DE2156673C3

DE2156673C3 - Anordnung zur Behandlung eines Fernsehsignals

Info

Publication number: DE2156673C3
Application number: DE2156673A
Authority: DE
Inventors: Maurice Saint Michel Sur Orge Longuet
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-10-26
Filing date: 1971-11-15
Publication date: 1981-07-09
Also published as: FR2157701B1; DD95033A5; DE2156673A1; GB1336079A; FR2157701A1; JPS4852132A; NL177963C; US3814847A; DE2156673B2; JPS5623349B1; NL7118199A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Anordnungen dieser Art haben den Zweck, die Bildschärfemängel zu korrigieren, die u. a. durch die Bildabtasteinrichtung verursacht werden. Im Verlauf der Ablenkung in einer Bildabtaströhre, beispielsweise in einer Fernsehkamera, kann nämlich die Abtastschärfe durch die Abmessungen des die Signalplatte der Röhre bestreichenden Elektronenstrahls verschlechtert werden. Insbesondere können die durch Hell-Dunkel-Übergänge im Bild gebildeten Konturen bei der Bildwiedergabe im Empfänger unscharf erscheinen.

Bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, die aus der Zeitschrift »Rundfunktechnische Mitteilungen«, Band 11 (1967), Heft 5, Seiten 236 bis 239, bekannt ist, wird zunächst das Unscharfsignal durch Bildung des arithmetischen Mittelwerts des Eingangs-Fernsehsignals und des um zwei Zeilenperioden verzögerten Fernsehsignals erzeugt und dann das Konturensignal durch Bildung der Differenz des um eine Zeilenperiode verzögerten Fernsehsignals und des Unscharfsignals erzeugt. Die die Korrekturschaltung bildende Addierschaltung, der das Konturensignal am einen Eingang zugeführt wird, empfängt am anderen Eingang das dem Abtastpunkt entsprechende Fernsehsignal, das durch das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds gebildet ist Die Korrektur erfolgt also dadurch, daß das Konturensignal zu dem dem Abtastpunkt entsprechenden Fernsehsignal addiert wird. Das Unscharfsignal dient dagegen nur als Zwischensignal zur Erzeugung des Konturensignals; es wird nicht unmittelbar zur Korrektur verwendet Da durch die Bildung des arithmetischen Mittelwerts von zwei um zwei Ze^:-lenperioden gegeneinander zeitversetzten Fernsehsignalen nur die Vertikalkomponente des Unscharfsignals erhalten wird, ist zur Berücksichtigung der Horizontalkomponente in der bekannten Anordnung zusätzlich die Maßnahme getroffen, jedes der beiden zeitversetzten Fernsehsignale vor der Mittelwertbildung durch ein Filter zu schicken, das die Bandbreite verschmälert und dadurch die Steigzeit steller Ampliludensprünge verlängert.

Bei diesen bekannten Korrekturanordnungen enthält das vom Ausgang der Konturensignal-Erzeugerschaltung gelieferte Korrektursignal außer dem eigentlichen Konturensignal, das nur in den Konturenbereichen des Bildes besteht, dauernd ein beträchtliches Rauschen, das in den gleichförmigen Bildbereichen allein vorhanden ist. Dieses Rauschen ist dauernd dem dem Abtastpunkt entsprechenden scharfen Fernsehsignal überlagert, das zur Bildwiedergabe verwendet wird und seinerseits einen merklichen Rauschanteil enthält. In den gleichförmigen Bildbereichen, in denen das Rauschen bekanntlich besonders störend in Erscheinung tritt, kommt somit zu dem Rauschen des scharfen Fernsehsignals noch das Räuschen des Köntüfensignäls störend hinzu.

