DE2658676C2

DE2658676C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Herabsetzen des Rauschens oder von Störungen in einem Eingangssignal

Info

Publication number: DE2658676C2
Application number: DE2658676A
Authority: DE
Inventors: Norio Ebihara; Kaichi Yokohama Kanagawa Tatsuzawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-12-26
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1986-07-24
Also published as: IT1074230B; CA1076246A; AT376350B; JPS5279747A; NL7614451A; DE2658676A1; GB1538509A; FR2336841A1; US4163258A; ATA968876A; FR2336841B1

Description

die positive bzw. negative Vorspannungspegel für gangsanschluß verbunden sind, während andere

die jeweils aufgenommene transformierte Signal- io Dämpfungsschaltungen mit dem Phaseninverter in

komponente festlegen, daß zwei Gleichrichter (23Λ, der jeweils zugehörigen Zeile verbunden sind,

23B) mit entgegengesetzter Leitrichtung diejenigen und daß je Spalte ein Ausgangsanschtuß (22a, 226,

Signalanteile der transformierten Signalkomponen- 22c, 22d) vorgesehen ist.

te gleichrichten, welche den entsprechenden positi- 19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, da-

ven bzw. negativen Vorspannungspegel überschrei- 15 durch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal in

ten, Horizontal-Zeilenintervalle unterteilt ist und daß die

und daß eine Summierschaltung (24) die gleichge- erste Verzögerungsschaltung (12) ausgewählten

richteten Signalanteile summiert Proben (S, 3, S,-₄) in bezug auf andere Proben (Sn,

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, da- 5/2) eine Verzögerung von zumindest einer Horidurch gekennzeichnet,, 20 zontal-Periode (\H) erteilt

daß in jeder der Dämpfungsschaltungen (16a, 166.

i6c) ein Komparator (27) den Pegel der jeweils an-

genommenen transformierten Signalkomponente

mit dem vorgegebenen Schwellwert (27a) vergleicht

und daß ein Dämpfungsglied (28) selektiv in dem Fall 25 Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und

betrieben ist, daß der Pegel der jeweils aufgenom- einer Schaltungsanordnung zum Herabsetzen des Rau-

menen transformierten Signalkomponente kleiner schens oder von Störungen in einem Eingangssigna! ge-

ist als der betreffende Schwellwert (βω), derart, daß maß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 6.

die betreffende aufgenommene transformierte Si- Es ist bereits die Verwendung von Filtern zum Tren-

gnalkomponente eine Dämpfung nahezu bis auf ei- 30 nen von niederfrequenten und hochfrequenten transfor-

nen Null-Pegel erfährt. mierten Signalkomponenten eines Fernsehsignals be-

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, da- kannt (US-PS 33 33 055). Dabei enthält der hochfredurch gekennzeichnet, daß in jeder der Dämpfungs- quente Signalanteil den größten Anteil des Rauschens schaltungen (16a, 166, \6c) ein Vollweggleichrichter bzw. der Störungen; er wird einer Schwellwerteinrich-(26) auf die jeweils aufgenommene transformierte 35 tung zugeführt, die jegliches Signal unterhalb eines be-Signalkomponente hin ein gleichgerichtetes Signal stimmten Schwellwertes sperrt Von Nachteil bei diesen an den genannten Komparator (27) abgibt Filtern ist jedoch die mit ihnen verbundene Phasen- und

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, da- Amplitudenverzerrung.

durch gekennzeichnet, daß in jeder der Dämpfungs- Es ist ferner eine Hadamard-Matrix-Transformation schaltungen (16a, 166, \%c) ein Detektor (50,52) den 40 bekannt (US-PS 36 79 821), deren Zweck nicht darin Rauschpegel in der jeweils aufgenommenen trans- besteht, hochfrequentes Rauschen bzw. hochfrequente formierten Signalkomponente in bestimmten Inter- Störungen zu vermeiden, sondern bei der es lediglich vallen des Eingangssignals ermittelt und den darum geht, die Entropie des Fehlersignals in einem Schwellwert (Δοί) als Funktion des ermittelten Übertragungssystem zu vermindern, welches die ÜberRauschpegels festlegt. 45 tragung lediglich der Differenz zwischen aufeinander-

15. Schaltungsanordnung nacfj Anspruch 6, da- folgenden Bildern umfaßt.

durch gekennzeichnet, daß für die ersten und zwei- Es ist ferner eine Widerstandsmatrix bekannt (US-PS

ten orthogonalen Transformationen Hadamard- 37 92 355), die eine Hadamard-Transformations-Matrix

Transformationsmatrizen verwendet sind. sein kann. Die Transformationsschaltung umfaßt dabei

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, da- 50 eine erste Verzögerungsschaltung, welche diskrete Sidurch gekennzeichnet, daß die transformierten Si- gnale um eine feste Zeitspanne verzögert, eine Rechengnalkor.iponenten (S₀ 1, S₀ 2, S₀ 3, S₀ 4) unterschiedli- schaltung, welche die Summe und die Differenz zwiche Bereiche des Frequenzspektrums des Eingangs- sehen Eingangs- und Ausgangssignalen der Verzögesignals (S₁) darstellen. rungsschaltung bildet, eine zweite Verzögerungsschal-

17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, da- 55 tung, welche das D'fferenzsignal der Reihenschaltung durch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsschaltun- um dieselbe Verzögerungszeit verzögert, um die die ergen (16a, 166,16c) lediglich jene transformierten Si- ste Verzögerungsschaltung Signale verzögert, und eine gnalkomponenten (S₀ 2, SO 3, S₀ 4) bedampfen, wel- Verknüpfungsschaltung, die Ausgangssignale derart beche die höherfrequenten Signalteile des Eingangssi- reitstellt, daß das Summensignal von der Rechenschalgnals darstellen. 60 tung und des Differenzsignal von der zweiten Verzöge-

18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, da- rungsschahung abwechselnd in einem festgelegten Zeitdurch gekennzeichnet, Intervall auftreten.

daß jede der Hadamard-Transformationsmatrizen π Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg

Zeilen (I₁, h, /3, U) mit je Zeile vorgesehenen π Dämp- zu zeigen, wie auf insgesamt relativ einfache Weise bzw.

fungsgliedern (33) umfaßt, die zur Bildung von η 65 mit insgesamt relativ geringem schaltungstechnischen

Spalten ^/πι,/Π2,π;3,/Π4) angeordnet sind, Aufwand das Rauschen oder Störungen in einem Ein-

daß je Zeile ein Eingur,gsanschluß (21 a, 216,21 c, 21 d) gangssignal herabgesetzt werden können,

vorgesehen ist, daß in zumindest einigen Zeilen ein Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ei-

WJ/,- ;'-<i»V*IS*liii,>j<

5 6

nerseits durch die im Anspruch 1 und andererseits durch quenz, die durch den Tiefpaßfilter 2 weitergeleitet wer-

die im Anspruch 6 gekennzeichneten Maßnahmen. den, im wesentlichen frei von schädlichem Geräusch

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf sind. Das niedrigere Verhältnis Signal/Geräusch bei den

relativ einfache Weise das Rauschen oder Störungen in höheren Frequenzen führt jedoch zu einem bedeuten-

einem Eingangssignal herabgesetzt werden können. 5 den Geräusch am Ausgang des Hochpaßfilters 3. Mit

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in anderen Worten, wird Geräusch, das in einer Video-

den Ansprüchen 2 bis 5 und 7 bis 19. Bandaufnahmeanlage während der Aufzeichnung oder

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nach- Wiedergabe erzeugt werden kann, gleichmäßig verteilt,

stehend beispielsweise näher erläutert In den Zeichnun- wobei die Anwesenheit dieses Geräusches eher bei den

gen zeigen: io höheren Frequenzen wahrnehmbar und den niedrigeren

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Vorschlags einer An- Frequenzen verhältnismäßig geringfügig ist. Um somit Ordnung zur Rauschunterdrückung; diese Geräuschkomponenten der höheren Frequenzen F i g. 2 eine graphische Darstellung der Charakteristi- zu unterdrücken, werden die durch den Hochpaßfilter 3

ken einer Schaltung, welche bei einer Anordnung zur durchgelassenen Signalkomponenten in einer nichtli-

