DE19522886A1 - Fernsehempfänger mit einer Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fernsehempfänger mit einer Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung.

Aufgrund der unterschiedlichen Übertragung von Fernsehsignalen, z. B. für terrestrischen, Kabel- oder Satelliten-Empfang, sind diese mehr oder weniger mit Rauschanteilen behaftet. Bei Satellitenübertragungen kann der Rauschanteil zudem durch sich ändernde Wetterbedingungen zeitlich variieren. Es sind deshalb schon Fernsehempfänger zur Verbesserung der Bildqualität bekannt, die manuell durch den Benutzer z. B. in ihrer Bildschärfe verändert werden können.

Auf manuellen Wege wird aber oft nicht die optimale Einstellung des Fernsehempfängers erreicht, zudem muß bei geänderten Empfangsverhältnissen der Fernsehempfänger wieder neu eingestellt werden.

Aus der EP 0 086 839 A1 ist ein Fernsehempfänger bekannt, der ein variables Bandpaßfilter zur Begrenzung der Bandbreite eines Fernsehsignales enthält. Mittels eines Pegeldetektors wird die Leistung des Fernsehsignales am Eingang bestimmt, und als Funktion dieser Leistung wird die Bandbreite des Bandpaßfilters gesteuert. Zudem wird die Phase des Bildträgers ausgewertet und zur Steuerung der Mittenfrequenz des Bandpaßfilters verwendet. Dieser Empfänger ist insbesondere für den Satellitenempfang geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiteren Fernsehempfänger mit einer Schaltung zur Bildqualitätverbesserung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Fernsehempfänger ist mit einer Schaltung ausgestattet, die einen Rauschdetektor zur Bestimmung des Rauschanteils eines empfangenen Fernsehsignales enthält. In Abhängigkeit von dem Signal zur Rauschfaktor wird die Eingangs-Bandbreite für das Fernsehsignal automatisch reduziert. Zudem enthält die Schaltung Mittel, die bei einem vergleichsweise niedrigeren Rauschanteil automatisch eine Bildschärfeverbesserung bewirken. Durch diese Maßnahmen stellt sich der Fernsehempfänger jederzeit optimal auf die gegebenen Empfangsbedingungen ein.

Zur Verbesserung der Bildschärfe können bekannte Mittel wie Differenzialentzerrer, eine Cosinus-Entzerrerschaltung oder eine andersartige Peakingschaltung verwendet werden. Aus dem Rauschanteil kann der Signal/Rauschfaktor bestimmt werden, und die Bandbreitenoptimierung und die Bildschärfeverbesserung können kontinuierlich als Funktion des Signal-Rauschfaktors durchgeführt werden.

Der Fernsehempfänger ist insbesondere für den PALplus Fernsehempfang geeignet, dessen Bildqualität aufgrund des Helpersignales stärker von dem Signal/Rauschfaktor abhängig ist. Dieses Helpersignal ist komprimiert auf den Bildträger aufmoduliert. Mit dem Rauschdetektor des Fernsehempfängers wird deshalb insbesondere das Rauschen in einem Bereich der Bildträgerfrequenz um 4,4 MHz im demodulierten Fernsehsignal detektiert.

Da aufgrund der Zeilenstruktur des Fernsehsignales der Signal/Rauschfaktor nicht ohne weiteres bestimmbar ist, wird mit dem Rauschdetektor das Rauschsignal in einer Zeile der Bildaustastung gemessen. Diese kann eine Prüfzeile sein oder auch ein Bereich einer Prüfzeile, der einen konstanten Signalpegel aufweist. Der Rauschdetektor erzeugt vorteilhafterweise aus dem Rauschsignal einen internen Bezugspegel, auf den das Rauschen bezogen wird. Auf diese Weise können Temperaturdrifts und andere Schwankungen ausgeschaltet werden.

Unter Fernsehempfänger werden in diesem Zusammenhang Geräte oder Baugruppen verstanden, die in der Lage sind, ein Fernsehsignal zu demodulieren und/oder darzustellen, z. B. Fernsehgeräte, Videorecorder, entsprechende Demodulatorkarten für PCs, usw.