In der DE-AS 12 69 157 ist ein Faksimile-Verfahren zur Herstellung eines Wiedergabebildes eines Halbtonoriginals beschrieben, bei welchem ein Unscharfsignal mit Hilfe einer absichtlich unscharf eingestellten Hilfsabtaströhre erzeugt wird. Dieses Unscharfsignal wird aber nicht zur Korrektur der Konturenschärfe verwendet, sondern zur Steuerung des Kontrastes in

den Farbauszügen in Abhängigkeit vom Detailreichtum der vom Unscharfsignal erfaßten Bildbereiche.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Behandlung eines Fernsehsignals, mit welcher die Konturenschärfe in gleicher Weise wie mit den bekannten Anordnungen korrigiert werden kann, wobei aber das Rauschen in den gleichenförmigen Bildbereichen beträchtlich vermindert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird für die Bildwiedergabe nicht das verzögerte scharfe Fernsehsignal verwendet, sondern das Unscharfsignai, und die Konturenkorrektur wird am Unscharfsignal vorgenommen. Infolge der angegebenen Erzeugung des Konturensignals ist dieses in den gleichförmigen Bildbereichen, in denen keine Konturen bestehen, vom Rauschen befreit Ferner läßt sich zeigen, daß der Rauschabstand im Unscharfsignal wesentlich größer ist als im scharfen Fernsehsignal; dies beruht darauf, daß das Nutzsignal mit der Anzahl der vom Unscharf signal erfaßten Bildpunkte multipliziert wird, während das Fernsehsignal dem geometrischen Mittelwert der von den einzelnen Bildpunkten stammenden Rauschanteile entspricht Somit ist das Rauschen in den gleichförmigen Bildbereichen durch zwei Ursachen verringert Die durch die Verwendung des Unscharfsignals bedingte Verringerung der Bildschärfe spielt in den gleichförmigen Bildbereichen keine Rolle. In den Konturenbereichen wird dagegen durch die am Unscharfsignal vorgenommene Konturenkorrektur mittels der Konturen die gleiche Bildschärfe erhalten wie bei der Bildwiedergabe mittels des scharfen Fernsehsignals und der Konturenkorrektur.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. I das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung und

F i g. 2 ein erläuterndes Diagramm.

In F i g. I ist eine Ausführungsform der Signalbehandlungsanordnung dargestellt, von der angenommen ist, daß sie in einer Farbfernsehkamera verwendet wird und am Eingang 1 das sogenannte Pseido-Leuchtdichlesignal empfängt, das im wesentlichen durch ein breitbandiges Signal gebildet ist, das die Gesamtheit des Grünsignals und Teile des Blausignais und des Rotsignals enthält

An den Eingang 1 der Anordnung sind zwei Verzögerungsleitungen 2 und 3 angeschlossen, die hintercinandergeschaltet sind und jeweils eine Verzögerung erteilen, die gleich der Zeilenperiode //ist

Der Eingang 1 und die Ausgänge der Verzögerungsleitungen 2 und 3 sind mit den drei Eingängen einer Addierschaltung 4 verbunden, die so eingestellt ist, daß sie ein Signal liefert, dessen Wert gleich '/3 der Summe der Werte ihrer Eingangssignale ist.

An den Ausgang 11 der Addierschaltung 4 sind zwei VefZögefürigsgliedef 12 und 13 angeschlossen, die hintereinandergeschaltet sind und jeweils eine Verzögerung um θ =0,1 μ5 erteilen.

Die Ausgänge der Addierschaltung 4 und der Verzögerungsglieder 12 und 13 sind mit den drei Eingängen einer Addierschaltung 14 verbunden, die ebenfalls so eingestellt h>, daß sie ein Drittel der Summe ihrer Eingangssignale liefert.

Folgendes ist leicht zu erkennen: Wenn das dem

Eingang I zugeführte Signal mit S(t) bezeichnet wird, erhält man im Zeitpunkt t am Ausgang 21 der Addierschaltung 14 ein Unscharfsignal Z(t) der folgen-

, den Form:

9 Z(t) = SU-2H-2H) + SU-IH-Θ) + SU-2H) + SU-H-Ih) + Sit-H-Θ) + Su-H)
+ SU-ΙΘ) + SU-Q) + SU).

in Die Bedeutung dieses Signals wird aus dem Diagramm von F i g. 2 verständlich.

