DE2617884C2

DE2617884C2 - Normwandler für Fernsehsignale

Info

Publication number: DE2617884C2
Application number: DE19762617884
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 6104 Seeheim-Jugenheim Heitmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1985-03-21
Also published as: GB1525915A; DE2617884A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Normwandler nach der Galtung des Hauptanspruchs. Es sind schon

to Normwandler für Fernsehsignal bekannt, bei denen die Signale nach der ersten Norm einer Wiedergabeeinrichtung zugeführt werden und das entstehende optische Bild mit Hilfe einer Fernsehkamera wieder abgetastet wird. Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahruns ergeben sich jedoch verschiedene Schwierigkeilen, die mit der zweimaligen optisch-elektronischen Wandlung zusammenhängen.

Diese Schwierigkeiten lassen sich bei rein elektronischen Normwandlern vermeiden, bei denen üblicherweise Signale nach der ersten Norm digital gespeichert werden und entsprechend der zweiter Norm aus dem Speicher ausgelesen werden. Hierbei ergeben sich jedoch folgende Probleme:
Stimmen die Zeilenzahlen der beiden Normen nicht überein, so ist es erforderlich, bei der Wandlung die Signale nach der zweiten Norm dadurch abzuleiten, daß die Signale jeweils mindestens zweier Zeilen nach der ersten Norm interpoliert werden.

Bei der Wandlung der Bildfrequenz ist es erforderlich, die Signale nach der zweiten Norm durch Interpolation von Signalen aus mehreren Halbbildern nach der ersten Norm zu gewinnen.

Bei einem bekannten Normwandler dieser Art sind diese beiden Intcrpolationsvorgängc fest eingestellt.

Dieses hat den Nachteil, daß die Interpolation nicht für alle Bildvorlagen optimal sein kann, so kann beispielsweise eine auf ruhende Bildvorlagen ausgerichtete Interpolation bei Bewegungen Störungen verursachen (Royal Television Society Journal, V;'J. 15. No. 5, Seite

-to 140 bis 142, 145, 146, 149, 150, 155, 156. 159. Sepl.-Oct. 1974).

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Normwandler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei ruhendem Bildinhalt die Schärfe weitgehend erhalten bleibt, während beim Vorliegen von Bewegung diese nicht ruckartig übertragen

so wird.

Durch die in den Untcransprüchen aufgeführten Mußnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Normwandler möglich. Besonders vorteilhaft kann die Erfindung bei einem Normwandler zwischen der amerikanischen Norm mit 525 Zeilen und 60 Hz Bildfrequenz und der europäischen Norm mit 625 Zeilen und 50 Hz Bildfrequenz angewendet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Erfindung lediglich zur Wandlung der Zeilenzahl oder der Bildwcchsclfrequen/. anzuwenden. Ferner kann die Hrfindung sowohl für Schwarz-Weißals auch Farbfernsehsignal angewendet werden.

Zeichnung

Ein Aiisfiihrungsbeispiel der F.rfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Der dargestellten Anordnung werden bei 1 Fernsehsignale nach der ersten Norm zugeführt. Über einen elektronischen Umschalter 2 gelangen diese Signale zu je einem Halbbildspcicher 3 und 4. Die Darstellung ist der Übersichtlichkeit halber auf das im Zusammenhang mil der vorliegenden Erfindung Wesentliche beschränkt. So ist beispielsweise nicht dargestellt, ob die zu wandelnden Signale in analoger oder digitaler Form gespeichert werden, da die Erfindung in beiden Fällen anwendbar ist. Nach den zur Zeit zur Verfügung stehenden Speicherverfahren empfiehlt sich jedoch eine digitale Speicherung, wozu die Fernsehsignale am Eingang der Schallungsanordnung analog/digital gewandelt werden.