Beispielhafte Ausführungen der Erfindung werden im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 einen Fernsehempfänger mit einer Schaltung zur Bildqualitätverbesserung,

Fig. 2 einen Rauschdetektor,

Fig. 3 Zeile 23 und Torsignale zur Detektion eines Rauschsignals in dieser Zeile und

Fig. 4 ein Diagramm mit der Wirkungsweise der Bildqualitätsverbesserung als Funktion des Signal/Rauschfaktors.

Der Fernsehempfänger der Fig. 1 enthält einen Kanalwahlschalter 1, mit dem ein Videokanal selektiert wird. Das selektierte Videosignal wird anschließend in zwei Komponenten aufgespalten, wobei eine in einem Rauschdetektor 2 und die zweite in einer Einheit zur Bildgenerierung 3 verarbeitet wird. In dem Rauschdetektor 2 wird der Signal/Rauschfaktor des demodulierten Fernsehsignales bestimmt. Die Einheit zur Bildgenerierung 3 enthält zur Bildqualitätsverbesserung Schaltungsteile 4a und 4b, erste Mittel 4a, die die Bandbreite reduzieren und zweite Mittel 4b, die eine Bildschärfeverbesserung bewirken. Die Schaltungsteile 4a und 4b werden in Abhängigkeit des Signal/Rauschfaktors gesteuert. Sie bilden zusammen mit dem Rauschdetektor 2 eine Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung. Entsprechend der hier gezeigten analogen Verarbeitung des Videosignals kann die Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung natürlich auch digital aufgebaut sein.

In der Fig. 2 ist ein Schaltbild für einen Rauschdetektor dargestellt. Die Schaltung basiert auf dem Prinzip eines getasteten Verstärkers, der nur im Schwarzbereich der Zeile 23 für 5 µs aktiviert wird. Aus dem am Eingang IN anliegenden Videosignal wird mittels eines Schalters S1 7 µs aus dem Schwarzbereich der Zeile 23, der ein mehr oder weniger starkes Rauschsignal enthält, ausgeblendet. Dieses ausgetastete Signal wird nun durch Transistoren T1, T2 und T3 verstärkt. Durch ein RC-Glied R1, R2 und C1 wird ein Frequenzgangmaximum von 4,4 MHz eingestellt. In diesem Frequenzbereich liegt das Farbsignal, das bei PALplus-Empfang die Helperinformation enthält.

Das auf diese Weise verstärkte Rauschsignal wird anschließend durch eine Diode D1 spitzenwert-gleichgerichtet. Dieses Signal wird nun durch zwei Emitterfolger T4 und T5 in zwei voneinander entkoppelte Komponenten aufgespaltet. Eine der beiden Komponenten wird durch einen Widerstand R3 und einen Kondensator C2 stark geglättet und dient als Referenz für das Rauschsignal. Aus der anderen Komponente werden 5 µs des 7 µs breiten Rauschsignales mittels eines Schalters S2 ausgeblendet und einem Sample-and-Hold-Verstärker IC1 zugeführt. Durch den Kondensator C3 wird das Rauschsignal für das Zeitintervall eines Bildwechsels gehalten.

Nach dem Sample-and-Hold-Verstärker IC1 wird das Rauschsignal in einem Komparator IC2 mit dem stark geglätteten Signal, der Referenz, verglichen. Da das Referenzsignal direkt aus dem Rauschsignal abgeleitet ist, haben Temperaturänderungen und andere Schwankungen keinen Einfluß auf die Größe des Rauschsignales. Anschließend wird das Rauschsignal noch durch einen Emitterfolger T6 verstärkt, bevor es am Ausgang des Rauschdetektors DOUT abgreifbar ist.

