DE2444069A1 - Verfahren zur empfangsseitigen verbesserung der wiedergabequalitaet eines fernsehsignals geringer bandbreite - Google Patents

Description

• Verfahren zur empfangsseitigen Verbesserung der Wiedergabequalität eines Fernsehsignals geringer Bandbreite Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur empfangseeitigen Verbesserung der Wiedergabequalität eines Pernsehsignals geringer Bandbreite.
• Eine bekannte Möglichkeit hierzu besteht in der Anwendung einer Art Norinwandler, bei dem die Zeilensignale fortlaufend in Pufferspeicher eingelesen und mit gegenüber der Schreibgeschwindigkeit verdoppelter Lesegeschwindigkeit ausgelesen und somit zeitlich auf die Hälfte komprimiert werden und bei dem in die zwischen Jedem komprimierten Zeilensignal entstehende Lücke zur Verdopplung der Zeilenzahl ein weiteres komprimiertes Zeilensignal eingefügt wird (DdS 2 243 121, GB-PS 790 219).
• ilür die Darstellung des die Jeweiligen Lücken füllenden weiteren komprimierten Zeilensignals sind grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten denkbar.
• Nach der einen Möglichkeit wird das zur Auffüllung dienende Zeilensignal aus der entsprechenden Zwischenzeile des vorhergehenden Halbbildes entnommen. Hierzu muß ein Halbbildspeicher vorhanden sein. Das aus diesem speicher entnommene entsprechende Zwischenzeilensignal wird ebenfalls durch zinlesen in einen Zeilenspeicher und Auslesen mit doppelter Auslesegeschwindigkeit komprimiert. Derartige Verfahren liefern eine gute Bildqualität, solange der Bildinhalt keine Bewegung wiedergeben muß. Im letzteren Falle tritt eine Verschleppung der sichtbaren Bewegungen und damit eine ins Auge fallende Verschlechterung der Bildqualität ein.
• Dieser Nachteil wird bei einem anderen Verfahren vermieden, bei dem das einzufügende Zeilensignal nicht aus der vorhergehenden Zwischenzeile des vorhergehenden Halbbildes entnommen, sondern aus den benachbarten Zeilensignalen des aktuellen Halbbildes interpoliert wird.
• Bei diesem erfahren läßt sich aber im vergleichsweise häufigenFalle eines unbewegten Bildes nicht die gesamte Information nutzen. Zeileninterpolationsverfahren sind im Prinzip ebenfalls nicht neu, (ROT. Inst. blectr. Ing. 1961 Part B o. 303 - 324), wenn auch bei dieser Lit. Stelle nicht zwischen benachbarten Zeilen, sondern zwischen den entsprechenden Zeilen aufeinanderfolgender Halbbilder interpoliert wird.
• Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Kombination der beiden bekannten Verfahren anzustreben, bei der in unbewegten Bildteilen die gesamte vorliegende Information genutzt und nur in bewegten Bildteilen auf das vorausgegangene Halbbild verzichtet wird.
• Die Erfindung geht von einem Verfahren aus, bei dem die Zeilensignale fortlaufend in Pufferspeicher eingelesen und mit gegenüber der Schreibgeschwindigkeit etwa verdoppelter Lesegeschwindigkeit ausgelesen und somit zeitlich auf rund die Hälfte komprimiert werden und bei dem in die zwischen jedem komprimierten Zeilensignal entstehende Lücke zur Verdopplung der Zeilenzahl ein weiteres komprimiertes Zeilensignal eingefügt wird. Die Aufgabe der Erfindung wird nun dadurch gelöst, daß für Jede lücke zwei Zeilensignale zur Auswahl zur Verfügung stehen, von denen das erste in bekannter Weise aus der entsprechenden Zwischenzeile des vorhergehenden Halbbildes komprimiert wird und von denen das zweite in ebenfalls bekannter Weise durch Interpolation aus wenigstens zwei benachbarten Zeilen des jeweils aktuellen Halbbildes und nachfolgende Komprimierung gewonnen wird, und daß bei unbewegten Bildbereichen das erste und bei bewegten Bildbereichen das zweite Zeilensignal eingefügt wird.
• Die Auswahl wird vorteilhaft durch einen Bewegungsdetektor getroffen, der seine Entscheidung auf Grund der Differenzen im Inhalt zweier aufeinanderfolgender Vollbilder fällt.
• Prinzipiell ergeben sich 2 Realisierungsmöglichkeiten für das Ausgangssignal. Man kann entweder n komprimierte Zeilensignale ohne Zeilensprung mit verdoppelter Bildfolgefrequenz erzeugen und hut dann kein Zwischenzeilenflimmern zu erwarten Die Alternative hierzu ist die Erzeugung von 2 n Zeilen Verschiebung Jedes zweiten Vertikalimpulses, also der bekannte Zeilensprung mit der Folge einer normalen Bildfolgefrequenz und einer geringeren Sichtbarkeit der Zeilenstruktur.
• Im folgenden wird anhand von 3 Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer dchaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 2 ein Taktdiagramm für das Ein- und Auslesen der Pufferspeicher und Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zeilenrasters.
