DE2618391C3 - Verfahren und Anordnung zur Reduzierung des Rauschens in Fernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Reduzierung des Rauschens in Fernsehsignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches lbzw.2. Fernsehsignale werden durch Abtasten eines Bildes gewonnen; sie weisen in jedem Falle Rauschen auf, gleichgültig, ob das Bild von einer üblichen Fernsehkamera oder von einem Kinofilm herrührt Insbesondere hat die zunehmende Verwendung von Filmmaterial kleineren Formats zur Folge, daß neben dem gesuchten Bildsignal durch das Korn des Films verursachtes Rauschen in Erscheinung tritt Um die durch Rauschen verursachten Störungen herabzusetzen, muß man sie herausfiltern, während stehende und sich bewegende Bilddetails so weit wie möglich unbeeinflußt bleiben müssen.

Bei Teilbildabtastungen arbeitende Filter müssen äußerst sorgfältig und raffiniert aufgebaut sein, wenn sie zwischen Rauschen und feinen räumlichen Einzelheiten auf dem Bilde unterscheiden sollen. Andererseits

ίο können Filter, die auf die Signale von aufeinanderfolgenden Halbbildabtastungen einwirken, leicht zwischen Rauschen und stehenden Bilddetails unterscheiden, jedoch besteht nun die Schwierigkeit, daß bewegte Bilder beeinträchtigt werden.

Aus IRE National Convention Record 1954, Band 2, Teil 4, Seite 13 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt Bei diesem werden jedoch Abweichungen zwischen den Element-Signalen in aufeinanderfolgenden Halbbildern auf einen be-

To stimmten Wert begrenzt Mit diesem Verfahren ist nur eine verhältnismäßig beschränkte Unterdrückung von Rauschen möglich.

Die US-PS 38 75 584 befaßt sich mit einem System zur Reduzierung des Rauschens bei Fernsehsignalen, wobei die Signale weniger aufeinanderfolgender Halbbilder unter Eingriff einer Bedienungsperson gemittelt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Reduzierung des Rauschens in Fernsehsignalen zu schaffen, wobei ohne Informationsverlust eine erheblich bessere Wirkung erzielt wird, als mit bekannten Anordnungen.

Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Differenz

h5 zwischen dem verzögerten Ausgangshalbbild und dem nächsten Eingangshalbbild gebildet wird, daß das Differenzsignal zur amplitudenabhängigen Dämpfung herangezogen wird und daß abschließend das gedämpf-

te Signal mit dem verzögerten Ausgangshalbbild summiert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein amplitudenabhängiges Dämpfungsglied vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einer Summierstufe verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungsgliedes mit dem anderen Eingang der Slummierstufe verbunden ist und daß der Ausgang der Siimmierstufe den Ausgang der Schaltungsanordnung darstellt

Durch die Anordnung eines amplitudenabhängigen Dämpfungsgliedes werden Signalbestandteile geringerer Amplitude, wie beispielsweise Rauschen, stärker gedämpft als Signalbsstandteile mit hoher Amplitude, wie sie bei Bild wechseln auftreten. Eine einfache Addition zweier Rauschsignale führt nicht zur Verdopphing des Rauschpegels, sondern lediglich zu einer Erhöhung um das 1,4fache, so daß bei Verdopplung der Signalamplitude eine Reduzierung des Rruschens auf 70% erreicht wird. Mittels des Dämpfungsgliedes werden bei der aufeinanderfolgenden Übertragung von Halbbildern Ausgangssignale jeweils aus einem gewogenen Mittel aller vorausgehenden Ausgangssignale gebildet, wobei der Gewichtsfaktor mit der Zeit in Rückwärtsrichtung exponentiell abnimmt

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in ihren Einzelheiten beschrieben; die Zeichnungen stellen dar:

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung gemäß der Erfindung zum Herabsetzen des Rauschens;

F i g. 2 die Übertragungskennlinie des Dämpfungsfilters in der Einrichtung nach Fig. 1;

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer verbesserten Ausführungsform mit einigen zusätzlichen Einzelheiten;

Fig.4 die Übertragungskennlinie eines Schaltelements in der Einrichtung nach F i g. 3;

Fig.5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsvariante der Einrichtung nach F i g. 1;

Fig.6 ein Blockschaltbild einer Prädiktions-Schaltung zur Verwendung in der Einrichtung nach F i g. 5, mit einem Halbbildspeicher zur Verarbeitung von Schwarz-Weiß-Signalen;

Fig.7 ein Blockschaltbild einer Prädiktions-Schaltung zur Verwendung in der Einrichtung nach F i g. 5, mit einem Halbbildspeicher zur Verarbeitung von PAL-Signal-Gemischen in Analogform.