Rauschunterdrückung verwendet werden kann; 15 nearen Schaltung 4 unterdrückt, falls diese Signalkom- F i g. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen ponenten einen Amplitudenpegel haben, welcher einen Ausführungsform; Schwellenwert unterschreitet, der für die nichtlineare F i g. 4 ein Schaltbild eines der in F i g. 3 gezeigten Schaltung festgelegt worden ist Das heißt, es wird ange- Elemente; nommen, daß dann, wenn die Komponenten höherer

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform ei- 20 Frequenz, weiche durch den Hochpaßfüter 3 durchgenes anderen Elementes der in F i g. 3 gezeigten Schal- lassen worden sind, diesen Schwellenwert nicht übertung; schreiten, dann diese Komponenten Geräusch darstel-

F i g. 6 eine graphische Darstellung der Charakteristi- len und unterdrückt werden sollen, ken einer Schaltung, welche bei der in F i g. 3 gezeigten Die Spannungsübertragungscharakteristik der nicht-Ausführungsform verwendet werden kann; 25 linearen Schaltung 4 ist wie durch die Kurve 7 in F i g. 2

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer anderen AusfUh- gezeigt Diese Übertragungscharakteristik zeigt ein

rungsform der in F i g. 3 gezeigten Schaltung; »Totband« oder einen nicht ansprechenden Abschnitt

F i g. 8 eine graphische Darstellung des frequenzbe- 7a, worin keine Ausgangsschaltung erzeugt wird, bis die

zogenen Kraftspektrums des Videosignals; Eingangsspannung den Schwellenwert überschreitet.

F i g. 9 eine graphische Darstellung zur Erläuterung 30 Dieser nichtansprechende Abschnitt ist für positive und der Arbeitsweise einer weiteren erfindungsgemäßen negative Signale symmetrisch, so daß die Eingangsspan-Ausführungsform; nungen innerhalb eines Bereiches AWkeine Ausgangs-

F ig. 10 ein Blockschaltbild eines Abschnittes einer spannung erzeugen.

weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform zur Sobald die Eingangsspannung diesen Schwellenwert

Verwendung in Verbindung mit der in F i g. 3 gezeigten 35 überschreitet, wird selbstverständlich die Ausgangs- Schaltungsanordnung; und spannung, weiche durch die nichtlineare Schaltung 4 F i g. 11 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausffih- erzeugt wird, dazu direkt proportional. Die nichtlineare

rungsform nach der vorliegenden Erfindung. Schaltung 4 kann beispielsweise aus an den Rückseiten

Einfachheitshalber sei angenommen, daß zum Zwek- nebeneinander angeordneten Dioden bestehen, welche ke der vorliegenden Beschreibung das mit S,- bezeichne- 40 mit einem Vorspannungswiderstand verbunden sind, te Eingangssignal ein Signalgemisch oder Videosignal, Die durch die nichtlineare Schaltung 4 erzeugte Auswie z. B. ein Farbfernsehsignal oder dgL ist Hierbei ist gangsspannung, welche zur Eingangsspannung direkt jedoch zu beachten, daß das Eingangssignal auch eine proportional ist, vorausgesetzt, daß die Eingangsspanandere Information oder andere Daten darstellen kann. nung den Schwellenwert überschreitet, wird in einer

Es sei ferner angenommen, daß ein derartiges Ein- 45 Addierschaltung 5 mit den Komponenten niedrigerer gangssignal sowohl Komponenten höherer Frequenz Frequenz kombiniert, welche durch den Tiefpaßfilter 2 als auch Komponenten niedriger Frequenz aufweist und durchgelassen worden sind. Auf diese Weise wird ein daß das Verhältnis Signal/Geräusch größer für die nied- Ausgangssignal S_n weiches im wesentlichen dasselbe rigeren Frequenzen als für die höheren Frequenzen ist wie das Eingangssignal S; weniger der Geräuschkompo-Falls das Eingangssignal ein Videosignal ist, so ist seine 50 nenten sein dürfte, welche in der nichtlinearen Schal-Signalverteilung in dem gesamten zugeordneten Fre- tung 4 unterdrückt worden sind, einer Ausgangrklemme quenzspektrum wie in F i g. 8 dargestellt, welche zeigt, 6 zugeführt. Es wird jedoch erwartet, daß die Phasendaß der größte Teil der Signalinformation in dem Ab- verschiebung, welche durch den Tiefpaßfilter 2 den schnitt der gezeigten Verteilung niedriger Frequenz Komponenten niedriger Frequenz in dem Eingangssiliegt 55 gnal S,- erteilt wird, der Phasenverschiebung, welche

Zurückkehrend nun zur Fi g. 1 zeigt diese Figur eine durch den Hochpaßfilter 3 den Komponenten höherer Ausführungsform einer vorgeschlagenen Geräuschun- Frequenz erteilt wird, nicht gleich ist Infolgedessen ent-

terdrückungsanlage, weiche in Verbindung mit einem steht Phasenverzerrung in dem Ausgangssignal SO infol-

Eingangssignal 5/ verwendet werden kann, dessen Si- ge dieser ungleichen Phasenverschiebung. Infolge von

gnalverteilung zu der in F i g. 8 gezeigten Art gehört 60 ungleichen Amplitudencharakteristiken der Hochpaß-

Dieses Eingangssignal wird an die Eingangsklemme 1 und Tiefpaßfilter, wird auch Amplitudenverzerrung in

angelegt und durch den Tiefpaßfilter 2 in seine Kompo- das Ausgangssignal S₀ eingeführt Diese Phasen- und

nenten niedriger Frequenz und durch einen Hochpaßfil- Amplitudenverzerrungen in dem Ausgangssignal sind in

ter 3 in seine Komponenten höherer Frequenz geteilt; dem wiedergegebenen Videosignal feststellbar.

Diese Filter sind gemeinsam mit der Eingangsklemme 65 Diese Nachteile oder Mängel werden gemäß der in

verbunden. Wie zuvor erwähnt, wird infoige des höhe- F i g. 3 gezeigten Geräuschunterdrückungsaniage ver-

ren Verhältnisses Signal/Geräusch bei niederen Fre- mieden. Bei dieser Anlage wird eine orthogonale Trans-

quenzen angenommen, daß die Signale niedriger Fre- formierte des Eingangssignals S; abgeleitet wobei aus-

gewählte Komponenten des transformierten Signals unterdrückt werden. Dann werden die transformierten Komponenten in im wesentlichen das Eingangssignal rückumgesetzt.

Bei der Ableitung der orthogonalen Transformierten des Eingangssignals S, wird angenommen, daß dieses Signal als X = (x\, Ar₂,... x„J und daß die orthogonale Transformierte von X als Y= (Y\, Y₂, ... Y_n) ausgedrückt werden kann. Um nun Yzu erhalten, wird X mit der orthogonalen Transformierten der Matrix A multipliziert. Um das transformierte Signal wieder umzusetzen, kann auf ähnliche Weise X durch Multiplizieren von YmU der Matrix Berhalten werden. Diese Funktionen können wie folgt ausgedrückt werden:

Ϋ = AX

worin B = A -', d. h. B ist die umgekehrte Matrix A.
Der mathematische Ausdruck für die Matrix A ist:

an a_n-·- a]„

«21 022 ··· O_2n

a„\ a_n2... a„„

Die orthogonale Transformationsmatrix ist eine η χ n-Matrix, bei welcher sowohl die Umsetzungs- als auch die Rückumsetzungsmatrix η χ η ist. Typische orthogonale Transformationsmatrizen, welche Verwendung finden können, sind die Fourier-Transformationsmatrix oder die Hadamard-Transformationsmatrix. Auch andere Arten einer orthogonalen Matrix können verwendet werden, wobei jedoch die Hadamard-Transformationsmatrix bevorzugt wird. Wird nun die Hadamard-Transformationsmatrix eines Signalgemisches oder Videosignals abgeleitet, so stellen die sich ergebenden π transformierten Signalkomponenten verschiedene entsprechende Teile oder Abschnitte des Frequenzspektrums des ursprünglichen Videosignals dar; d. h.

dann, wenn das Videosignal als X dargestellt wird, und die η transformierten Signalkomponenten, die durch die Hadamard-Matrix abgeleitet worden sind, Yi, Y₂,... Y_n (1) sind, wie in der Gleichung (4) dargestellt, so enthält die Komponente y\ die Komponenten des Videosignals mit der niedrigsten Frequenz, während y₂ die Videosignaifrequenzkomponenten enthält, die den nächst niedrigen Wert haben, während y_n.\ die Videosignalkomponenten mit der nächsthöheren Frequenz und y„ die Videosignalkomponenten mit der höchsten Frequenz enthält.