Fig.2 zeigt einen Ausschnitt des Bildes auf dem Schirm einer Bildabtaströhre, mit einem Punkt P, der auf der n-ten Abtastzeile eines Teilbilds liegt sowie den

ι -, Punkten Q und R der n-ten Abtastzeile, die in einem Abstand d links bzw. rechts von dem Punkt P liegen; ferner sind drei Punkte P\. Q\, R\ der (n — l)-ten Abtastzeile des Teilbilds, die vertikal über den Punkten P, Q bzw. R liegen, sowie drei Punkte Pj, Qi und R₂ der

_>o (n+ l)-ten Abtastzeile, die vertikal u"'~r den Punkten P, Qbzw. Rliegen,dargestellt

Im Zeitpunkt rder Abtastung des Punktes R₂ liegt am Eingang 1 das vom Punkt Ri stammende Fernsehsignal S(i) an. Dem Punkt R entspricht das un; eine

>5 Zeilenperiode H verzögerte Signal S(t-H), und dem Punkt r?t das um zwei Zeilenperioden IH verzögerte Signal S(t-2H). Wenn die Verzögerung θ gleich der Verschiebungszeit des Katodenstrahls um die Strecke d ist entspricht dem Punkt P₂ das Signal Sft-Θ), dem Punkt

jo P das Signal Sft-H-Θ) und dem Punkt P_t das Signal S(t-1H-Qy, dem Punkt Q₁ entspricht das Signal S(t-2B). dem Punkt <?das Signal Ξ(-Η-2θ)υηά dem Punkt Q, das Signal S(I-IHlQ).

Das Unscharfsignal Z(t) hat also einen Wert der

y, gleich dem Mittelwert des Eingangssignals für den Punkt P, ausgedrückt durch Sft-H-B), und für die acht ihn umgebenden Punkte (entsprechend der Darstellung von F i g. 2) ist Dadurch ist es möglich, ein Unscharfbild zu erhalten, das so richtungsunabhängig ist, wie es die beim Fernsehen verwendete Abtastweise ermöglicht (uH daher auch ein gleichfalls richtungsunabhängiges Konturensignal), und ein Unscharfsignal Z(t), dessen Rauschen sehr weitgehend infolge der breiten Kompensation beseitigt ist, die zwischen den nicht korrelieren Rauschsignalen erfolgt, die den neun Signalkomponenten des Signals Z^ anhaften.

Hinsichtlich der Wahl der acht Punkte, die den Punkt P von F i g. 1 umgeben, kommt es auf die Wahl der Punkte Q und R an, also mit anderen Worten der Dauer

V) Θ. Wie bereits angegeben wurde, sind nämlich die übrigen Punkte die den Punkten P, Q und R entsprechenden Punkte auf den benachbarten Abtas,-zeilen. Diese Wahl beruht auf der Tatsache, daß der Abstand nur eine ganze Zahl von Teilbildzeilenschritten betragen kann und daß erfahrungsgemäß ein in der vertikalen Richtung befriedigendes Kontureiisignal für eine gegebene Zeile in Abhängigkeit von den beiden diese gegebene Zeile einrahmenden Abtastzeilen erhalten werden kann.

Dagegen besteht in der horizontalen Richtung keine Überlegung, die einen genauen Wert von θ im Innern eines bestimmten Intervalls vorschreibt: die genaue Wahl ist eher durch Überlegungen hinsichtlich der Konturenkorrektur als hinsichtlich des Rauschens

hi diktiert. Als Beispiel für eine befriedigende Wahl kann angegeben werden:

θ = 0,1 μ$ (für H= 64 us)

Da das Unscharfsignal Z(I) erst im Zeitpunkt der Abtastung des Punktes R₂ erhalten wird, aber für den Punkt P gelten soll, der um die Zeit (H+B) früher abgetastet worden ist. kann das für den Punkt P geltende Konturensignal aus dem am Eingang I anliegenden Signal S(I) erst nach dessen Verzögerung um die Zeit (H+ Θ) gebildet werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Verzögerungsglieds 5. das an den Ausgang der Verzögerungsleitung 2 angeschlossen ist und das Signal S₁W= S(I- ΗΘ) liefert.