Die Einrichtung zum Herabsetzen des Rauschens nach F i g. 1 besitzt eine Eingangsklemme 10 zum Aufnehmen eines durch Abtastung entstandenen Eingangssignals, im vorliegenden Falle eines Fernsehsignals. Die Eingangsklemme 10 ist mit dem Nicht-Inversions-Eingang 12a eines Subtraktionskreises 12 verbunden, und das von diesem ausgehende Differenzsignal wird einem Dämpfungsfilter 14 zugeführt. Der Filterausgang ist mit dem Eingang 16a eines Additionskreises 16 verbunden, dessen Ausgang an eine Ausgangsklemme 18 und an den Eingang eines Verzögerungsgliedes 20 gegeben wird. Das Verzögerungsglied liefert eine Verzögerungszeit, die genau gleich einer Biidperiode T_p des Fernsehsignals ist, d. h. zwei Halbbildabtastungen für ein Zeilensprungsignall. Der Ausgang des Verzögerungsgliedes 20 gelangt sowohl an den Inversionseingang 126 des Subtraktionskreises 12 als auch an den anderen Eingang 166 des Additionskreises 16.

Die Übertragungskennlinie des Dämpfungsfilters 14 ist in Fig.2 wiedergegeben. Die Kennlinie verläuft durch den Anfangspunkt O und ist symmetrisch für Plus- und Minus-Werte. Bis zu einer vorbestimmten Differenzsignaiamplitude A übt das Filter eine Dämpfung gemäß dem Dämpfungsfaktor K aus. Oberhalb der Amplitude A hat die Kennlinie die Steilheit Eins nur insofern, als die Kennlinie parallel zu und in Abstand von der gestrichelten Linie X verläuft, die durch den Anfangspunkt O führt; die Wirkung bedeutet eine abnehmende Dämpfung bei wachsender Amplitude des Differenzsignals. Man erkennt daß die Teile des Differenzsignals mit niedriger Amplitude gegenüber Teilen des Differenzsignals mit hoher Amplitude geschwächt werden. Die Steilheit zeigt zwar bei der Amplitude eine Unstetigkeit, die eigentliche Kennlinie selbst weist aber keine Unstetigkeit auf.

F i g. 1 zeigt ferner, daß von jedem Eingangssignal das Ausgangssignal der vorhergehenden Bildperiode, wie es von dem Verzögerungsglied geliefert wird, subtrahiert wird; dadurch wird ein Differenzsignal erzeugt, das die Unterschiede zwischen der laufenden und der vorhergehenden Bildperiode wiedergibt Dieses Differenzsignal wird durch die Dämpfungsschaltung 14 geleitet, und das gedämpfte Differenzsignal wird nun zu dem Ausgangssignal für das vorhergehende Bild rückaddiert, um das Ausgangssignal für das laufende Bild zu erhalten.
Würde das Filter 14 weggelassen oder besäße es die Kennlinie X nach F i g. 2, so würde von jedem Eingangssignal in dem Subtraktionskreis 12 die Ausgangsgröße des Verzögerungsgliedes 20 subtrahiert und in dem Additionskreis hinzugefügt, so daß die Ausgangsgröße der Einrichtung die gleiche Größe

Jo haben würde wie die Eingangsgröße.

In dem Bereich, in dem das Filter 14 eine Dämpfung mit dem Dämpfungsfaktor MK ausübt, bildet das Filter das Ausgangsbild aus einem gewogenen Mittel aller vorausgehenden Ausgangsbilder, wobei der Gewichtungsfaktor mit der Zeit in Rückwärtsrichtung exponentiell abnimmt Bei großen Werten von AT ist die Zeitkonstante ungefähr K Bildperioden. Bei Signaldifferenzamplituden mit einem größeren Betrag als A bewegt sich der Wert von K allmählich nach Eins hin, so daß mit zunehmender Eingangsamplitude eine immer geringere Mittelwertbildung eintritt

Die Amplitude A wird empirisch bei einem Wert festgesetzt, der größer als das meiste Rauschen aber geringer als die meisten Veränderungen ist, die durch bewegte Bilddetails verursacht sind. Wenn Rauschen bei einem feststehenden Bilde auftritt wird es daher im allgemeinen erheblich gedämpft und geglättet, während das Bild selbst nicht beeinträchtigt wird. Bei großen Differenzen zwischen den Bildern, wie beispielsweise

jo bei einer Bewegung in dem Bild, nähert sich der Dämpfungsfaktor dem Wert 1, und die Differenzen werden daher durch das Filter ohne wesentliche Verluste übertragen.