Eine aus vier Reihen und vier Spalten oder Säulen Hadamard-Transformationsmatrix kann wie folgt ausgedrückt sein:

(2)

30

wobei auf ähnliche Weise die Matrix B mathematisch wie folgt ausgedrückt werden kann:

#4=4

on 6)2... b\, hi b₂₂...b₂.

\ b„ 2... b„,

(3)

Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) kann das transformierte Signal Ϋ wie folgt ausgedrückt werden:

Y\ = β, ix,+0,2 X₂+ ■■■ +a_lax„ Y₂ = 021 Xi⁺O₂₂Xi+ ■■■ +a_2nx„

· +a„„x„

(4)

Während das rückumgesetzte Signal A"wie folgt ausgedrückt werden kann:

b_uy,+b_]2y₂+--- +b_t„y„
621 y\ +bn yi + · · - +b_{2 n}y_n

(5)

60

+b„_2y2 +■■■ +b„„y_n

Aus den Gleichungen (4) und (5) ist ersichtlich, daß das Verhältnis zwischen dem Eingangssignal, das mathematisch als X ausgedrückt wird, und dem orthogonal transformierten Ausgangssignal, das mathematisch als yausgedrückt wird, linear ist

1111
1 1-1-1
1-1-1 1
1-1 1-1

worin der Bruchteil -j- für Einheitszuwachs vorgesehen

ist. Aus Reihe 1 dieser Matrix ist ersichtlich, daß die Multiplikatoren keiner Po'aritätsänderung oder keinem Polaritätswechsel unterworfen sind. Daher enthält Reihe 1, welche der transformierten Komponente y\ entspricht, die Gleichstromfrequenzkomponenten und die Komponenten mit der niedrigsten Frequenz. Die Multiplikatoren von Reihe 2 der Hadamard-Matrix zeigen einen Polaritätswechsel. Dieser Reihe entspricht der transformierten Komponente y₂ und enthält die Komponenten mit der nächst höheren Frequenz. Die Multiplikatoren von Reihe 3 der Hadamard-Matrix zeigen zwei Polaritätswechsel. Diese Reihe entspricht demnach der transformierten Komponenten y$ und enthält die Komponenten mit der nächst höheren Frequenz. Die Multiplikatoren der Reihe 4 dieser Hadamard-Matrix zeigen schließlich drei Polaritätswechsel. Diese Reihe entspricht der transformierten Komponente^ und enthält die Komponenten mit der höchsten Frequenz. Somit teilt die Hadamardtransformation eines Signalgemisches oder Videosignals dieses Videosignal in einzelne Komponenten, wovon jede einem verschiedenen Abschnitt des Frequenzspektrums des Videosignals entspricht Ein Vorteil der Verwendung dieser Hadamard-Transformierten bzw. dieser Hadamardtransformation besteht darin, daß dieselbe Matrix, welche zur Ableitung der transformierten Komponenten des Eingangsvideosignals verwendet wird, auch für die Rückumsetzung derartiger transformierter Komponenten zurück zum ursprünglichen Videosignal Verwendung finden kann.

Bezugnehmend nun insbesondere auf die in Fig.3 gezeigte Ausführungsform ist ersichtlich, daß die Ge-

räuschunterdrückungsanlage aus einer Sampling- oder Abtastwertgeberschaltung 12, einer orthogonalen Transformationsmatrix 20, einer Signalunterdrückungsschaltung 16, einer orthogonalen Rückumsetzungsmatrix 30 und einer Kombinationsschaltung 31 besteht. Die Samplingschaltung 12 ist mit einer Eingangsklemme 11 verbunden und mit einem Eingangssignal S,- gespeist. Diese Samplingschaltung kann das Eingangssignal in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen abtasten, wobei bei der dargestellten Ausführungsform vier solche zeitabhängige Abtastwerte des Eingangssignals als S/, S/ 2, Si 3, und 5; 4 erhalten werden. Die Samplingschaltung 12 kann eine herkömmliche Samplingschaltung darsteilen, wie z. B. eine Abtast- und Halteschaltung, wobei sie jedoch in Form von Verzögerungsleitungen 12a, i2b und 12c in Kaskadenschaltung dargestellt ist. Bei Verwendung dieser Verzögerungsleitungen werden zeitabhängige Abtastwerte S/ 1,... S/ 4 konkurrierend oder gleichzeitig während jedes abgetasteten zeitlichen Intervalls erzeugt. Falls beispielsweise das Frequenzband eines ein Eingangssignal darstellenden Videosignals 5/ 4,5 mHz ist, so ist, wie bekannt, eine zweckmäßige Abtastgeschwindigkeit 1OmHz. Somit werden aufeinanderfolgende zeitmäßige Abtastwerte alle 100 η sec. erzeugt. Jede Verzögerungsleitung oder Verzögerungsteile weist somit eine Verzögerung von 100 η sec. auf. Infolgedessen wird der zeitmäßige Abtastwert S,-4 einer Verzögerung von 300 η sec. unterworfen, während der zeitmäßige Abtastwert 5/3 einer Verzögerung von 200 π sec. und der zeitmäßige Abtastwert 5,2 einer Verzögerung von 100 π sec. unterworfen, wogegen der zeitmäßige Abtastwert 5,· 1 keiner Verzögerung ausgesetzt ist. Obwohl vier zeitmäßige Abtastwerte für die hier dargestellte Ausführungsform beschrieben werden, ist ersichtlich, daß η aufeinanderfolgende zeitmäßige Abtastwerte verwendet werden können, wobei die Samplingschaltung 12 aus (n—1)-Verzögerungsleitungen gebildet sein kann, um unterschiedliche Verzögerungen den η aufeinanderfolgenden zeitmäßigen Abtastwerten zu erteilen, so daß sämtliche zeitmäßige Abtastwerte gleichzeitig am Ausgang der Samplingschaltung erzeugt werden. Bei einer anderen Ausführungsform werden in Reihe geschaltete Abtast- und Halteschaltungen gemeinsam mit dem Eingangssignal 5, gespeist, um diese 77 (oder vier bei der dargestellten Ausführungsform) zeitmäßige Abtastwerte gleichzeitig zu erzeugen.

Die orthogonale Transformationsmatrix 20 ist mit π Eingangsklemmen versehen, weiche gleichzeitig die π zeitlichen Abtastwerte empfangen können, welche von der Samplingschaltung 12 erzeugt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform werden vier derartige Abtastwerte erzeugt wobei die orthogonale Transformationsmatrix 20 eine 4 χ 4-Matrix ist, welche aus vier Reihen Multiplikatoren besteht, wobei jede Reihe aus vier Spalten oder Säulen besteht Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die orthogonale Transformationsmatrix 20 eine Hadamardmatrix, welche die Hadamardtransformation durchführen kann, welche mathematisch durch die Gleichung (6) dargestellt ist. Eine Ausführungsform einer physikalischen Verwirklichung dieser Hadamardtransformation ist in F i g. 4 dargestellt Bei dieser hier dargestellten Ausführungsform besteht die Matrix 20 aus vier Reihen 1|, I2,13 und I4, wobei jede Reihe vier Säulen oder Spalten von Dämpfungsschaltungen 13 enthält Eine Eingangsklemme 21a, 216, 21r und 2t d ist jeweils für jede Reihe vorgesehen. Eine entsprechende Phasenumkehrstufe 15 ist mit einer entsprechenden Eingangsklemme verbunden, wobei die ausgewählten Reihen die Eingänge ausgewählter Dämpfungsschaltungen ⁱ3 mit dem Ausgang der Phasenumkehrstufe 15 verbunden sind. Die restlichen Dämpfungsschaltungen in diesen Reihen sind mit ihren Eingängen mit der zugeordneten Eingangsklemme verbunden. In Reihe 1| sind die Eingänge sämtlicher Dämpfungsschaltungen 13 gemeinsam mit der Eingangsklemme 21a verbunden. Somit kann die Phasenumkehrstufe 15 in Reihe Ii entfallen. Jede Dämpfungsschaltung 13 kann das an sie angelegte Signal um einen Faktor ¹A dämpfen, wobei jede Phasenumkehrstufe 15 die Phase oder Polarität des daran angelegten Signals umkehren kann.

