0 ausgegeben. Ist die Amplitude von hh(x) größer als h1, so wird überprüft, ob der Betrag der Amplitude von hh(x) zwi schen dem unteren Grenzwert h1 und dem oberen Grenzwert h2 liegt. Wenn ja wird als Ausgangssignal ein Signal hh'(x) aus gegeben für das gilt:

hh'(x) = P1.hh(x)-h1.

Ist die Amplitude des Signalwertes hh(x) des Hochpasssignals hh(k) größer als der obere Grenzwert h2, so wird ein Aus gangssignal hh'(x) ausgegeben für das gilt:

hh'(x) = P2.(hh(x)-h1-h2)+P1.h2,

wobei der zweite Verstärkungsfaktor P2 vorzugsweise kleiner als der erste Verstärkungsfaktor P1 ist.

Zur Bildung der verstärkten Hochpasssignalfolge h'(k) aus der Hochpasssignalfolge hh(k) sind der ersten Verstärkeranordnung V1 somit der erste Verstärkungsfaktor P1, der zweite Verstär kungsfaktor P2, sowie die beiden Grenzwerte h1, h2 zuzufüh ren, wie in Fig. 6b veranschaulicht ist.

Die Verstärkung des Bandpasssignals lh(k) mittels der zweiten Verstärkeranordnung V2 erfolgt in entsprechender Weise wie die anhand der Fig. 5 und 6 beschriebene Verstärkung der Hochpasssignalfolge, wobei sich die zur Verstärkung der Hoch passignalfolge verwendeten Parameter (P1, P2, h1, h2) von den Parametern bei der Verstärkung der Bandpasssignalfolge unter scheiden können.

Fig. 7a zeigt eine Verstärkerkennlinie, bei welcher die Ver stärkung des Hochpasssignals hh(k), bzw. des Bandpasssignals lh(k) mit steigender Amplitude dieses Signals kontinuierlich abnimmt, wie insbesondere anhand der Fig. 7b deutlich wird, in welcher die Steigung der Verstärkungskennlinie gemäß 7a aufgetragen ist.

Eine solche Verstärkerkennlinie gemäß Fig. 7a lässt sich durch eine Anzahl linearer Abschnitte mit konstanten Verstär kungsfaktoren, wie dies anhand von Fig. 5a erläutert wurde, nachbilden.

Fig. 8 zeigt die Realisierung einer erfindungsgemäßen Fil teranordnung mittels sogenannter orthogonaler Haar-Filter, wobei diese Filter eine Übertragungsfunktion H(z) oder G(z) aufweisen, wobei gilt:
H(z) = 1-z^-1 und
G(z) = 1+z^-1.

Das Analysefilter weist vier Filter AF1, AF2, AF3, AF4 mit den Übertragungsfunktionen 2z^-1.H(z), G(z), H(z²) und G(z²) auf, wobei das Hochpasssignal am Ausgang des Filters AF1 zur Verfügung steht. Das Bandpasssignal lh(k) steht am Ausgang des Filters AF3 zur Verfügung, der in Reihe zu dem Filter AF2 liegt und das Tiefpasssignal ll(k) steht am Ausgang des Fil ters AF4 zur Verfügung, das ebenfalls in Reihe zu dem Filter AF2 liegt.

Das Synthesefilter weist vier Filter SF1, SF2, SF3, SF4 mit den Übertragungsfunktionen -2z^-1.H(z), G(z), -H(z²) und G(z²) auf. Das Filter SF1 liegt dabei in Reihe zu der ersten Ver stärkeranordnung V1, das Filter SF3 liegt in Reihe zu der zweiten Verstärkeranordnung V2 und das Filter SF4 liegt in Reihe zu dem Filter AF4. Filterausgangssignale der Filter SF3, SF4 werden miteinander addiert und das Summensignal wird dem Filter SF2 zugeführt, dessen Ausgangssignal mit dem Aus gangssignal des Filters SF1 addiert wird. Das Summensignal aus den Ausgangssignalen der Filter SF1 und SF2 bildet das Ausgangssignal p(k).