Ein kleiner Verlust an Struktur bei bewegten Einzelheiten pflegt aufzutreten, und weil der Dämpfungsfaktor niemals ganz den Wert 1 erreicht, entsteht eine gewisse Unscharfe an der hinteren Kante bewegter Einzelheiten, aber diese Erscheinungen sind unbedeutend und im allgemeinen weniger zu beanstanden als das ursprüngliche Rauschen.

Die genaue Form der Übertragungskennlinie für optimalen Ausgleich zwischen Herabsetzung des Rauschens und Beeinträchtigung der Bewegung hängt von der Intensität des Rauschens ab. Die Kennlinie

^5 sollte aber geringe Steilheit in der Nähe des Anfangspunktes und einen Wert der Steilheit von annähernd Eins bei großen Eingangswerten haben. Unstetigkeiten in der Kennlinie sollten vermieden

werden, da sie zu einer »Zerreiß«-Wirkung an bewegten Kanten führen können.

Bei einer Einrichtung mit der in F i g. 2 gezeichneten Kennlinie betrug die Amplitude 1/64 der Amplitude der Weißspitze, und K hatte vorzugsweise den Wert 4, aber auch Werte (AT-Werte) von 2 und 8 brachten befriedigende Ergebnisse.

Natürlich muß das Verzögerungsglied 20 äußerst genau arbeiten, und vorzugsweise ist es als taktgesteuerter Speicher ausgeführt, der die Eingangssignale in ι ο abgetasteter Form empfängt. Unter dieser Voraussetzung ist es zweckmäßig, wenn die gesamte Schaltung mit numerischen Signalen arbeitet; in diesem Falle kann das Filter 14 als Festwertspeicher ausgebildet sein. Für die Verwendung in einem Analogsystem ist dann ein '5 Änaiog/Digitai-Umseizer vor der Eingangsklemme iO vorzusehen sowie ein Digital/Analog-Umsetzer hinter der Ausgangsklemme 18.

Die Schaltung nach F i g. 3 basiert auf derjenigen nach Fig. 1, weswegen nur die Unterschiede im einzelnen beschrieben werden sollen. Der Aufbau des in dieser Schaltung verwendeten Dämpfungsfilters wird genauer dargestellt; das Filter besteht danach aus einem Tiefpaßfilter 22, das mit dem Ausgang des Subtraktionskreises 12 verbunden ist, einem Schaltungselement 24 mit nicht-linearer Übertragungskennlinie und einer Multiplizierschaltung 26, deren einer Eingang mit dem Ausgang des Schaltungselements 24 verbunden ist, während der andere Eingang über ein ausgleichendes Verzögerungsglied 28 an den Ausgang des Subtraktionskreises 12 geführt ist

Das Filter kann eindimensional oder vorzugsweise zweidimensional aufgebaut sein, d. h. es braucht nur auf horizontale Einzelheiten einzuwirken, beeinflußt aber vorzugsweise sowohl horizontale wie vertikale Einzelheilen, um hochfrequente Komponenten zu beseitigen. Die nicht-lineare Kennlinie des Schaltungselements 24 ist in F i g. 4 wiedergegeben, worin der Betrag oder die Amplitude der Eingangsspannung an der Abszisse und die Ausgangsspannung an der Ordinate aufgezeichnet ⁴⁽¹ ist Bei Eingangsamplituden im Bereich zwischen Null und einer Schwellspannung Vt liefert die Schaltung einen Ausgang MK, und bei Eingangsamplituden oberhalb dieses Schwellwerts ist der Ausgang gegeben durch die Beziehung

Mi--

50

Das Schaltungselement 24 kann die Form eines Festwertspeichers erhalten. Die Multiplizierschaltung 26 vervielfacht das Differenzsignal aus dem Subtraktionskreis 12 um den Faktor, der von dem Schaltungselement 24 geliefert wird.