Die Ausgänge der Dämpfungsschaltungen 13 in jeder Säule sind gemeinsam mit einer zugeordneten Ausgangsklemme verbunden. Die Ausgänge der Dämpfungsschaltungen 13 in Säule m\ sind also mit der Ausgangsklemme 22a additionsmäßig oder zusätzlich verbunden, während die Ausgänge der Dämpfungsschal· tungen 13 in Säule m₂ mit der Ausgangsklemme 22b additionsmäßig oder zusätzlich verbunden sind, wobei die Ausgänge der Dämpfungsschaltungen 13 in Säule mj mit der Ausgangsklemme 22c und die Ausgänge der Dämpfungsschaltungen 13 in Säule /714 gemeinsam mit der Ausgangsklemme 22d additionsmäßig oder zusätzlieh verbunden sind. Die Ausgänge der betreffenden Dämpfungsschaltungen in jeder Säule sind also der zugeordneten Ausgangsklemme entsprechend zugegeben und angelegt.
Angenommen, daß der zeitmäßige Abtastwert 5,1 an die Eingangsklemme 21a angelegt wird, so wird dieser zeitliche Abtastwert mit einem Satz von Dämpfungsfaktoren multipliziert, welche durch die Dämpfungsschaltungen festgelegt sind, die der Reihe 11 zugeordnet werden. Falls der zeitliche Abtastwert S₁₂ an die Eingangsklemme 216 angelegt wird, so wird auf ähnliche Weise dieser zeitliche Abtastwert mit einem Dämpfungsfaktor multipliziert der durch die Dämpfungsschaltung in den Säuien /712 und m\ der Reihe 12 festgelegt ist, während die umgekehrte Version des zeitlichen Abtastwertes 5,2 mit dem Dämpfungsfaktor multipliziert wird, der durch die Dämpfungsschaltung 13 in den Säulen m₃ und /n₄ der Reihe I2 festgelegt ist. Ähnliche Multiplikationen von zeitlichen Abtastwerten 5,3 und 5,4 werden in Reihen I₃ und I4 entsprechend den ausgewählten Verbindungen der dargestellten Dämpfungsschaltungen in diesen Reihen erzielt Die Ausgangssignale S₀ 1, S₀ 2, S₀ 3, und S₀ 4, die an den Ausgangsklemmen 22a, 22b, 22c und 22d durch die dargestellte Matrixschaltung erzeugt werden, können wie folgt ausgedrückt werden:

■SO 1 = -7- (Si,· 1 + S/ 2 + Si 3 + Si 4)

S_O2= "J" (Sn+S; 2 — S/3 — S/4)

So3= "4~(S;i— S/2 — S/3 + S/4)
So4= -T-(S/!+S/2+ S/3 —S/4)

Wie oben erörtert, enthält das Ausgangssignal S₀ 1 die Gleichstrom- und Niederfrequenzkomponenten, während das Ausgangssignal S₀ 2 die nächst höheren Frequenzkomponenten, das Ausgangssignal S₀ 3 die nächst höheren Frequenzkomponenten, und das Ausgangssi-

gnal So 4 die höchsten Frequenzkomponenien des EingangssignalsS,enthält.

Die Signa'lverteilung des Frequenzspektrums eines Videosignals ist in F ig. 8 graphisch dargestellt und oben erörtert worden. Ein wesentlicher Teil eines Fernsehbildes besteht aus Hintergrund Der Helligkeitspegel dieses Hintergrundes schwankt im allgemeinen verhältnismäßig langsam. Ein bedeutsamer Teil der Signalverteilung eines Videosignals enthält somit die diesem Hintergrund entsprechenden Komponenten niedriger Frequenz. Die Grenze zwischen dem Hintergrund und einem Gegenstand in einem Fernsehbild entspricht den Videosignalkomponenten mit der höheren Frequenz. Das heißt, der Helligkeitspegel ändert sich zwischen hellen und dunklen Gegenständen, welche abrupter und daher als Videosignalkomponenten höherer Frequenz dargestellt sind. Die durch die Transformationsmatrix erzeugten Ausgangssignale S₀ 1 und S₀ 2 enthalten die oben erwähnten Komponenten niedriger Frequenz, während die Ausgangssignale S₀ 3 und S₀ 4 die Komponenten höherer Frequenz enthalten. Wie auf der Signalverteilungskurve gemäß F i g. 8 ersichtlich, ist dergrößte Teil der Videosignalinformation in den Komponenten der Ausgangssignale S₀ 1 und S₀ 2 niedriger Frequenz enthalten, wogegen ein viel kleinerer Teil des Videosignals in den Komponenten der Ausgangssignale S₀ 3 und So 4 höherer Frequenzen enthalten ist. Falls jedoch das Videosignal von statischem oder weißem Rauschen begleitet ist, welches im ganzen Frequenzband gleichmäßig verteilt ist, so wird auch dieses Rauschen in den Ausgangssignalen S₀ \ ... S₀* gleichmäßig verteilt. Da das Verhältnis Signal/Geräusch in Niederfrequenzkomponenten, d.h. in den Ausgangssignalen S₀ 1 und S₀2 verhältnismäßig hoch ist, ist das Problem des Begleitgeräusches in diesen Komponenten nicht so dringend.

Da jedoch das Verhältnis Signal/Geräusch in den Komponenten höherer Frequenz, d. h. in den Ausgangssignaien S₀ 3 und S₀ 4 verhältnismäßig niedrig ist, kann angenommen werden, daß dann, wenn der Signalpegel oder Signalwert dieser Ausgangssignale einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet dann dieses Signal praktisch Geräusch darstellt. Mit anderen Worten, infolge dieses niedrigen Verhältnisses Signal/Geräusch wird angenommen, daß ein Ausgangssignal, welches den Schwellenwert unterschreitet, Geräusch ist, während ein Ausgangssignal, welches diesen Schwellenwert überschreitet, eine Videosignalkomponente höherer Frequenz ist. Wenn eine Videosignalkomponente höherer Frequenz auch unterdrückt wird, da fehlerhaft angenommen wurde, daß diese Komponente einen niedrigen Signal hat und daher Geräusch ist, so übt nichtsdestoweniger diese Signalunterdrückung nur einen geringfügigen Einfluß auf das wahrgenommene Fernsehbild aus, da die Videosignalkoinponenten höherer Frequenz nur eine geringe Wirkung auf die Sichtwahrnehmbarkeits-Charakteristik der Zuschauer hat Sogar dann, wenn die Signalunterdrückungsschaltungen 16 die Wiedergabe eines Fernsehbildes mit einer weniger als genauen Wiedergabetreue in dem Bildabschnitt höherer Frequenz ergeben, kann somit dies im allgemeinen vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden.

Die Signalunterdrückungsschalturig 16 besteht aus den nichtlinearen Schaltungen 16a, 166 und 16c, welche mit Ausgangssignalen S₀ 2, S₀ 3 und S₀ 4 gespeist werden. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn die Transformationsmatrix 20 eine größere Anzahl Ausgangssignale erzeugt eine entsprechend größere Anzahl nichtlinearer Schaltungen vorgesehen sein wird. Jede nichtlineare Schaltung kann eine Transformationscharakteristik der in Fig.2 gezeigten Art zeigen, so daß sie der zuvor beschriebenen nichtlinearen Schaltung 4 ähnlich sein kann. Falls der Signalwert eines der Ausgangssignale S_{0 2} .. S₀₄ innerhalb des Bereiches /IW(Fi g. 2) liegt, wird somit dieser Signalpegel oder Signale« isnterdrückt Falls der Signalpegel des an eine nichtlineare Schaltung angelegten Ausgangssignals den disser nichtlinearen Schaltung zugeordneten Schwellenwert überschreitet, so ist das Ausgangssignal dieser nichtlinearen Schaltung zum durch die Transformationsmatrix 20 daran angelegten entsprechenden Ausgangssignal direkt proportional.

Wie in Fig.3 gezeigt, werden die Ausgangssignale

is J₀ 2, S₀ 3 und S₀ 4 durch die nichtlinearen Schaltungen 16a, 16b und 16c der Rückumsetzungsmatrix 30 zugeführt, wogegen das Ausgangssignal S₀1 unmittelbar aer Rückumsetzungsmatrix zugeführt wird. Denn das Ausgangssignal S₀ 2 enthält die Gleichstromkomponenten und die Komponenten niedrigster Frequenz des Eingangssignals Sa Da ein wesentlicher Teil der Videosignalinformation durch das Ausgangssignal S₀ 1 dargestellt ist, wird bevorzugt, eine Einführung einer Verzerrung zu vermeiden, welche durch die Wirkung einer nichtlinearen Schaltung auf das Ausgangssignal S₀ 1 verursacht sein kann, wodurch auch eine beobachtbare Verzerrung des rückumgesetzten Videosignals und des nachfolgend wiedergegebenen Fernsehbildes vermieden wird.