Das um (H+ Θ) verzögerte Eingangssignal St(I) und das Unscharfsignal Z(I) werden den beiden Eingängen einer Subtrahierschaltung 9 jeweils über einen Kleinstwertbcgrcnzer 6 bzw. 7 zugeführt: diese Klcinstwertbegrenzer sind mit Hilfe einer Vorrichtung 8. beispielsweise eines Potentiometers, von Hand auf die gleiche Bcgrcnzungsschwclle einstellbar. Die Subtrahierschaltung 9 liefert somit ein Differenzsignal, das für die schwächsten Pseudo-1. euchtdichtewertc des Bilds künstlich zu Null gemacht wird, die später in den Bereich der größten Steilheit der sich aus der Gamma-Korrektur ergebenden Kurve für die Spannung als Funktion der Pseudo-Leuchtdichte fallen.

Das Ausgangssignal der Subtrahierscli.titling 9 wird einerseits einem Doppel-Kleinstwertbcgrenzer 20 und andererseits einem Filter 27 zugeführt.

Der Doppel-Kleinstwertbegrenzer 20 ermöglicht die Kleinstwertbegrenzung des Korrektursignals (das im Gegensatz zu dem Eingangssignal und zu dem Unscharfsignal während der Bildabtastperioden ein Signal mit zwei Polaritäten ist) zu beiden Seiten seines Mittelwerts Null, damit das Rauschen unterdrückt wird.

Nun ist jedoch das Korrektursignal (abgesehen vom Rauschen) für jede Bildzone Null, die keinen Übergang enthält: in diesen Zonen trägt also das Korrektursignal kein Rauschen bei.

Die Zone der Doppcl-Kleinstwertbegrenzung ist mit Hilfe eines handbetätigten Potentiometers 22 einstellbar.

Das Filter 27 ermöglicht die Unterdrückung der unerwünschten Komponenten des Korrcktursignals.

■ »^■ICtilfM^ Vl.' ΡΚΛ f\f*V K C\ Hl ΙΛίΛΪΊ P ti I P Π (Λ If* "/ti tV.UU^ ΙΛ*¹* I f* I Mi^ Il ΐ

Farbträger wären.

Das Ausgangssignal G des Filters 27 und das Ausgangssignal C₂ des Doppel-Kleinstwertbegrenzers 20 werden den beiden Eingängen einer Addierschaltung 24 zugeführt, die ein Konturensignal liefert:

C=p Q+(\-p)C₂

wobei ρ mit Hilfe einer handbetätigten Potentiometeranordnung 25 so eingestellt werden kann, daß C nach Wunsch durch das Signal d, das Signal C2 oder eine veränderliche Kombination dieser beiden Signale gebildet ist.

Schließlich wird das Signal Gin einer Addierschaltung 26 /11 dem Unscharfsignal Z(I) addiert, deren Ausgang das korrigierte Bildsignal liefert, das für die Bildwiedergabe verwendet wird.

Bei der beschriebenen Anordnung wird somit das I Inscharfsignal für die Bildwiedergabe der im wesentlichen gleichförmigen Bildteile beibehalten, wo es sich, genauer gesagt, von dem Eingangssignal im wesentlichen nur durch die Verringerung des Rauschens unterscheidet. Das Konturensignal wird nicht mehr zu dem Eingangssignal addiert, sondern zu dem Unscharfsignal. Um dennoch die gleiche Koniurenschärfe zu erhalten, genügt es. dem Konturensignal bezüglich der Differenz zwischen dem Eingangssignal und dem Unscharfsignal eine größere Verstärkung zu erteilen, als sie erforderlich wäre, wenn das Kontiirensignal zu dem Eingangssignal addiert würde. Mit anderen Worten: Wenn im zweiten Fall zur Erzielung eines gegebenen Ergebnisses eine Verstärkung g angwendet würde, verwendet man für das gleiche Ergebnis bei der hier beschriebenen Anordnung eine Verstärkung^+ 1).