In einem Bewegungsdetekior 5 werden die ankommenden Farbfemsehsignale mit den gespeicherten verglichen. Hierzu ist einerseits der Eingang 1 mit einem Eingang des Bewegungsdetektors 5 verbunden. Andererseits werden Signale aus den beiden Halbbildspeichern über einen zweiten elektronischen Umschalter 6 einem anderen Eingang des Bewegungsdetektors zugeführt. Die beiden Umschalter 2 und 6 werden mit halber Bildfrequenz angesteuert. Dieses gilt auch für den dritten elektronischen Umschalter 7, welcher den Ausgang des Bewegungsdetektors 5 halbbildwcise mit zwei Speiehern 8 und 9 für die Bewegungsinformation verbindet.

Im Bewegungsdetektor 5 werden die ankommenden Fernsehsignale mil denen des vorangegangenen Vollbildes verglichen. Sind die Signale unterschiedlich, so erkennt der Bewegungsdetekior eine Bewegung und gibt ein entsprechendes Signal ab.

Dieses Signal wird in den Speichern 8 und 9 zur nachfolgenden Steuerung der Interpolation gespeichert. Hierbei können entweder für jeden Bildpunkt, für Bereiche des Bildes oder für das ganze Bild Informationen über das Vorliegen von Bewegung gespeichert werden, so daß auch die Steuerung der Interpolationsschaltungen entsprechend erfolgen kann. So isi es beispielsweise möglich, bei einem an sich ruhenden Bild, bei dem nur ein kleiner Teil bewegt wird, nur für diesen Teil die Interpolation entsprechend den für Bewegung vorgesehenen Kriterien durchzuführen. Sieht man für diesen Fall eine Umschaltung der Interpolation während des ganzen Bildes vor, so können die Speicher 8 und 9 wesentlich einfacher v/erdcn.

Wie bei bekannten elektronischen Normwandlern durchlaufen die von den Halbbildspeichern 3 und 4 entnommenen Signale nacheinander die Schaltungen 10 und 11 zur Zeilen- bzw. Rcwegungsinlerpolation.

Wird beispielsweise dem Eingang 1 ein Signal mit 525 to Zeilen und 60 Hz Bildfrequenz zugeführt, so gilt diese Norm auch noch für die der Schaltung 10 zugefülirten Signale. Von der Schaltung 10 zur Schaltung 11 werden dann Signale mit 625 Zeilen und 60 Hz Bildfrequenz geleitet, wonach schließlich am Ausgang 12 der Schaltung 11 Signale nach der zweiten Norm, nämlich mit 625 Zeilen und 50 Hz Bildfrequenz zur Verfügung stehen.

In der Schaltung 10 erfolgt nun die zeilenweise Interpolation wie folgt:

Bei ruhenden Bildvorlagen werden die Signale für bo eine Zeile nach der zweiten Norm durch Interpolation zweier örtlich benachbaricr Zeilen gewonnen. Diese stehen jedoch in zwei verschiedenen Halbbildern zur Verfügung, was bei ruhenden Bildvorlagen nicht stört, bei Bewegungen jedoch eine Änderung des Bewcgungs- h^r> ablaufs zur Folge hat. Deshalb wird bei bewegten Bildvorlagen die Interpolation zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen des gleichen Halbbildes vorgenommen. Da diese Zeilen nicht benachbart sind, wird somit die Vertikalauflösung verringert, was jedoch bei bewegten Bildern kaum stört.

Zur Wandlung der Bildfrequenz sind ebenfalls Interpolationsvorgänge notwendig, um beispielsweise aus sechs Teilbildern fünf Teilbilder zu gewinnen. Die bei dem bekannten Normwandler durchgeführte Interpolation zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern ist zwar für die Darstellung von Bewegungsabläufen vorteilhaft, bedeutet jedoch eine Verschlechterung der Vertikalauflösung, die bei ruhenden Bildvorlagen störend in Erscheinung tritt.

Entsprechend der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halbbildern zu interpolieren, wenn keine Bewegung festgestellt wird, sondern jeweils Vollbilder zur Bildung der Signale nach der zweiten Norm heranzuziehen. Im einfachsten Fall kann bei Verringerung der Bildfrequenz in bestimmten /eitlichen Abständen ein Vollbild ausgelassen werden oder bei Erhöhung der Bildf¹ \4uenz ein Vollbild wiederhoh werden. Sowohl den Anfofderungen an die Auflösung als auch an die Übertragung langsamer Bewegung wird die Interpolation der Signale aus gleichen Zeilen zweier Vollbilder gerecht, was jedoch einen größeren Aufwand an Speichern bedeutet.