Obwohl jede der nichtlinearen Schaltungen 16a, 166 und 16ceiner Art angehören kann, welche der Art der zuvor beschriebenen nichtlinearen Schaltung 4 ähnlich sein kann, wird in Fig.5 eine Ausführungsform der in F i g. 3 gezeigten nichtlinearen Schaltungen dargestellt.

Wie gezeigt, besteht diese nichtlineare Schaltung aus einem Pufferverstärker 21, der eine transformierte Signalkomponente empfangen kann, d. h. eines der Ausgangssignaie S₀ 2, S₀ 3 oder S₀ 4, sowie zwei parallele Signalbahnen, wovon jede aus einer mit einem Gleichrichter in Kaskadenschaltung verbundenen Vorspan· nungsschaltung und einer Summierschaltung 24 zum Summieren der Ausgänge der Parallelsignalbahnen besteht. Bei einer Signalbahn kann eine Gleichstromvor-Spannungsschaltung 225 den positiven Vorspa.'iungswert der durch den Pufferverstärker 21 zugeführten transformierten Signalkomponente erhöhen, während ein Gleichrichter 23ß die positiven Teile der transformierten Signalkomponenten gleichrichten kann, welche den durch die Vorspannungsschaltung 22B festgelegten positiven Vorspannungswert überschreiten. In der anderen Signalbahn kann auf ähnliche Weise die Vorspannungsschaltung 22/4 den negativen Vorspannungswert der transformierten Signalkomponente erhöhen, welche durch den Pufferverstärker 21 daran angelegt ist, während der Gleichrichter 23Λ die negativen Teile der transformierten Signalkomponente gleichrichten kann, die den negativen Vorspannungswert überschreiten. Somit stellt die Vorspannungsschaltung 22B einen positiven Schwellenwert, während die Vorspannungsschaltung 22A einen negativen Schwellenwert erzeugt Die entsprechenden Gleichrichter 23B und 23.A führen der Summierschaltung 24 nur jene positiven und negativen Teile der transformierten Signalkomponenten zu, welehe diese positiven und negativen Schwellenwerte überschreiten.

Typische Wellenform der in den parallelen Signaibahnen übertragenen Signale sind in F i g. 5 gezeigt, während die durch die Summierschaltung 24 erzeugte resul-

13 14 I

tierende Wellenform am Ausgang dieser Schaltung mit gang des Impedanzwandlers dem und durch den Ver- || ganzen Linien gezeigt ist Die Wellenform, welche mit stärker 255 zugeführt werden kann. Dieser Schaltungsgestrichelten Linien gezeigt ist, stellt den Ausgang die- Vorgang führt zu den in F i g. 6 gezeigten Übertragungsser nichtlinearen Schaltung dar, falls die Vorspannungs- Charakteristiken.

schaltungen 22a und 226 weggelassen werden. Es ist 5 Bezugnehmend wieder auf Fig.3 ist ersichtlich, daß somit ersichtlich, daß diese hier dargestellte nichtlineare die dem Signalunterdrückungsvorgang durch die nichtSchaltung nicht auf gewisse Signalwertbereiche an- linearen Schaltungen folgenden transformierten Signalspricht, wodurch das in F i g. 2 gezeigte »Totband« Δ- W komponenten S₀ 1... S₀ ₄ der Rückumsetzungsmatrix 30 entsteht _ zugeführt werden. Diese Rückumsetzungsmatrix kann Obwohl die Übertragungscharakteristik der in Fig. 5 10 die transformierten Signalkomponenten in im wesentligezeigten nichtlinearen Schaltung darstellt, daß das chen die ursprünglichen Signalkomponenten S-, \ ...Sn : Ausgangssignal zum Eingangssignal direkt proportional minus unterdrückte Signale wiederumsetzen. Die Rück- f ist ist ersichtlich, daß infolge des nicht-ansprechenden umsetzungsmatrix 30 ist demgemäß eine physikalische v Bereiches Δ- W das Ausgangssignal dem Eingangssignal Verwirklichung des Umgekehrten der orthogonalen ΐ nicht gleich ist Denn der Ausgangssignalwert ist Null, 15 Transformationsmatrix. Ά wenn der Eingangssignalwert etwas größer als der Ein Vorteil der Verwendung der Hadamardtransfor- 3 Schwellenwert ist Bei einer anderen nichtlinearen mationsmatrix für die orthogonale Matrix 20 besteht ^:-, Schaltung ist die Übertragungscharakteristik wie in darin, daß im wesentlichen dieselbe Matrix als Rückum- 4;i F i g. 6 gezeigt, wobei der Ausgangssignalwert dem Ein- Setzungsmatrix 30 verwendet werden kann. Die Rück- ''''-gangssignalwert gleich ist sobald das Ausgangssignal 20 umsetzungsmatrix 30 zeigt somit die in Fig.4 darge- j| den Schwellenwert überschreitet Wenn auch diese stellte Schaltungskonstruktion. Wenn als Rückumset- JP; nichtlineare Schaltung einen bei 7a gezeigten nichtan- zungsmatrix verwendet so werden die Eingangsklem- fp sprechenden Bereich Δ- W hat ist nichtsdestoweniger men 21a, 216, 21c und 21rf mit transformierten Signal-1| das Ausgangssignal diesem Eingangssignalwert gleich, komponenten S₀ \, S₀ 2, S₀ 3 und S₀ 4 gespeist Wenn die- ψ sobald der Eingangssignalwert geringfügig den Schwel- 25 se transformierten Signalkomponenten diesen Ein- |<! lenwert überschreitet wie bei 7 gezeigt Bei dieser gangsklemmen zugeführt werden, werden rückumge- % Übertragungscharakteristik wird die Amplitudenver- setzte Signalkomponenten S",-1, S"; 2, ■?,· 3 und S¹; 4 an den ψ Zerrung infolge der Anwesenheit der nichtlinearen her- Ausgangsklemmen 22a, 226,22c und 2Zd entsprechend §S, abgesetzt Eine Ausführungsform einer nichtlinearen erzeugt Es ist ersichtlich, daß die Geräuschkomponen- tj Schaltung mit der in F i g. 6 gezeigten Übertragungs- 30 ten dieser betreffenden rückumgesetzten Signalkompo- % charakteristik ist im Blockschaltbild gemäß F i g. 7 ge- nenten durch die Signalunterdrückungsschaltung 16 im % zeigt Diese Ausführungsform besteht aus einem Puffer- wesentlichen unterdrückt werden. f verstärker 25a, einem Ganzwellengleichrichter 26, ei- Die rückumgesetzten Signalkomponenten entsprenem Vergleicher 27 und einem Dämpfungsglied 28. Wie chen im wesentlichen den zeitlichen Abtastwerten 5/1 f; gezeigt kann der Pufferverstärker 25a eine transfer- 35 ...Sn. Diese rückumgesetzten zeitlichen Abtastwerte ^:' mierte Signalkomponente empfangen, wie das Aus- werden in der Schaltung 31 kombiniert, um somit das (. gangssignai S₀ 2, S₀ 3 oder S_c 4. das durch die Transfer- ursprüngliche Videosignal S/ im wesentlichen umzufor- ^;η mationsmatrix 20 erzeugt wird. Der Ausgang des Ver- men. Die Schaltung 31 besteht demgemäß aus Verzöge- ':/. stärkers 25a wird durch Vollweggleichrichter 26 gleich- rungsleitungen 31a, 316 und 31c in Kaskadenschaltung, ;^; gerichtet und im Vergleicher 27 mit einem Bezugssignal 40 welche den Verzögerungsleitungen 12a, 126 und 12c MH entsprechend einem an die Klemme 27a angelegten entsprechen. Daher erteilen die Verzögerungsleitungen V; Schwellenwert verglichen. Das Dämpfungsglied 28, wel- 31a... 31c jeweils eine Verzögerung von 100 η see. Die '%■ ehe einen Schaltkreis, eine Stillabstimmung oder dgl. den rückumgesetzten Signalkomponenten zugegebe- '§. sein kann, wird durch den Vergleicher 27 selektivgesteu- nen Verzögerungen sind zu den Verzögerungen umge- H ert Das Dämpfungsglied 28 ist als ein Schalter darge- 45 kehrt bezogen, weiche zugegeben worden sind, um die '■;; stellt der angeschlossen ist um die transformierte Si- anfänglichen zeitlichen Abtastwerte 5; 1... 5,4 zu erhal- §.* gnalkomponente, welche dem Pufferverstärker 25a und ten. Da somit der zeitliche Abtastwert 5,- 4 mit der groß- :S; durch einen Impedanzumsetzer oder Puffer 29 züge- ten Verzögerung versehen worden ist ist der rückumge- äji führt wird, zu überbrücken. Der Ausgang des Impe- setzte zeitliche Abtastwert 5'· 4 keiner Verzögerung un- .'■ danzumsetzers oder Impedanzwandlers 29 wird einem 50 terworfen. Auf ähnliche Weise ist der zeitliche Abtast- ' ' weiteren Verstärker 256 zugeführt Falls die durch den wert S; 3 einer Verzögerung von 200 η sec unterworfen Ί .· Verstärker 25a gelieferte und durch den Vollweggleich- worden, d. h. zwei Inkrementen der Verzögerung, wel- ί richter 26 gleichgerichtete transformierte Signalkompo- ehe den Verzögerungsleitungen zugerechnet werden nente den der Klemme 27a zugeführten Schwellenwert müssen, so daß der rückumgesetzte zeitliche Abtastwert . unterschreitet, so betätigt der Vergleicher 27 das Dämp- 55 S'n nur einem einzigen Inkrement einer Verzögerung } fungsglied 28. Dies ist als das Schließen des gezeigten unterworfen ist d.h. einer Verzögerung von 100 π sec. Schalters dargestellt wodurch der Ausgang des Impe- — Da der zeitliche Abtastwert 5,2 einem Verzöge- » danzwandlers 29 auf Masse oder Erdpegel umgeleitet rungsinkrement unterworfen worden ist, wird auch der f wird. Der Ausgang des Verstärkers 256, d. h. der Aus- rückumgesetzte zeitliche Abtastwert S", 2 nun zwei Ver- % gang dieser nichtlinearen Schaltung ist somit Massen- 60 zögerungsinkrementen ausgesetzt. Da schließlich der ·■"! oder Nullwert Falls der Signalwert der transformierten zeitliche Abtastwert S; 1 keiner Verzögerung unterwor· Signalkomponente jedoch den der Klemme 27a züge- fen worden ist, ist der rückumgesetzte zeitliche Abtastführten Schwellenwert überschreitet, dann überschrei- wert Si \ nunmehr drei Verzögerungsinkrementen untet das den Vergleicher 27 durch den Vollweggleichrich- terworfen, d. h. einer Verzögerung von 300 η sec. Die ter 26 zugeführte Signal den Bezugswert, der an die 65 rückumgesetzten zeitlichen Abtastwerte Sn, ... Sn Klemme 27a angelegt ist. Der Vergleicher 27 regt somit sind somit verschiedenen Verzögerungen durch die das Dämpfungsglied 28 ab, was als das öffnen des ge- Verzögerungsleitungen 31a... 31c unterworfen, so daß zeigten Schalters dargestellt ist, wodurch der Signalaus- die rückumgesetzten zeitlichen Abtastwerte zeitlich

