DE19963041B4

DE19963041B4 - Schaltungsanordnung zum Erkennen von Filmquellen

Info

Publication number: DE19963041B4
Application number: DE19963041A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wischermann
Original assignee: BTS Holding International BV
Current assignee: BTS Holding International BV
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2019-12-25
Also published as: DE19963041A1

Abstract

Videotechnisches Gerät zur Bearbeitung von Videosignalen, wobei die Verarbeitungsweise durch vorgebbare Parameter beeinflusst werden kann,
dadurch gekennzeichnet
dass das videotechnische Gerät ein Steuermittel aufweist, welches dazu vorgesehen ist, Parameter des videotechnischen Gerätes in Abhängigkeit von der Herkunft eines zu bearbeitenden Videosignals zu steuern,
wobei ein Videoherkunftssignal einer Filmquelle, und zwar entweder einem Signal eines abgetasteten Films oder einem originalen Videosignal zugeordnet ist,
dass das videotechnische Gerät eine Schaltungsanordnung aufweist, mit
– ersten Mitteln (1) zur Erzeugung von Filmbildwechselsignalen (Frame),
– zweiten Mitteln (2) zur Bildung eines Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignalen (Frame) und Vertikalimpulsen (V)
– dritten Mitteln zum Vergleichen des Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignal (Frame) und Vertikalimpuls (V) mit einem vorgebbaren Grenzwert (N), wobei das Vergleichsergebnis (F/V) die Filmquelle angibt, wobei
die zweiten Mittel zur Bildung eines Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignalen (Frame) und Vertikalimpulsen (V) einen Zähler (41) umfassen, welchem an einem Reset-Eingang (RESET) das...