Diese Form der Dämpfungsschaltung 14 ist aus folgenden Gründen zu bevorzugen:

Wenn das Rauschen über das Bild praktisch fco unkorreliert ist, neigen die Differenzsignale Rauschen/ Halbbild in irgendeinem Bereich des Bildes dazu, sich gegenseitig aufzuheben. Wenn jedoch eine Bewegung stattfindet, vor allem eine Bewegung einer Kante, neigen alle Halbbilddifferenzsignale dazu, unipolar zu & sein, d. h. alle die gleiche Polarität zu besitzen. Wenn daher ein räumliches Mittel über eine kleine Bildfläche genommen wird, nimmt das Verhältnis von Bewegungssignal zu Rauschen zu. Das Filter 22 bewirkt eine solche Mittelbildung, wenn es sich bei dem Filter um ein Quertypfilter' handelt, das aus einer Kaskade von Verzögerungsgliedern besteht, deren Signale an den Anzapfungspunkten einer gewichteten Addition unterworfen werden, und η Koeffizienten des Wertes I//1 liefert, wird die Rauschleistung um einen Faktor π reduziert, d.h. um 10 logio π dB. Daher kann der Schwellwert in der nichtlinearen Funktion um den gleichen Faktor herabgesetzt werden, wodurch sich die Größe der exponentiell Schwänze an bewegten Kanten verringert. Darüber hinaus lassen sich nun kleinere bewegte Kanten wahrnehmen. Der Mittelungsbereich darf nicht zu sehr erweitert werden, denn im anderen Falle geht der Signal/Rauschen-Vorteil bei der Bewegung verloren. Der optimale Bereich hängt von der Bewegungsgeschwindigkeit ab, und man muß einen Kompromißwert zulassen. Für viele Anwendungsfälle erscheint ein zweidimensionaler Mittelungsbereich von 5x5 Bildpunkten als zweckmäßig.

Mit diesem Aufbau ist das Dämpfungsfilter 14 besser in die Lage versetzt, zwischen Bewegung und Rauschen zu unterscheiden, und auf diese Weise wird das Verschmieren von Rändern und der Verlust an Struktur, die bei der Schaltung nach F i g. 1 aufzutreten vermögen, erheblich herabgesetzt, allerdings unter Inkaufnahme eines gewissen Rauschens in diesen Bereichen.

Bei der Schaltung nach F i g. 3 bewirkt das kompensierende Verzögerungsglied 28 eine Verzögerungszeit T_a die gleich derjenigen ist, die in das Filter 22 und das Schaltungselement 24 eingeführt ist Das erfordert die Aufspaltung des Verzögerungsgliedes 20 in zwei Verzögerungselemente 20a und 206. Das Verzögerungselement 20a liefert eine Verzögerungszeit von Tp—T_c und liegt zwischen dem Ausgang des Additionskreises 16 und dem Inversionseingang 126 des Subtraktionsgliedes 12. Das Verzögerungselement 206 liefert eine Verzögerungszeit r_cund liegt zwischen dem Ausgang des Verzögerungselements 20a und dem Eingang des Additionskreises 16. Auf diese Weise wird erreicht, daß alle bei dem Additionskreis 16 ankommenden Signale um die gleiche Verzögerungszeit von einer Bildperiode verzögert sind.

Fig.5 erläutert eine Variante der in Fig.3 gezeichneten Schaltung; hier werden nur die Unterschiede beschrieben. Man sieht, daß die beiden Schaltungen miteinander übereinstimmen, ausgenommen nur, daß die Schaltung nach F i g. 5 zwischen dem Ausgang des Verzögerungselements 20a einerseits und dem Verzögerungselement 206 und dem Eingang 126 des Subtraktionskfcises 12 andererseits eins Prsdiktions-Schaltung 30 vorsieht Die Prädiktions-Schaltung könnte ebensogut auch mit dem Eingang des Verzögerungselements 20a verbunden sein oder könnte sogar mit ihm zu einer gemeinsamen Schaltung zusammengefaßt sein. Auf jeden Fall muß die von dem Verzögerungselement 20a herbeigeführte Verzögerung reduziert werden durch den effektiven Betrag einer von der Prädiktionsschaltung 30 eingeführten beliebigen Verzögerung.