15 16

verschoben sind, um eine Aufeinanderfolge rückumge- Bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 wird angesetzter Komponenten zu bilden, die den sequentiellen nommen, daß die orthogonale Transformationsmatrix zeitlichen Abtastwerten entsprechen, die durch die 20 und die Rückumsetzungsmatrix 30 4x4 für Hada-Samplingschaltung 12 erzeugt wurden. Diese zeitlich mardtransformationsmatrizen sind. Bei Alternativ-Aussequentiell rückumgesetzten Komponenten werden 5 führungsfonnen können Matrizen höherer Ordnung, kombiniert, um das Signalgemisch oder Videosignal S₀ wie z. B. 8 χ 8,16 χ 16, oder dgL verwendet werden. Bei als nachformiertes oder umformiertes Signal zii erhal- derartigen Matrizen höherer Ordnung kann das Freten. quenzspektrum des Eingangsvideosignals in eine größe-Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die in Fig. 3 ge- re Anzahl einzelner Komponenten geteilt werden. Bei zeigte Arbeitsweise der entsprechenden Ausführung?- io einer solchen größeren Auflösung kann infolgedessen form nunmehr ohne weiteres verständlich ist Der Kür- die unerwünschte Geräuschkomponente genauer von ze halber wird diese Arbeitsweise nun nur kurz be- einer Infonnationssignalkomponente unterschieden schrieben. Ein Signalgemisch oder Videosignal 5; wird und in der richtigen Art unterdrückt werden. Die Güte an die Eingangsklemme 11 angelegt und durch die Sam- des wiedergegebenen Fersehbildes wird somit erhöht,
pling- oder Abtastschaltung 12 sequentiell abgetastet 15 Es ist angenommen worden, daß die Samplingschal-Die dabei erhaltenen zeitlichen Abtastwerte werden tung 12 gemäß F ig. 3 aufeinanderfolgende zeitliche Abzweckmäßig verzögert und als Abtastwerte S; r -.. S; 4 tastwerte aus einem einzigen Horizontalzeilenintervall der orthogonalen Transformationsmatrix 20 zugeführt des Eingangsvideosignals ableitet Infolge der Redun-Diese Transformationsmatrix teilt die zugeführten zeit- danz eines Fernsehbildes ist die in einem Horizontalzeilichen Abtastwerte des Videosignals S; in transformierte 20 lenintervall enthaltene Information der in einem be-Signalkomponenten, welche verschiedene Abschnitte nachbarten Horizontalzeilenintervall enthaltene Infordes Frequenzspektrums des Videosignals darstellen. mation sehr ähnlich. Das heißt, ein Zeiienbfld unter-Wie somit in F i g. 4 gezeigt, ist die transformierte Korn- scheidet sich nicht maßgebend von dem nächsten Zeiponente S„1 " lenbild. Mit anderen Worten, die Information in einem

25 Teilbild eines Fernsehbildes ist im wesentlichen dieselbe

l/4(S;i+5/2+S,3+S/4) wie die Information in dem nächsten Teilbild. Auch ein

Halbbild eines Fernsehbildes ist dem nächsten Halbbild

gleich. Die transformierte Signalkomponente S<a ist sehr ähnlich. Die durch die Samplingschaltung 12 erhaltenen sequentiellen zeitlichen Abtastwerte müssen so-

1/4 (Sn + Si 2—S₁- 3—Sn) 30 mit nicht aus einer einzigen Horizontalzeile abgeleitet

werden. Diese Abtastwerte können vielmehr aus nebengleich. Die transformierte Signalkomponente S₀ 3 ist einanderliegenden Zeilen, d. h. aus einer Zeile in einem

Teilbild und aus der nächsten Zeile in dem nächsten,

l/4(5,i -S₁-I-Si₂-Si₃+Sn) Teilbild oder Halbbild abgeleitet werden. Als eine wei-

35 tere Alternative können die sequentiellen Abtastwerte

gleich. Die transformierte Signalkomponente S_{0 4} ist aus Horizontalzeilen in aufeinanderfolgenden Einzelbil-

schiießiich dem oder Halbbildern bzw. Teilbildern abgeleitet werden.