Description

Die Erfindung betrifft ein videotechnisches Gerät zur Bearbeitung von Videosignalen, wobei die Verarbeitungsweise durch vorgebbare Parameter beeinflusst werden kann. Die Erfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zur Erkennung von Filmquellen als solche.
Bei der Nachbearbeitung von Videosignalen (z. B. Noise Reduction Dirt and Scratch Concealment oder Contour Correction) sind einzelne Parameter einstellbar ausgestaltet. Bei Einstellung dieser Parameter wird ein Bediener eines solchen videotechnischen Gerätes hierbei den Ursprung des Videosignals (abgetasteter Film beziehungsweise originales Videosignal) entsprechend berücksichtigen. Hierbei kann beispielsweise eine Konturanhebung bei Original-Videosignalen besser aus nur einem Teilbild abgeleitet werden, während bei abgetastetem Film eine auf Vollbildern basierende Detailanhebung jeweils die besseren Ergebnisse liefert.
Immer häufiger jedoch sind Programmbeiträge vielfach aus Video und Film gemischt, wobei der Ursprung der einzelnen Beiträge erst von der jeweiligen Bedienperson anhand von Listen oder ähnlichem ermittelt werden müsste. Dies ist sehr umständlich und führt dazu, dass Nachbearbeitungen beispielsweise ausschließlich im „Video Mode” durchgeführt werden.
Aus der WO 00/16561 A1 ist bekannt, Parameter eines videotechnischen Gerätes in Abhängigkeit von der Herkunft eines zu bearbeitenden Videosignals zu steuern.
Das videotechnische Gerät kann so ausgestaltet sein, dass wenigstens zwei unterschiedliche Parametersätze konfigurierbar sind. Je nach Herkunft der dem Videosignal zu Grunde liegenden Quelle (abgetasteter Film, originales Videosignal) wird einer dieser Parametersätze ausgewählt. Auf diese Weise kann die Auswahl der Parametersätze automatisch erfolgen und braucht nicht szenen- bzw. beitragsweise anhand von Listen oder ähnlichem von der jeweiligen Bedienperson ermittelt und ausgewählt zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst optimale, weiter automatisierte Nach bearbeitung von Videosignalen mit gemischter Herkunft zu erreichen.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Videosignalherkunftserkennung kann mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln realisiert werden. Auf diese Weise lässt sich die Videosignalherkunft durch Auswertung von Filmbildwechselsignalen bestimmen, welche relativ einfach gewonnen werden können. Hierbei wird geprüft, ob die detektierten Filmbildwechsel einem zu erwartenden Muster entsprechen.
Eine konkrete Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 benötigt neben einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Filmbildwechselsignalen als wesentliches Bauteil noch einen einfachen Zählbaustein. Der schaltungstechnische Aufwand ist hiermit relativ gering, insbesondere wenn eine Schaltung zur Filmbildwechselerkennung, beispielsweise für die Erkennung von Phantombildern (3:2 Pulldown-Sequenzen) ohnehin schon in dem videotechnischen Gerät vorhanden ist.
In einer Ausgestaltung nach Anspruch 2 erhält das videotechnische Gerät ein Umschaltsignal von einem anderen oder einem speziellen Gerät mit einer Schaltungsanordnung zur Erkennung der Filmherkunft.
Vorzugsweise wird bei einer Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 erst nach einer vorgebbaren Anzahl von unveränderten wiederholten Auftreten dieses Musters die Herkunft des Videosignals als abgetasteter Film eingestuft, während bei einer Abweichung vom erwarteten Muster augenblicklich die Videosignalherkunft als originale Videoquelle zurückgestuft wird.
Die Erfindung wird nun an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
1 Ein Videotechnisches Gerät mit automatischer Videosignalherkunftserkennung
2 Eine Schaltungsanordnung zur automatischen Videosignalherkunftserkennung
3 Ein Zeitdiagramm zu 2
4 Eine Vorteilhafte Weiterbildung der Schaltungsanordnung von 2
5 Ein Zeitdiagramm zu 4
Das in 1 schematisch dargestellte videotechnischen Gerät setzt sich zusammen aus einem signalverarbeitenden Teil 2 und einer Schaltungsanordnung zur Videosignalherkunftserkennung 3. Ein zu bearbeitendes Eingangssignal wird dem signalverarbeitenden Teil 2 als auch der Schaltungsanordnung zur Videosignalherkunftserkennung 4 über eine Eingangsklemme 1 zugeführt. Der signalverarbeitende Teil 2 wird beispielsweise gebildet aus einem sogenannten Noise Reducer, mittels welchem Rauschsignale im Videosignal entfernt werden, um das bereinigte Videosignal an einer Ausgangsklemme 3 abzugeben. Die Schaltungsanordnung zur Videosignalherkunftserkennung erzeugt ein Videoherkunftssignal F/V, welches beispielsweise, wenn die Herkunft des Videosignals als von einem abgetasteten Film bestimmt wurde, einen logischen Signalpegel vom Wert „Eins” aufweist. Wird hingegen ein orginäres Videosignal als ursprüngliche Signalquelle ermittelt, nimmt das Videoherkunftssignal einen logischen Signalpegel „Null” ein. Das Videoherkunftssignal F/V ist als Steuersignal dem signalverarbeitenden Teil 2 des videotechnischen Gerätes zugeführt.