Die Prädiktions-Schaltung 30 dient dazu, die Einrichtung unter Umständen arbeiten zu lassen, in denen die verzögerten und die unverzögerten Signale einander nicht genau miteinander korrespondieren. Zwei spezielle Beispiele für einen solchen FaD werden nachstehend genauer beschrieben. Im ersten FaDe bewirkt das Verzögerungsglied 20 (oder bewirken die Verzöge-

rungselemente 20a plus 2Ob^ eine Verzögerungszeit von nur einer Halbbildperiode und nicht von einer Vollbildperiode. Bei Zeilensprungabtastung bedeutet das, daß eine laufende Zeile in der Mitte zwischen zwei benachbarten Zeilen des vorhergehenden Halbbildes liegt. Der zweite Fall tritt auf, wenn eine Verzögerung um ein Vollbild angewendet wird, das Vorgehen aber bei Mehrfarben-Fernsehsignalen eingesetzt wird, z. B. bei PAL- oder NTSC-Signalen. In diesem Falie ändert sich die Farb-Hilfsträger-Phase zwischen Vollbildern, wodurch eine Änderung des Signalniveaus eintritt, die zu einer Maskierung des Rauschsignals führen würde, das daher durch die Einrichtung nicht herabgesetzt werden würde. In beiden Fällen kann eine geeignete Prädiktions-Schaltung entwickelt werden, die von dem verzögerten Signal ein Signal ableitet, das dem erwarteten unverzögerten Signal besser entspricht, d. h., die den erwarteten Wert des unverzögerten Signals beim Fehlen einer Bewegung voraussagt.

Zunächst soll die Verwendung der Einrichtung bei im Zeilensprungverfahren abgetasteten Schwarz-Weiß-Signalen, bei denen aber die von Verzögerungselemenlen 20a und 20b herbeigeführte Verzögerung insgesamt eine Halbbildperiode ausmacht, betrachtet werden. In diesem Falle kann die Prädiktions-Schaltung gemäß Fig.6 aufgebaut sein. Fig.6 zeigt ein Querfilter mit einem Eingang 32, eine Kette von (im vorliegenden Falle fünf) in Kaskadenschaltung angeordneten einzeiligen Verzögerungsgliedern 34, Multiplizierschaltungen 36, die an zugeordneten Abgriffen der Verzögerungs kette angeschlossen sind, und einen Additionskreis 38, der die Ausgangsgrößen der Multiplizierschaltungen addiert und über eine Leitung 40 eine Ausgangsgröße liefert. An den anderen Eingängen der Multiplizierschaltungen werden, wie in der Figur erkennbar, gewichtende Koeffizienten eingegeben.

Der Ausgang des Filters nach Fig.6 ist das vertikal-interpolierte Signal auf Zeile n, abgeleitet aus den Signalen auf den Leitungen n-312 und n-313; n-311 und /7-314 usw. in dem vorangehenden Zeilensprung-Halbbild. Die Koeffizientenwerte Ci, C2 ... des Querfilters ergeben sich daher aus einer zugeordneten vertikalen Interpolationsöffnung. Da die interpolierte Zeile in der Mitte zwischen den gespeicherten Zeilen liegt, sind die Koeffizientenwerte des Interpolators symmetrisch. Für eine ideale Interpolation gelten die Werte Ci = 2/jr, C₂= -2/3 π, C₃ = 2/5 π usw. Bei der praktischen Ausführung kann eine lineare Interpolation mit Beiträgen lediglich vin den Zeilen n-312 und n-313 mit Koeffizienten von 0,5 verwendet werden. Im allgemeinen verbessert eine Interpolation höherer Ordnung die Prädiktion, wenn die Szene keine spektralen Komponenten jenseits 156 Perioden/Bildhöhe enthält verschlechtert sie aber, wenn die Szene derartige Bestandteile enthält Die lineare Interpolation stellt somit einen günstigen Kompromiß dar.

Bei dieser linearen Vertikalinterpolation wird insgesamt ein Halbbild-Differenzsignal sogar an feststehenden Vollbildern erzeugt, so daß die vertikale Bildauflösung verschlechtert wird. Bei Interpolation höherer Ordnung bleibt die Bildauflösung unterhalb 156 Perioden/Bildhöhe praktisch unbeeinflußt Das Auftreten des Halbbild-Differenzsignals bei stehenden Objekten macht das Feststellen von Bewegung schwieriger. Insbesondere muß die Schwelle in der Funktion G des Schaltungselements 24 angehoben werden, und bei großen vertikalen Obergängen, bei denen das Differenzsignal größer als der Schwellwert ist, kann das Rauschen durchschlagen.