1 /4(5; 1 -5,2+5,3-Sm) Als ein Beispiel für aus aufeinanderfolgenden Teilbil-

40 dem oder Halbbildern abgeleitete zeitliche Abtastwerte

gleich. Bei der in F i g. 4 gezeigten Matrix 20 ist ersieht- sind ein Teil eines Horizontalzeilenintervalls Sh und ein lieh, daß der Dämpfungsfaktor jeder Dämpfungsschal- Teil des nächsten Horizontalzeilenintervalls S'h in betung 13 gleich 1/4 ist nachbarten Halbbildern oder Teilbildern in F i g. 9 gra-Die transformierte Signalkomponente S₀ 1, welche die phisch dargestellt Von den gestrichelten Linien sind Gleichstromkomponente und die Komponenten niedri- 45 vier zeitliche Abtastwerte umschlossen: Sn und 5/2 in ger Frequenz enthält, wird unmittelbar der Rückumset- Zeile Sh, und Abtastwerte 5/3 und 5,-4 in Zeile S'h- Diese zungsmatrix 30 zugeführt Die restlichen transformier- Abtastwerte sind zur gleichen Relativzeit in jedem Zeiten Signalkomponenten S₀ 2, S₀ 3 und S₄,4 werden der lenintervall genommen, wobei die Abtastwerte Sn und Rückumsetzungsmatrix 30 über die nichtlinearen Schal- 5/2 (sowie 5/3 und Sm) durch 100 π sec. getrennt sind,
tungen 16a, 166 und 16c zugeführt Falls somit der Si- 50 Eine Ausführungsform der zum Ableiten der Abtastgnalwert dieser transformierten Signalkomponenten werte Sn ... 5/4 verwendbare Samplingschaltung 12, So 2... SoA den Schwellenwert, der den entsprechenden wie in F i g. 9 gezeigt, wobei diese Abtastwerte der ornichtlinearen Schaltungen zugeordnet ist, nicht über- thogonalen Transformationsmatrix 20 zuzuführen sind, schreiten, so wird die transformierte Signalkomponente wie in Fig. 10 gezeigt enthält eine Verzögerungsleiunterdrückt Auf diese Weise wird Geräusch, für wel- 55 tung 40, welche eine Verzögerung von einem Horizonches angenommen wird, daß es ein Niedrigwertsignal talzeilenintervall aufweist während die Verzögerungsist, aus den Videosignalkomponenten höherer Frequenz leitungen 41a und 41 b jeweils eine Verzögerung von unterdrückt. Diesem Geräuschunterdrückungsvorgang beispielsweise 100 η sec. aufweisen, welche der Verzöfolgend werden dann die transformierten Signalkompo- gerung gleich ist, die durch jede der Verzögerungsleinenten in der Rückumsetzungsmatrix 30 in im wesentli- 60 tungen 12a... 12c, wie in F i g. 3 gezeigt, gezeigt ist. Bei chen die ursprünglichen zeitlichen Abtastwerte Sn ... der Ausführungsform gemäß Fig. 10 wird ein an die S'h zurückumgesetzt wobei diese zurückumgesetzten Eingangsklemme 11 angelegtes erstes Zeilenintervall Sh zeitlichen Abtastwerte durch die Verzögerungsschal- über die Bahn n₂ der Verzögerungsschaltung 40 zugetungen 31a, 31 b und 31c derart sequentiell verzögert führt, wo es um ein Horizontalzeilenintervall verzögert werden, daß das an die Ausgangsklemme 32 angelegte 65 wird.

resultierende Ausgangssignal S₀ im wesentlichen eine In der nächsten Horizontalzeile S'h wird die vorheriumgeformte Version des Eingangssignals 5/weniger der ge Zeile der Information Sh am Ausgang der Verzögeunterdrückten Geräuschkomponenten ist. rungsschaltung 40 erzeugt, während diese nächste Zeile

17 18

S'h über die Bahn n\ zugeführt wird Die vorherige ver- transformierten Signalkomponente S₀ 2 gespeist werden zögerte Zeile Sh wird durch die Verzögerungsleitung kann, wobei der Ausgang dieser Tor-Schaltung durch 416 verzögert, während die vorliegende Zeile S'h durch einen Signalfonner 52a als Schwellenwert für die nichtdie Verzögerungsleitung 41a verzögert wird. An den lineare Schaltung 16a angelegt wird. Auf ähnliche Weise Ausgangsklemmen 42a, 426,42c und 42d werden dem- 5 ist die nichtlineare Schaltung 166 zusätzlich mit einer nach die zeitlichen Abtastwerte Sn, S/2, Sh bzw. S/4 Tor-Schaltung 506 und einer Signalformerschaltung 526 erzeugt Diese zeitlichen Abtastwerte sind wie in F ig. 9 versehen, wobei die Tor-Schaltung mit der transforgezeigt und erscheinen konkurrierend oder gleichzeitig. mierten Sigi»alkomponente S₀ 3 gespeist wird. Die nicht-Das heißt, zum Zeitpunkt, zu welchem der Abtastwert lineare Schaltung 16c ist ebenso zusätzlich mit einer S/1 an der Klemme 42a erscheint, erscheint der zuvorige 10 Tor-Schaltung 50c und etaer Signalformerschaltung 52c Abtastwert S/2 an der Klemme 426. Auf ähnliche Weise versehen, wobei diese Tor-Schaltung mit der transfor- und zum gleichen Zeitpunkt erscheint der Abtastwert mierten Signalkomponente S₀* gespeist wird. Ein Tor-S/3 ta der verzögerten Zeile Sh an der Klemme 42c, steuersignal kann gemeinsam jeder der Tor-Schaltunwährend der vorherige Abtastwert S/4 in dieser verzö- gen 50a, 506 und 50c zugeführt werden. Dieses Torsteugerten Zeile an der Klemme 42t/ erscheint Diese ent- 15 ersignal wird durch einen Torsteuersignalgeber 51 ersprechenden zeitlichen Abtastwerte werden der ortho- zeugt, der mit der Etagangsklemme 11 verbunden und gonalen Transformationsmatrix 20 zugeführt, um die mit dem Signalgemisch oder Videosignal S/ zugeführt transformierten Signalkomponenten ta der oben näher wird.

beschriebenen Art und Weise abzuleiten. Es ist ersieht- Jeder der Signalformerschaltungen 52a, 326 und 52c

lieh, daß dann, wenn die Ausführungsform der ta F i g. 10 20 besteht aus etaer Gleichrichterschaltung, die mit einem

gezeigten iSamplingschaltung 12 verwendet wird, eine Tiefpaßfilter ta Reihe geschaltet ist Jeder der Signaifor-

ähniiche Verzögerungsschakungskonfiguration mit merschaitungen liefert somit ein Gieichstromsteuersi-

dem Ausgang der Rückumsetzungsmatrix 30 gekoppelt gnal ihrer zugeführten nichtltaearen Schaltung entspre-

wird, damit eine Umformung der entsprechenden Hon- chend dem veränderlichen Schwellenwert

zontalzeiienintervalleS/ibzw. S'f/des Ausgangsvideosi- 25 Im Arbeitszustand ermittelt der Torsteuersignalge-

gnals zu erhalten. ber 51 die Anwesenheit der Vertikalrücklaufzeit im Vi-

Bei den obigen Ausführungsformen wurde angenom- deosignal Sj. Während dieser Vertikalrücklaufzeit ist Jemen, daß das Eingangssignal ein analoges Videosignal der der Tor-Schaftungen 50a, 506 und 50c in einen sol- oder Signalgemisch ist Die orthogonale Transforma- chen Zustand gebracht worden, daß sie die entsprechentionsmatrix 20 (und die Rückumsetzungsmatrix 30) fin- 30 den transformierten Signalkomponenten S₀ 2, S₀ 3 und den ihre Anwendung hinsichtlich der zeitlichen Abtast- S_{0 4} auf die Signalformerschaltungen 52a und 526 und werte eines derartigen Analogsignals. Bei einer anderen 52c überträgt Während des Zeitintervalls, in welchem Ausführungsform arbeiten jedoch diese Matrizen hin- die Tor-Schaltungen in dem entsprechenden Zustand sichtlich digitaler zeitlicher Abtastwerte. Das Signalge- liegen, wird der Schwarzpegel jeder der Signalformermisch oder Videosignal kann demgemäß ein Digital-Si- 35 schaltungen geliefert Geräuschkomponente, die sich in gnal sein, wobei alternativ ein Analog-Digital-Umsetzer diesem Dunkelwert befindet, werden durch die Signalzwischen die Eingangskiemme Ii und die Sampling- fonnerscha'tungen 52a, 526,52c gleichgerichtet und fiischaltung 12 eingeschaltet werden kann. triert und als Schwellenwert den nichtlinearen Schaltun-