Im signalverarbeitenden Teil 2 können wenigstens für einen oder mehrere einzustellende Parameter jeweils wenigstens eine erster und ein zweiter Wert gespeichert werden. Erster oder zweiter Wert werden in Abhängigkeit des Videoherkunftssignals F/V ausgewählt und ermöglichen so eine dem jeweiligen Ursprung des Videosignals angemessene Bearbeitung des Videosignals.
Die in 2 gezeigte Schaltungsanordnung zur Videoherkunftserkennung geht aus von einem Filmbildwechselsignal FRAME, welches den Beginn eines neuen Filmbildes mit einem Impuls (Breite = 1 Taktperiode) signalisiert. Dieser Filmbildwechselimpuls FRAME wird von einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Filmbildwechselsignalen 40 erzeugt. Eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Filmbildwechselsignalen 40 ist beispielsweise in DE 196 37 138 C1 ausführlich beschrieben und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Die Erläuterung des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels geht davon aus, dass ein Film mit 25 Frames/Sekunde abgetastet wird und als Videosignal mit 625 Zeilen/50 Hz vorliegt. 3A zeigt die Herkunft von drei Videobildsequenzen, wobei mit VIDEO Videosignale bezeichnet werden, die ihren Ursprung in orginären Videosignalquellen haben und wobei mit FILM Videosignale, deren Ursprung in abgetasteten Filmen liegt, bezeichnet werden.
Die Erfindung bedient sich der Tatsache, dass bei Videosignalen, welche ihren Ursprung in abgetasteten Filmen haben, alle zwei Halbbilder ein Filmbildwechselimpuls FRAME (dargestellt in 3B) erzeugt wird. Wird die Schaltung zur Filmbildwechselerkennung 40 hingegen mit einem orginären Videosignal gespeist, können keine Frame Wechsel mehr erkannt werden, was dazu führt, dass der Filmbildwechselimpuls FRAME unregelmäßig auftritt (siehe ebenfalls 3B). Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung macht sich diesen Umstand zu Nutze und prüft, ob die Filmbildwechselimpulse regelmäßig im Abstand von zwei Halbildern oder unregelmäßig auftreten.
Dazu wird in einem ersten Zähler, welcher im folgenden als Halbbildzähler 41 bezeichnet wird, der Abstand der Frame Impulse ausgezählt. Dem Halbbildzähler 41 ist an dessen Taktsignaleingang ein Taktsignal CLK, welches dem Takt, mit dem das Videosignal abgetastet wird (Pixeltakt) entspricht und am RESET-Eingang der von der Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Filmbildwechselimpulsen erzeugte Filmbildwechselimpuls FRAME zugeführt. Über einen ersten Eingang eines UND-Gatters 42 sind dem Enable-Eingang EN des Halbbildzählers 1 Vertikalimpulse V zugeführt. 3C zeigt die regelmäßigen Vertikalimpulse V, welche zu Beginn jeden Halbbilds auftreten. Die Erzeugung dieser Vertikalimpulse aus einem Videosignal ist Stand der Technik und daher nicht näher erläutert. An einem zweiten, einem invertierenden Eingang des UND-Gatters 42 ist das Ausgangssignal eines ersten Vergleichers 43 zugeführt. Solange das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 43 den Wert logisch „Null” aufweist, wird auf diese Weise der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Filmbildwechselimpulsen FRAME als Anzahl dazwischen liegender Vertikalimpulse V bestimmt.
Der Ausgang Q des Halbbildzählers 1 ist dem ersten Vergleicher 3 zugeführt, welcher den Ausgangswert Q des Halbbildzählers 1 mit einem ersten, vorgebbaren Grenzwert N vergleicht. Im vorliegenden Anwendungsfall bei der Abtastung eines Films mit 50 Halbbildern pro Sekunde wird der erste Grenzwert N des ersten Vergleichers 43 mit dem Zahlenwert zwei vorbesetzt. Ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filmbildwechselimpulsen FRAME größer oder gleich diesem ersten Grenzwert N, so signalisiert dies, dass dem zu untersuchenden Videosignal ursprünglich ein Videosignal einer Videoquelle zu Grunde liegt. 3D zeigt das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 3. Deutlich zu sehen ist, dass das Ausgangssignal während eines, auf einem abgetasteten Film beruhenden Videosignals auf logisch „Null” liegt, während es bei orginären Videosignalquellen zwischendurch immer wieder auch auf logisch „Eins” geht.
Um ein Überlaufen des Halbbildzählers 41 zu vermeiden, ist das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 43 dem zweiten, invertierenden Eingang des UND-Gatters 42 zugeführt. Hierdurch werden bei Erreichen des ersten Grenzwertes N keine Vertikalimpulse V mehr an den Enable-Eingang ENA des Halbbildzählers 41 durchgelassen und auf diese Weise ein weiteres Erhöhen des Zählerstandes unterdrückt.
Um die Erkennung der Filmherkunft zuverlässiger zu gestalten, wird noch ein zweiter Zähler, welcher im folgenden als Korrelationszähler 45 bezeichnet wird, verwendet, um erst nach einer bestimmten Anzahl von aufeinanderfolgend erkannten abgetasteten Filmbildern einen abgetasteten Film zu signalisieren. Dem Reset-Eingang RES des Korrelationszählers 45 ist hierzu das, mittels eines Differenzierers 44 differenzierte Ausgangssignal des ersten Vergleichers 43 zugeführt. Tritt der Filmbildwechselimpuls FRAME alle zwei Halbilder auf, wird der Korrelationszähler 45 mit jedem Filmbildwechselimpuls FRAME inkrementiert. Der Ausgangswert Q' des Korrelationszählers 45 wird mittels eines zweiten Vergleichers 47 mit einem zweiten Grenzwert M verglichen.