Fig.? gibt eine zweite Art einer Prädiktions-Schaltung wieder, die Verwendung finden kann, wenn die Einrichtung in Verbindung mit analogen PAL-Farbfern- ·> sehsignalen verwendet werden soll. In diesem Fall wird angenommen, daß eine Verzögerung von einer Bildperiode als Verzögerungsglied 20 (oder 20a plus 2Of^ verwendet wird. Zu Prädiktionsschaltung gehören die folgenden Hauptschaltelemente:

κι Ein Eingang 50, der mit dem Eingang 52a eines Chrominanzfilters 52 verbunden ist, dessen Ausgang 52b sowohl mit dem Eingang 54a einer Chrominanz-Prozessorschaltung 54 als auch dem Inversionseingang 58i> eines Subtraktionskreises 58 verbunden ist. Der

ι ^r> Nicht-Inversionseingang 58a des Subtraktionskreises 58 ist über ein Kompensations-Verzögerungsglied 56 mit dem Eingang 50 verbunden. Der Ausgang des Subtraktionskreises 58 ist mit dem Eingang 60a einer Luminanz-Prozessorschaltung 60 verbunden, deren

-'η Ausgang 6OZj an den einen Eingang eines Additionskreises 62 geführt ist. Der andere Eingang des Additionskreises 62 ist mit dem Ausgang 54b der Chrominanz-Prozessorschaltung 54 verbunden, und der Additionskreis liefert eine Ausgangsgröße über die Leitung 64.

->> Das Chrominanzfilter 52 wirkt so, daß im wesentlichen nur die Chrominanzinformation in dem Signal passiert, die dann in dem Subtraktionskreis 58 von dem PAL-Signal subtrahiert wird, so daß sich ein Signal ergibt, das im wesentlichen nur die Luminanzinformaii» tion enthält. Das Chrominanzsignal wird dann in der Schaltung 54 modifiziert, um die Änderung der Hilfsträgerphase zwischen den Bildern zu berücksichtigen. Bei dem beschriebenen Beispiel erfordert das Luminanzsignal keine Änderung, und daher enthält die Luminanz-Prozessorschaltung 60 nur ein Ausgleichs-Verzögerungsglied 82. Schließlich werden die veränderten Chrominanz- und Luminanz-Signale in dem Additionskreis 62 wieder zusammengeführt

Das Chrominanzfilter oder die Trennstufe 52 weist zwei Zweizeilen-Verzögerungsglieder 66 und 68 in Reihenschaltung auf; der Eingang des Verzögerungsgliedes 66 und der Ausgang des Verzögerungsgliedes 68 werden in einem Halbaddierer gemittelt und von dem Signal an der Verbindungsstelle zwischen den Verzögerungsgliedern in einem Halb-Subtraktionskreis 72 subtrahiert. Das sich ergebende Signal wird einem Bandpaß 74 mit einem Durchlaßbereich von 3,1 MHz bis 5,5 MHz zugeführt; diese Zahlen gelten für das im Vereinigten Königreich übliche 625/50-PAL-Signal. Die Chrominanz-Prozessorschaltung 54 enthält eine Multiplizierschaltung 76, deren einem Eingang der Ausgang des Chrominanzfilters 52 zugeführt wird, während der andere Eingang ein Signal sin2i mit der doppelten PAL-Farbhilfsträgerfrequenz erhält, das über eine Leitung 78 zugeführt wird. Der Ausgang der Multiplizierschaltung wird einem Bandpaß 80 zugeführt, der mit dem Filter 74 vergleichbar ist

Die Prädiktions-Schaltung kann für die Verwendung bei numerischen Fernsehsignalen modifiziert werden. Wenn eine zeilengesperrte Abtastfrequenz verwendet wird, behält das Chrominanzfilter 52 die in Fig.7 gezeichnete Form, während die Verzögerungsglieder 66 und 68 als Digitalspeicher ausgebildet sind. Die Chrominanz-Prozessorschaltung 54 wird nun jedoch zu einem Querfilter mit zeitveränderlichen Koeffizienten. Ist die Abtastfrequenz nicht zeilengesperrt, kann sie z.B. gleich der dreifachen Farb-Hüfsträgerfrequenz sein, wird das Chrominanzfilter zu einem allgemeineren

zweidimensionalen Filter. Wenn die Abtastung bei feststehenden bevorzugten Hilfsträgerphasen erfolgt, entsprechend dem britischen Patent 14 15 519 mit jeder dritten Abtastung längs der U-Achse, ist die Chrominanz-Prozessorschaltung ein zeitveränderliches Querfilter mit drei Sätzen Multiplikationskoeffizienten, nämlich jeweils einem Satz für jede Abtastphase. Zum Steuern der Indizierung des periodischen Musters werden geeignete Zählschaltungen vorgesehen. Die Luminanz-Prozessorschaltung 60 wird nun zu einem Interpolator mit feststehender Phase, weil die Abtastpo-