• In der Fig. 1 gelangen die empfangenen Bildsignale über den Eingang In einmal in zwei parallel anliegende lufferspeicher für jeweils die erste und dritte Zeile Z1 und Z3, außerdem liegt am Einfang In der Eingang 10 eines Bildspeichers 9, der ein volles Bild speichern kann und einen Halbbildabgriff 7 aufweist. Zwischen den Ausgang 8 des Bildspeichers 9 und seinen Eingang 10 ist ein Subtraktor 1 mit seinen beiden Singängen geschaltet. Der Subtraktor 1 bildet die Differenz zwischen dem Jeweils aktuellen und dem in Bildepeicher gespeicherten Bild inhalt und gibt ein von dieser Differenz abhängiges Signal an einen Schwellwertschalter 2 ab. Subtraktor 1 und Schwellwertschalter 2 stellen also einen Bewegungsdetektor dar, welcher bei Überschreiten einer vorgegebenen Amplitude den Modenschalter M umschaltet. Gegebenenfalls kann der Schwellwertanordnung eine PrUflogik nachgeschaltet werden, die nach Maßgabe eines festgelegten kriterium auch die Schwellwertentscheidungen weiterer Bildpunkte mit heranzieht. Der Modenschalter verbindet in seiner ersten Stellung M1 mit seinem Umschaltkontakt den Halbbildabgriff 7 des Bildspeichers 9 mit zwei weiteren'Jeweils der zweiten Z2 und vierten Zeile zugeordneten ufferspeichern.
• Alle vier Pufferspeicher werden mit der Bildpunktfrequenz des ankommenden Fernsehsignals parallel eingelesen und nacheinander mit einer doppelt so hohen Taktfrequenz ausgelesen, wie durch den Drehpfeil am Ausgang Cut der 4 Pufferspeicher angedeutet ist.
• Modus 1, d.h. Schaltstellung Ml, wird benutzt, wenn sich in bem aktuellen Signal gegenüber dem vorigen Vollbild keine signifikante Änderung ergeben hat. In diesem Fall wird durch eine Zeit-Frequenz-Transformation die Information der aktuellen Zeilen Jeweils auf die halbe Zeilendauer komprimiert, so daß im Anschluß an Jede aktuelle komprimierte Zeile jeweils eine halbe Zeile übrig bleibt, die mit dem ebenfalls komprimierten Zeilensignal des vorigen Halbbildes aus dem Bildspeicher 9 (HalbbildabgFiff 7) gefüllt wird.
• In bewegten Bildteilen wird Modus 2 benutzt, welcher sich von Modus 1 dadurch unterscheidet, daß die in Modus 1 verwendete vorige Ralbbildinformation durch Zeilensignale Z2, Z4 ersetzt wird, die durch Interpolation von Zeilen aus dem aktuellen Halbbild gebildet werden. Diese Interpolation muß so gestaltet sein, daß in bewegten Bildteilen gegenüber unbewegten ein möglichst geringer Schärfeverlust entsteht.
• In der Jchalterstellung M2, d.h. im Modus 2 werden die über ein Verzögerungsglied 3 mit der Laufzeit einer Zeilendauerj vom Eingang bezogenen aktuellen Informationen in einem Interpolator 6 verarbeitet und die in Modus 1 benutzte "Vorige iialbbildinformation" durch das in Interpolator 6 erzeugte Signal ersetzt.
• Eine zweckmäßige Realisierung der Interpolation ist die Bildung des arithmetischen Mittelwertes der beiden Zeilensignale.
• Durch Einbeziehung weiterer vorhergehender Zeilensignale in den Interpolationsprozeß kann die Bildqualität noch verbessert werden.
• ?iedie Fig. 2 zeigt, gelangen die aktuellen Halbbildinformation Z1 und die vorhergehende Halbbildinformation oder die aus aktuellen Zeilen abgeleitete Information Z2 bzw. die aktuelle Halbbildinformation Z und die vorhergehende Halbbildinformation oder die aus aktuellen Zeilen abgeleitete Information Z4 gleichzeitig in die Pufferspeicher.
• Der Fig. 2 ist weiter zu entnehmen, daß jeweils die Zeilen Z1 synchron mit Z2 und die Zeilen Z3 synchron mit Z4 eingelesen werden und nacheinander die Information von Z1, Z2, Z3 und Z4 in komprimierter Form am Ausgang Out anstehen.
• In der Fig. 3 wird eine schematische Darstellung des Verfahrenablaufs der Normwandlung gegeben. Links ist das zu wandelnde Vollbild niedriger Zeilenzahl mit den Zeilen 1 bis 9 dargestellt. Bei unbewegten Bildanteilen stammen bei dem in der Mitte oben dargestellten gewandelten ersten Halbbild die Zeilen 1, 3, 5 und 7 direkt aus der aktuellen Bildinformation, während die Zeilen 2, 4, 6 und 8 aus dem vorhergehenden Halbbild aus dem Bildspeicher entnommen werden.
• Rechts oben ist in gleicher Darstellung das zweite gewandelte Halbbild gezeichnet. Die im vorhergehenden Halbbild erneuerten Zeilen 1, 3, 5 und 7 werden hier unverändert aus dem Halbbildspeicher übernommen, während die im vorhergehenden Halbbild nicht erneuerten Zei t en 2, 4, 6 und 8 nunmehr vom aktuellen Halbbild stammen. Es findet also pro Stollbild in jeweils zyklischem Wechsel eine vollständige Erneuerung der Zeileninformation des Vollbildes statt.
• Im unteren Teil der Fig. 2 wird die Normwandlung im Falle des Vorliegens bewegter Bildteile dargestellt. Analog der Darstellung in der oberen Hälfte der Figur werden wieder die Zeilen 1, 3, 5 und 7 des gewandelten Halbbildes aus dem aktuellen Iialbbild entnommen, während die Zeilen 2, 4, 6 und 8 durch Interpolation aus den benachbarten Zeilen dieses aktuellen Halbbildes abgeleitet werden. Der rechte untere Teil der Fig. 3 zeigt wie der obere Teil die Erzeugung der Zeilen 2, 4, 6 und 8 aus dem aktuellen Halbbild und das Einsetzen der Zeilen 1, 3, 5 und 7 durch Interpolation aus der benachbarten Zeileninformation dieses aktuellen Halbbildes.
• toystementsprechend ist bei der ersten Zeile eine Interpolation nicht möglich, daher die Bezeichnung )(/2.