Claims

1. Verfahren zur Bearbeitung eines zur Bildung eines Fernseh bildes dienenden Helligkeitssignals, bei dem das Helligkeits signal (s(k)) mittels eines Bandpassfilters (AF20) und/oder eines Hochpassfilters (AF10) gefiltert wird und bei dem ein Filterausgangssignal (lh(k), hh(k)), abhängig von dessen Amp litude verstärkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem aus dem Helligkeitssig nal (s(k)) durch Filterung wenigstens zwei Signalanteile (hh(k), lh(k), ll(k)) gebildet werden und bei dem wenigstens einer der Signalanteile abhängig von dessen Amplitude (lh(k), hh(k)) verstärkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem aus dem Helligkeitssig nal (s(k)) ein Tiefpasssignal (ll(k)) und ein Hochpasssignal (hh(k)) gebildet werden und bei dem das Hochpasssignal (hh(k)) abhängig von dessen Amplitude verstärkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem aus dem Helligkeitssig nal ein Tiefpasssignal (ll(k)), ein Bandpasssignal (lh(k)) und ein Hochpasssignal (hh(k)) gebildet werden und bei dem das Bandpasssignal (lh(k)) und das Hochpasssignal (hh(k)) ab hängig von deren jeweiliger Amplitude verstärkt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Tiefpasssignal (ll(k)), das verstärkte Hochpasssignal (hh'(k)) und/oder das verstärkte Bandpasssignal (lh'(k)) mit tels eines Synthesefilters zusammengeführt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem ein Filter zur Bildung des Hochpasssignals (hh(k)) aus dem Bild signal (s (k)) eine Übertragungsfunktion H10 (z) aufweist für die gilt: H10(z) = 1+z^-1+z^-2+z^-3.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem ein Filter zur Bildung des Tiefpasssignals (ll(k)) aus dem Bild signal (s(k)) eine Übertragungsfunktion H30(z) aufweist für die gilt: H30 (z) = 1+z^-1+z^-2+z^-3.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem ein Filter zur Bildung des Bandpasssignals (lh(k)) aus dem Bild signal (s(k)) eine Übertragungsfunktion H₂O(z) aufweist für die gilt: H2O(z) = 1+z^-1-z^-2-z^-3.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkung des Hochpasssignals (hh(k)) und/oder des Bandpasssignals (lh(k)) Null ist, wenn der Betrag von dessen Amplitude kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (h1) ist.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkung des Hochpasssignals (hh(k)) und/oder des Bandpasssignals (lh(k)) mit zunehmender Amplitude abnimmt.

11. Vorrichtung zur Bearbeitung eines Bildsignals zur Bildung eines Fernsehbildes, die folgende Merkmale aufweist:

- wenigstens ein Bandpassfilter (AF20) oder ein Hochpassfil ter (AF10) zur Filterung des Bildsignals (s(k)), wobei am Ausgangs des Filters (AF20, AF30) ein Filterausgangssignal (hh(k), lh(k)) zur Verfügung steht,
- eine Verstärkeranordnung (V1, V2), die das Filterausgangs signal (hh(k)), lh(k)) abhängig von dessen Amplitude ver stärkt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die ein Analysefilter (AF) mit einem Tiefpassfilter (AF30) und wenigstens einem Hoch passfilter (AF10) oder einem Bandpassfilter (AF20), eine dem Hochpassfilter (AF10) oder dem Bandpassfilter (AF20) nachge schaltete Verstärkeranordnung (V1, V2) und ein Synthesefilter (SF) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Analysefilter ein Hochpassfilter (AF10), ein Bandpassfilter (AF20) und ein Tiefpassfilter (AF30) aufweist, wobei dem Hochpassfilter (AF10) eine erste Verstärkeranordnung (V1) zur Verstärkung eines am Ausgang des Hochpassfilters (AF10) anliegenden Hoch passsignals (hh(k)) und dem Bandpassfilter (AF20) eine zweite Verstärkeranordnung (V1, V2) zur Verstärkung eines am Ausgang des Bandpassfilters (AF20) anliegenden Bandpasssignals (lh(k)) nachgeschaltet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der ein Verstärkungsfaktor der ersten Verstärkeranordnung (V1) abhängig von der Amplitude des Hochpasssignals (hh(k)) und/oder bei der ein Verstärkungsfaktor der zweiten Verstär keranordnung (V2) abhängig von der Amplitude des Bandpasssig nals (lh(k)) ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Hochpassfilter als Differenzierer ausgebildet ist.