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sitionen in dem laufenden (unverzögerten) Bild nicht identisch sind mit denen des zuvor gespeicherten (verzögerten) Bildes. Dieser Interpolator kann wieder als zeitunveränderliches Querfilter ausgeführt werden. Ein solches Filter muß von hoher Ordnung sein, wenn eine hochfrequente feste Luminanzinformation unbeeinträchtigt bleiben soll, und normalerweise werden zwölf Koeffizienten und elf Ein-Bild-Element-Verzögerungsglieder benötigt. Die Koeffizienten sind unveränderlich, so daß numerische Multiplizierschaltungen als einfache Festwertspeicher ausgebildet sein können.

Hierzu -1 llkilt Zddimmucn

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reduzierung des Rauschens in Fernsehsignalen unter Verwendung einer Schaltung, der ein Eingangshalbbild zugeführt und ein Ausgangshalbbild mit verringertem Rauschinhalt entnommen wird, unter verzögertem Rückführen des augenblicklichen Ausgangshalbbildes und Kombinieren desselben mit dem nächsten Eingangshalbbild, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem verzögerten Ausgangshalbbild und dem nächsten Eingangshalbbild gebildet wird, daß das Differenzsignal zur amplitudenabhängigen Dämpfung herangezogen wird und daß abschließend das gedämpfte Signal mit dem verzögerten Ausgangshalbbild summiert wird.

2. Anordnung zur Reduzierung des Rauschens in Fernsehsignalen mit einem Eingang, dem ein Eingangshalbbildsignal zugeführt wird und einem Ausgang, an dem ein Ausgangshalbbild mit vermindertem Rauschinhalt abgegeben wird und der über ein Verzögerungsglied mit einer Kombinierstufe verbunden ist, der das nächste Eingangshalbbild zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein amplitudenabhängiges Dämpfungsglied vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einer Summierstufe verbunden ist, daß der Ausgang des Verzögerungsgliedes mit dem anderen Eingang der Summierstufe verbunden ist und daß der Ausgang der Summierstufe den Ausgang der Schaltungsanordnung darstellt

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (20) eine Verzögerung von annähernd einem Halbbild hervorruft

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (14) eine Ausgangs-ZEingangsübertragungscharakteristik besitzt, welche unterhalb eines bestimmten Pegels eine erste praktisch konstante Steigung und oberhalb dieses bestimmten Pegels eine zweite praktisch konstante Steigung besitzt, welche größer als die erste Steigung ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (14) einen Multiplizierer (26) beinhaltet, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Subtraktors (42) und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines Elementes (24) mit nicht linearer Übertragungscharakteristik verbunden ist, welches ebenfalls mit dem Ausgang des Subtraktors (42) gekoppelt ist

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (24) mit nicht linearer Übertragungscharakteristik ein konstantes Ausgangssignal für Eingangssignale Vw unterhalb eines bestimmten Pegels Vr erzeugt, und einen Ausgangswert Vaus, der zu dem Eingangswert in folgender Beziehung steht:

s= 1 -[V₇-(I - MK)/V,_NI\

wobei Keine Konstante größer als 1 ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein Tiefpaßfilter (22), welches zwischen den Subtraktor (12) und das Element (24) mit nicht linearer Übertragungscharakteristik geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine Prädiktor- schaltung (30) im durch das Verzögerungsglied (20% Ißb) verlaufenden Signalweg zur Kompensation von inneren Differenzen zwischen den Eingangssignal während der augenblicklichen und der vorhergehendes Abtastung.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prädiktorschaltung (30) aus einem Interpolationsglied zum Interpolieren zwischen den Zeilen eines Fernsehsignals besteht (F ig. 6).

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Prädiktorschaltung eine Einrichtung zum Ändern der Phase des Farb-Hilfsträgers eines Farbfernsehsignal aufweist

(F ig. η