Es ist zu bemerken, daß die Verwendung des Signals G eine bessere Wiedergabe der Details kleiner Amplitude in dem Durchlaßband des Filters 27 und die Beseitigung der Komponenten aller in das Sperrband des Filters fallenden Details ermöglicht, jedoch ohne daß das Rauschen anders als durch die Filterwirkung begrenzt wird.

Dagegen ergibt die Verwendung des Signals G; eine weniger gute Wiedergabe der Details von kleiner

Amnliliirip if»Hnrh nruiht ρς iiiummrn mil pinpr

Anhebung der übrigen Details die angegebenen Vorteile hinsichtlich der Beseitigung des Rauschens.

llicr/u I Hl;iit Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Behandlung eines einem Abtastpunkt entsprechenden Fernsehsignals mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Unscharfsignals, die zwei in Kaskade geschaltete, jeweils eine Verzögerung um die Zeilenperiode erzeugende Verzögerungsglieder und eine Addierschaltung enthält und ein Unscharfsignal erzeugt, das einem den Abtastpunkt umgebenden Bereich entspricht, einer Konturensignal-Erzeugerschaltung, der das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds, das das dem Abtastpunkt entsprechende Fernsehsignal darstellt und das Unscharfsignal zugeführt werden und die ein Konturensignal liefert, und mit einer Korrekturschaltung, die durch eine Addierschaltung gebildet ist die an einem Eingang das Konturensignal empfängt und am Ausgang ein konturenkorrigiertes Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturensignal-Erzeugerschaltung zwei auf die gleiche Begrenzungsschwelle eingestellte Kleinstwertbegrenzer (6,7) enthält von denen der eine Kleinstwertbegrenzer (6) das Ausgangssignal des ersten Verzögerungsglieds (2) und der andere Kleinstwertbegrenzer (7) das Unscharfsigna] (Z(t)) empfängt daß an die Ausgänge der beiden Kleinstwertbegrenzer (6, 7) eine Subtrahierschaltung (9) angeschlossen ist daß an den Ausgang der Subtrahierschaltung (9) ein Doppel-Kleinstwertbegrenzer (20) angeschlossen ist der eine Kleinstwertbegrenzung des Ausgangssignals der Subtrahierschaltung ^9) zu beiden Sep.en seines Mittelwerts bewirkt und aus dessen Ausgangssignal das Konturensignal gebildet wird, das de ι ersten Eingang der die Korrekturschaltung bildenden Addierschaltung (26) zugeführt wird, und daß der zweite Eingang der die Korrekturschaltung bildenden Addierschaltung (26) das Unscharfsignal (Z(t)) empfängt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturensignal-Erzeugerschaltung ein Filter (27) enthält, das parallel zu dem Doppel-Kleinstwertbegrenzer (20) an den Ausgang der Subtrahierschaltung (9) angeschlossen ist, und daß das Ausgangssignal Q des Filters (27) und das Ausgangssignal C₂ des Doppel-Kleinstwertbegrenzers (20) einer Schaltung (24) zugeführt werden, die daraus ein Konturensignal Cfolgender Form liefert:

C=p Ci +(I -p) C₂, 3>

worin pein zwischen 0 und 1 einstellbarer Parameter ist.

3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Unscharfsignals zwei weitere in Kaskade geschaltete Verzögerungsglieder (12, 13) enthält, von denen jedes eine Verzögerung der Dauer θ verursacht, die klein gegen die Zeilenperiode H ist, und Schaltungen (11, 21), die aus dem Eingangs- w Fernsehsignal S(I) Und den Ausgängssigfiälefl der Verzögerungsglieder (2,3,12,13) ein Unscharfsignal (Z(I) bilden, das eine lineare Funktion der neun Signale S(t-2H-2Q), S(t-2HS), S(I-IH), S(l-H-2&\ S(I-HS), S(I-H)₁ 5(7-20), S(tS) und S(I) ist, und daß « die Konturensignal-Erzeugerschaltung (6, 7, 8, 9, 20, 27, 24) das um H+ Θ verzögerte Eingangf-Fernsehsignal .SfVJempfängt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die lineare Funktion der arithmetische Mittelwert der neun Signale ist