In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, den Grad der Bewegung zu berücksichtigen. So können beispielsweise schnelle oder langsame Bewegungen, Bewegungen eines kleinen Teils oder des gesamten Bildes auftreten. Bei sehr langsamen Bewegungen kann es unzweckmäßig sein, die Interpolaioren, auf die für Bewegung vorgesehene Interpolationsart umzuschalten, wodurch sämtliche Nachteile in bezug auf Schärfeverluste in Erscheinung treten würden. Es wird deshalb ferner vorgeschlagen, je nach Grad der Bewegung von einer Interpolationsart auf die andere allmählich überzugehen, was beispielsweise dadurch erfolgen könnte, daß Signale mit ί lilfc beider Interpolationsarten startiig gewonnen werden und zwischen diesen Signalen überblendet werden kann.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Normwandler für Fernsehsignale, bei dem Signale nach einer ersten Norm in Signale nach einer zweiten Norm mit unterschiedlicher Zeilenzahl und/ oder Bildfrequenz umgewandelt werden und wobei die Signale nach der zweiten Norm durch Interpolation von Signalen nach der ersten Norm gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Signalen nach der ersten Norm, die einen bewegungslosen Bildinhalt wiedergeben, für die Interpolation die Signale anderer Zeitabschnitte dienen als bei Signalen nach der ersten Norm, die einen sich bewegenden Bildinhalt wiedergeben.

2. Normwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung der Zeilenzahl beim Vorliegen von Bewegung die Signale nach der zweiten Norm durch Interpolation zwischen den Signalen mincStstens zweier zeitlich aufeinanderfolgender Zeilen nach der ersien Norm abgeleitet werden und daß bei bewegungslosem Bildinhalt die Signale nach der zweiten Norm durch Interpolation zwischen den Signalen zweier örtlich benachbarter Zeilen zweier aufeinanderfolgender Halbbilder nach der ersten Norm abgeleitet werden.

3. Normwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung der Bildfrequenz bei Vorliegen von Bewegung im Bildinhalt die Signale nach der zweiten Norm aus den Signalen zweier zeitlLli aufeinander folgender Halbbilder nach der ersten Norm abgeleile« werden und daß bei bewegungslosem Bildinhalt die Signale eines Vollbildes nach der zweiten Norm aus !en Signalen eines oder zweier Vollbilder nach der ersten Norm abgeleitet werden.

4. Normwandler nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zur Ableitung eines Signals beim Vorliegen von Bewegung im Bildinhalt (Bewegungsdetektor) vorgesehen ist. der die Signale nach der ersien Norm zugeführt sind, daß ferner die Signale nach der ersten Norm einem erster. Umschalter zugeführt sind, daß je ein Ausgang des ersten Umschalters mit einem Halbbildspeicher verbunden ist, daß die Halbbildspeicher über einen zweiten Umschalter mit dem Bewegungsdetektor verbunden sind, daß der Ausgang des Bewegungsdetektors über einen dritten Umschalter mit je einem Speicher für die während eines Halbbildes ermittelten Bewegungssignale verbunden ist, daß den Halbbildspeichern Schaltungen zur zeilcnweisen und bildweisen Interpolation nachgeschaltcl sind und daß die interpolationsschaltungcn mit Hilfe der gespeicherten Bewcgungssignale steuerbar sind.

5. Normwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einer Art der Interpolation zur anderen allmählich erfolgt.

6. Normwandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für ein ganzes Bild eine Art der Interpolation gewählt wird,

7. Normwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur für diejenigen Teilbereiche des Bildinhalts, in denen Bewegung vorliegt, eine dieser entsprechende Interpolation gewählt wird.

8. Normwandler nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine Schaltung, die bei Veränderung der Abtastwerte für jeweils den gleichen Bildpunkt zu verschiedenen Abtasi/.eiipunklcn ein Signal abgibt,

und Speicher für dieses Signal.