Hat der Korrelationszähler 45 den zweiten Grenzwert M (z. B. M = 7) erreicht, kann davon ausgegangen werden, dass mit hinreichender Sicherheit dem zu untersuchenden Videosignal ein abgetasteter Film zu Grunde liegt. 3E zeigt den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des zweiten Vergleichers 47. Sobald der Abstand zweier aufeinanderfolgender Filmbildwechselimpulse wieder größer als zwei Halbbildperioden ist, wird der Korrelationszähler 45 auf Null zurückgesetzt, d. h. die Schaltung detektiert ein Videosignal. Auch hier verhindert ein dem Enable-Eingang ENA des Korrelationszählers 47 vorgeschaltetes zweites UND-Gatter 48, dass der Korrelationszähler irgendwann überlaufen könnte.
Bei Filmabtastung mit 24 Frames/Sekunde und Wiedergabe in 525 Zeilen/60 Hz Video gibt der Filmbildwechselimpuls die sogenannte 2/3 Pulldown Sequenz wieder. Da die Teilbildfrequenz bei NTSC exakterweise jedoch 59,9 Hz beträgt, ist die 2/3-Sequenz nicht kontinuierlich, sondern wird in gewissen Zeitabständen von einer 2/2/3-Folge unterbrochen. Zur Erkennung der Filmherkunft in NTSC-Signalen kann zunächst davon ausgegangen werden, dass bei Filmquellen die Filmbildwechsel Sequenz nie länger als 3 Teilbilder ist. Dementsprechend wird in 525 Zeilen Standard der erste Grenzwert N des ersten Vergleichers 43 vorzugsweise auf den Zahlenwert drei gesetzt.
Schwierigkeiten bei der Detektion treten bei „PAL” und „NTSC” Quellensignalen bei „Slow-Motion” Filmgeschwindigkeiten auf. Um zu verhindern, daß in diesen Fällen die Erkennungsschaltung auf Video umschaltet, kann der erste Grenzwert N entsprechend der Sequenzlänge auf größere Werte als zwei oder drei gesetzt werden. In diesem Fall ist es jedoch empfehlenswert, den Wert M entsprechend zu erhöhen, um zu verhindern, daß bei Videoquellen eine zufällig richtige Folge von 2'er oder 3'er Sequenzen fälscherlicherweise als Herkunft von einem abgetasteten Film signalisiert wird.
Eine Ausgestaltung der Erfindung bei der eine Schaltung auch bei Herkunft solcher Signale zuverlässig arbeitet, ist in 4 wiedergegeben. Die Schaltungsanordnung von 4 enthält teilweise dieselben Schaltungsteile wie die Schaltungsanordnung von 2. Die selben Schaltungselemente sind daher mit den selben Bezugszeichen bezeichnet. 5A zeigt wie 3A die Herkunft der Videosignale, 5B die von der Schaltungsanordnung 40 hierzu gelieferten Filmbildwechselimpulse FRAME und 5C die zugehörigen Vertikalimpulse V.
Zur Auswertung der Abfolge von sogenannten Pull-down-Sequenzen ist zwischen dem Ausgang des Halbbildzählers 41 und dem Differenzierer 44 ein Speicher 48, ein Addierer 49 und ein dritter Vergleicher 50 eingefügt. Um die Zuverlässigkeit der Film Detektion bei 3/2 Pulldown zu verbessern, wird mittels dieser Schaltung geprüft, ob die Frame Sequenz aus einer 3/2, einer 2/3 oder einer 2/2 Folge besteht. Das in 5B dargestellte Filmbildwechselsignal zeigt deutlich, dass bei einem im NTSC-Standard abgetasteten Film beruhenden Videosignals bei Filmbildwechselimpulsen, welche den Abstand von drei Vertikalimpulsen aufweisen der Abstand zu einem vorhergehenden und einem nahfolgenden Filmbildwechselimpuls dem Abstand von zwei Vertikalimpulsen entspricht. Zur Auswertung dieser Tatsache wird jeder Wert des Halbbildzählers 1 in dem Speicher 48 für eine Periode zwischengespeichert. Der zwischengespeicherte Wert, das heisst der Endwert der vorangegangenen Sequenz und der aktuelle Wert des Halbbildzählers 1 werden im Addierer 49 addiert. 5D zeigt den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des dritten Vergleichers 50. Da der Ausgangwert des Halbbildzählers 41 bei diesen Ausführungsbeispielen den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Filmbildwechselimpulsen FRAME als die Anzahl zwischenliegender Vertikalimpulse V angibt, liefert er immer den um eins verminderten Wert der Länge einer Sequenz. Bei einer Zweier Sequenz also den Wert „Eins”, bei einer Dreier-Sequenz den Wert „Zwei” und so fort. Dies ist beim Vergleich der Summe zweier aufeinander folgender Sequenzen entsprechend zu berücksichtigen. Ist in unserem Ausführungsbeispiel die Summe größer als der Zahlenwert „Drei”, so hat eine Film untypische Sequenz (3/3 oder 2/4) vorgelegen, und der Korrelationszähler 45 wird zurückgesetzt. 5E zeigt das zugehörige Ausgangssignal F/V des Korrelationszählers 47.
Die Erfindung wurde beschreiben anhand eines videotechnischen Gerätes, in welchem die Schaltungsanordnung bereits eingebaut ist. Es bleibt jedoch dem Belieben des Fachmanns überlassen, das videotechnische Gerät mit einer entsprechenden Schnittstelle zu versehen und die Schaltungsanordnung mit einer entsprechenden korrespondierenden Schnittstelle als selbständiges Gerät auszugestalten oder in einem anderen Gerät unterzubringen.