In der Fig. 3 wird die Wirkungsweise der die Schalter S1 und S2 steuernden Torsignale NMP und NM (Fig. 1) erläutert. IN zeigt das Signal der Zeile 23, die nach dem Farbsignal Z23 einen Schwarzbereich von etwa 10 µs aufweist. Aus diesem Schwarzbereich werden mittels des Torsignales NMP 7 µs ausgeblendet. Um ein eindeutig definiertes Rauschsignal ohne Überschwingungen oder sonstige Störungen zu erhalten, werden aus dem 7 µs breiten Rauschsignal mittels des zweiten Torsignales NM 5 µs ausgeblendet. Der in der Fig. 2 dargestellte Rauschdetektor erzeugt ein Schaltsignal DOUT, das eine Schaltschwelle bei einem Signal/Rauschfaktor zwischen 37 und 33 db aufweist. Mit diesem Schaltsignal DOUT kann beispielsweise die Bandbreite umgeschaltet und/oder eine Bildschärfenveränderung vorgenommen werden.

Der Rauschdetektor der Fig. 2 kann auch in einer Weise beschaltet sein, daß er eine lineare Rauschkennlinie aufweist. Das Ausgangssignal DOUT kann dann durch Bezug auf den Pegel des Bildsignals in einen Signal/Rauschfaktor S/N umgerechnet werden. Durch den Sample-and-Hold-Verstärker IC1 wird ein kontinuierliches Ausgangssignal erzeugt. Anhand des Signal/Rauschfaktors kann dann eine kontinuierliche Bandbreitenreduzierung und/oder eine Bildschärfekorrektur durchgeführt werden.

Anhand der Fig. 4 wird die Wirkungsweise einer Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung beispielhaft erläutert. Auf der linken Achse ist die Bandbreite des Signalweges BW für das Videosignal und auf der rechten Achse die Bildschärfe des Fernsehsignales DCC gegenüber dem Signal/Rauschfaktor S/N in dB aufgetragen. In einem Bereich von 40 bis 30 dB des Signal/Rauschfaktors wird die Bandbreite des Signalweges von 5 MHz auf 3,5 MHz abgesenkt. Die Bildschärfe ist unterhalb eines Signal/Rauschfaktors von 35 db deutlich reduziert und steigt ab diesen Wert bis zur maximalen Bildschärfe kontinuierlich an.

Claims (8)

1. Fernsehempfänger mit einer Schaltung zur Bildqualitätsverbesserung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltung (2, 4a, 4b) einen Rauschdetektor (2) zur Bestimmung des Rauschanteils in einem empfangenen Fernsehsignal enthält,
daß die Schaltung erste Mittel (4a) enthält, die bei einem hohen Rauschanteil die Bandbreite des Signalweges für das Fernsehsignal automatisch reduzieren, und/oder
daß die Schaltung zweite Mittel (4b) enthält, die bei einem niedrigeren Rauschanteil automatisch eine Bildschärfeverbesserung bewirken.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel (4b) einen Differentialentzerrer, eine Cosinus-Entzerrerschaltung oder eine andersartige Peakingschaltung enthalten.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rauschdetektor (2) der Rauschanteil des Videosignales in einem Bereich um 4,4 MHz meßbar ist.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rauschdetektor (2) der Rauschanteil in einer Zeile der Bildaustastung meßbar ist.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rauschdetektor (2) der Rauschanteil in einer Prüfzeile oder in einem Bereich einer Prüfzeile meßbar ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel enthält,
die ein aus einem Fernsehsignal abgezweigtes Rauschsignal verstärken, gleichrichten und anschließend in zwei entkoppelte Komponenten zerlegen,
die eine dieser Komponenten in eine Quasi-Gleichspannung umwandeln und die andere Komponente mittels einer Sample- und Holdschaltung über einen kleinen Zeitbereich mitteln und dieses gemittelte Rauschsignal in eine kontinuierliche Signalspannung umwandeln,
und die aus dem Vergleich der beiden resultierenden Komponenten in einem Komparator (IC2) ein driftfreies Rauschsignal ableiten.

7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ersten Mittel (4a) die Bandbreitenreduzierung und durch die zweiten Mittel (4b) die Bildschärfeverbesserung kontinuierlich als Funktion eines im Rauschdetektor ermittelten Signal/Rausch-Faktors durchführbar sind.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauschdetektor eine lineare Rauschkennlinie aufweist.