Claims (6)

1. Patentans prüche

   Verfahren zur empfangaseitigen Verbesserung der Wiedergabequalität eines ernsehsignals geringer Bandbreite, bei dem die Zeilensignale fortlauiend in Pufferspeicher eingelesen und mit gegenüber der Schreibetwa geschwindigkeit verdoppelter Lesegeschwindigkeit auegelesen und somit zeitlich auf rund die Hälfte komprimiert werden und bei dem in die zwischen Jedem komprimierten Zeilensignal entstehende Lücke zur Verdopplung der Zeilenzahl ein weiteres komprimiertes Zeilensignal eingeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t daß für Jede Ldeke zwei Zeilensignale zur Auswahl zur Verfügung stehen, von denen das erste in bekannter Weise aus der entsprechenden Zwischenzeile des vorhergehenden Halbbildes komprimiert wird und von denen das zweite in ebenfalls bekannter Weise durch Interpolation aus wenigstens zwei benachbarten Zeilen des Jeweils aktuellen Halbbildes und nachiolgende Komprimierung gewonnen wird, und daß bei unbewegten Bildbereichen das erste und bei bewegten Bildbereichen das zweite Zeilensignal eingefügt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl durch einen Bewegungsdetektor getroffen wird, der seine Entscheidung auf Grund der Differenzen der Inhalte zweier aufeinanderfolgender Vollbilder fällt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß n komprimierte Zeilensignale ohne Zeilensprung mit verdoppelter Bildefolgefrequenz erzeugt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 2n Zeilensignale durch Verschiebung jedes zweiten Vertikalimpulses erzeugt werden (Zeilensprung).
5. 5. ochaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Eingangssignal liegender Bildspeicher (9) mit der Kapazität eines vollen Bildes und einem Halbbildabgriff (7) und vier Pufferspeicher für Je eine Zeile vorgesehen sind, von denen die der Jeweils ersten (Z1) und dritten (Z3) Zeile zugeordneten Pufferspeicher am Lingangs! 1 und die der Jeweils zweiten (Z2) und vierten (Z4) zugeordneten Pufferspeicher an einem Modenschalter (M) liegen, der in seiner ersten Stellung (M1) mit dem Halbbildabgriff (7) des Bildspeichers (9) und in seiner zweiten Jtellung (P02) über einen Interpolator (6) und ein Verzögerungsglied (3) mit der laufzeit einer Zeilendauer # Z mit dem Lingangssignal (In) verbunden ist und daß die vier Pufferspeicher mit der Bildpunktfrequenz des ankommenden Fernsehaignals parallel eingelesen werden und nacheinander mit einer etwa doppelt so hohen Taktfrequenz ausgelesen (Out) werden.
6. 6. Bewegungadetektor nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Subtraktor (1) vorgesehen ist, der mit seinen beiden Eingängen zwischen Eingang (10) und Ausgang (8) des Bildipeichere (9) geschaltet ist und dessen Ausgang über einen Schwellwertschalter (2) sowie gegebenenfalls über eine weitere Logikanordnung den Modenschalter (M) nur beim Ansprechen eines Entscheiders nach Maßgabe eines vor-6egebenet Prüfkriteriums vom Halbbildabgriff (7) des Bildpoichers (9) auf den Zeileninterpolator (6) umschaltet.

   L e e r s e i t e