Claims

Videotechnisches Gerät zur Bearbeitung von Videosignalen, wobei die Verarbeitungsweise durch vorgebbare Parameter beeinflusst werden kann, dadurch gekennzeichnet dass das videotechnische Gerät ein Steuermittel aufweist, welches dazu vorgesehen ist, Parameter des videotechnischen Gerätes in Abhängigkeit von der Herkunft eines zu bearbeitenden Videosignals zu steuern, wobei ein Videoherkunftssignal einer Filmquelle, und zwar entweder einem Signal eines abgetasteten Films oder einem originalen Videosignal zugeordnet ist, dass das videotechnische Gerät eine Schaltungsanordnung aufweist, mit – ersten Mitteln (1) zur Erzeugung von Filmbildwechselsignalen (Frame), – zweiten Mitteln (2) zur Bildung eines Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignalen (Frame) und Vertikalimpulsen (V) – dritten Mitteln zum Vergleichen des Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignal (Frame) und Vertikalimpuls (V) mit einem vorgebbaren Grenzwert (N), wobei das Vergleichsergebnis (F/V) die Filmquelle angibt, wobei die zweiten Mittel zur Bildung eines Verhältnisses zwischen Filmbildwechselsignalen (Frame) und Vertikalimpulsen (V) einen Zähler (41) umfassen, welchem an einem Reset-Eingang (RESET) das Filmbildwechselsignal (Frame) und dessen Enable-Eingang (EN) die Vertikalimpulse (V) zugeführt sind.
Videotechnisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das videotechnische Gerät eine Schnittstelle für ein Videoherkunftssignal aufweist.
Videotechnisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (48, 49, 50) zum Vergleich zweier aufeinanderfolgend gebildeter Verhältniswerte zwischen Filmbildwechselsignalen (FRAME) und Vertikalimpulsen (V) vorgesehen sind.
Videotechnisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Korrelationsmittel (45, 47) dazu vorgesehen sind, ein Filmherkunftssignal (F/V) erst nach einer vorgebbaren Anzahl (M) von Wiederholungen zu erzeugen.