Bei den Ausführungsformen der nichtlineären Schal- gen 16a, 166 und 16c zugeführt Die Schwellenwerte tung 16, wie z. B. bei den in den F i g. 5 und 7 gezeigten 40 werden bis zur nächsten Vertikal öcklaufzeit aufrecht-Ausführungsformen ist der Schwellenwert, mit welchem erhalten. In Abhängigkeit von dem Betrag oder der jede der transformierten Signalkomponenten vergli- Größe des Geräusches, das während der Vertikalrückchen wird, festgelegt Das heißt, die durch die Vorspan- laufzeit abgeleitet worden ist, werden somit die Vornungsschaltung 22a und 226 (F i g. 5) erzeugten addier- spannungssignalwerte (F i g. 5) oder der Bezugsschwelten oder zugegebenen Vorspannungswerte und der an 45 lenwert (F i g. 7) dementsprechend bestimmt Falls beidie Klemme 27a (F i g. 7) angelegte Bezugsschwellen- spielsweise der erfaßte Geräuschpegel verhältnismäßig wert sind somit vorbestimmt. In einer weiteren Ausfüh- groß ist, so wird der Bereich /IWaer Nichtansprechbarrungsform können diese Vorspannungswerte und keit der nichtlinearen Schaltung vergrößert Umge-Schwellenwerte veränderlich sein. Dann kann der Be- kehrt, falls der festgestellte Geräuschpegel verhältnisreich /IW, d. h. der nichtansprechende Bereich (F i g. 2. 50 mäßig gering ist, so wird dieser Bereich AWverringert, und 6) als Funktion des Betrages oder der Größe des Auf diese Weise sind die Geräuschkomponenten wirk· Geräusches eingestellt oder verstellt werden, das im Vi- samer unterdrückt

deosignal enthalten ist Eine Ausführungsform einer Ge- Das Eingangssignal S; muß nicht lediglich ein Videosi-

räuschunterdrückungsanlage unter Verwendung einer gnal oder Signalgemisch sein. Auch andere orthogonale

derartigen ein Signal mit veränderlichem Schwellen- 55 Transformationsmatrizen können zusammen mit einer

wert unterdrückenden Schaltung ist in F i g. 11 gezeigt kompatiblen Rückumsetzungsmatrix Verwendung Hn-

Bei dieser Ausführungsform sind gleiche Komponen- den.

tenteile mit denselben Bezugszeichen wie gemäß F i g. 3

versehen. Es wird angenommen, daß die Geräusch- oder Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Störkomponenten gleichmäßig verteilt sind, so daß die- 60

ses Geräusch während der vertikalen Rücklaufzeit und
insbesondere im schwarzen Pegel während dieser Zeit
erscheint, in welcher keine Videosignalinformation vorhanden ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 11
handelt es sich um das Erfassen dieses Geräuschpegels 65
während der Vertikalrücklaufzeit.

Die nichtlineare Schaltung 16a ist demnach zusätzlich
mit einer Tor-Schaltung 50a versehen, welche mit der

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herabsetzen des Rauschens oder von Störungen in einem Eingangssignal, durch Umsetzen des Eingangssignals in eine Vielzahl von Signalkomponenten unterschiedlicher Frequenz,

durch Bedampfen der Signalanteile höherer Frequenzen, die einen unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Pegel aufweisen,
und durch eine Rekombination der Signalkomponenten zur Bildung eines Ausgangssignals, welches abzüglich der bedämpften Signalanteile dasselbe Signal ist wie das Eingangssignal, dadurch gekennzeichnet,

daß zur Durchführung der Umsetzung Proben (Sh, Si 2, Si 3, 5,-4) des Eingangssignais (S/) an einer Vielzahl von Punkten entnommen und einer ersten orthogonalen Transformation (20) ausgesetzt werden, durch e|»ä transformierte Signalkomponenten (S₀ 1,

50 2, S₀ 3, So 4) erzeugt werden, welche der Bedämpfung ausgesetzt werden,

und daß zur Durchführung der genannten Rekombination die bedämpften transformierten Signalkomponenten (S₀1, S_{0 2},S_O 3, S₀ 4) einer zweiten orthogonalen Transformation (30) ausgesetzt werden, die zu der ersten orthogonalen Transformation invers verläuft und durch die zurück umgesetzte Signale (5/1',

51 2', S₁-3', 5/4') gebildet werden, die zur Bildung des genannten Ausgangssignals (S₀) kombiniert (31) werden.

2. Verfahren nach Ans^'-nch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgewählte Proben der Proben des Eingangssignals (S₁) mit besamten Faktoren (an... am, ay... atn, a_n\... a„„) multipliziert werden und daß ausgewählte Gruppen der multiplizierten Proben

„; + ... ) zur Bildung der transformierten Signalkomponenten (S₀,, S_O2, S₀₃, S₀₄) kombiniert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die transformierten Signaikomponenten (S₀ 1, S₀ 2, S₀ 3, S₀ 4) verschiedene Bereiche des Frequenzspektrums des Eingangssignals dargestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgewählte Signalkomponenten der transformierten Signalkomponenten (S₀1, S₀ 2, S₀ 3, So 4) mit bestimmten Faktoren ^a,,... a,_n, a₂i. -. a-_iit a_n\ ■ ■ ■ a_nn) unter Bildung von multiplizierten Komponenten multipliziert werden und daß ausgewählte Gruppen der multiplizierten Komponenten zur Lieferung der zurück umgesetzten Signale (Sn', Si2, 5/3', 5,4') kombiniert werden, die zur Bildung des ss genannten Ausgangssignals (S₀) kombiniert (31) werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite orthogonale Transformation Hadamard-Transformationen benutzt werden.

6. Schaltungsanordnung zum Herabsetzen des Rauschens oder von Störungen in einem Eingangssignal, insbesondere in einem Videoeingangssignalgemisch, mit einer Einrichtung zur Aufnahme des Eingangssignals,

mit einer Einrichtung zur Vornahme einer Umsetzung des Eingangssignals in eine Vielzahl von Signalkomponenten unterschiedlicher Frequenzen,
mit einer Einrichtung zur Vornahme einer Bedämpfung der unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegenden Signalanteile höherer Frequenzen
und mit einer Einrichtung zur Vornahme einer Rekombination der Signalkomponenten unter Bildung eines Ausgangssignals, welches abgesehen von den bedämpften Signalanteilen weitgehend dasselbe Signal ist wie das Eingangssignal, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Durchführung der Umsetzung eine erste Verzögerungsschaltung (12), welche Proben (Sn, Si 2,5/3,5/4) des Eingangssignals (S₁) an einer Vielzahl von Stellen erzeugt, und eine erste Transforrnationsschaltung (20) vorgesehen sind, welche die betreffenden Proben (5/l, Sz₂, S/3, 5/4) einer orthogonalen Transformation aussetzt und transformierte Signalkomponenten (S₀1, S₀ 2, S₀ 3, S₀ 4) erzeugt, welche die Bedämpfung erfahren,
und daß zur Durchführung der Rekombination eine zweite Transformationsschaltung (30), welche die bedämpften transformierten Signalkomponenten (Sou S₀2, Sos, So*) einer zweiten orthogonalen Transformation aussetzt, welche invers zu der ersten orthogonalen Transformation verläuft und durch die wieder umgesetzte Signale (Sn', S,-2', S,-3', 5/4') erzeugt werden, und eine zweite Verzögerungsschaltung (31) vorgesehen sind, welche die wieder umgesetzten Signale unter Bildung des Ausgangssignals (So) kombiniert.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß π Proben (5,-1,5/ 2,5/ 3,... S,„) erzeugt werden,
daß die erste Transformationsschaltung (20) eine π · /7-mairix enthält, welche die betreffenden Proben als gleichzeitig auftretende parallele Eingangssignale zugeführt erhält und welche die betreffenden Proben mit entsprechenden vektoren (a\\...a\_n a₂\ ... 32η, a„\... a„„) multipliziert und ausgewählte Proben der betreffenden multiplizierten Proben (au Sn+ 312 5/2+ ... +a\„Si_n, 221 5/1+322 5/2+ ... + a2nSin,+ ..·) zur Bildung von b transformierten Signalkomponenten (S_o\, S₀₂, S_O3,... S_0n) kombiniert

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzögerungsschaltung (12) gesonderte Verzögerungsschaltungen (12a, 126, IZ:) enthält, die den Proben (5/2, 5/3, Sm) solche unterschiedlichen Verzögerungen erteilen, daß sämtliche Proben (Sn, Sn, Sa, 5m) gleichzeitig an der ersten Transformationsschaltung (20) eintreffen.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verzögerungsschaltung (31) gesonderte Verzögerungsschaltungen (31a, 31f>, 3ic) umfaßt, welche den verzögerten wieder umgesetzten Signalen (5,-1', 5/ 2', 5,3') solche unterschiedliche Verzögerungen erteilen, daß die betreffenden wieder umgesetzten Signale (S,Y, Si 2, 5/3', S₁4') sequentiell in dem Ausgangssignal (So) auftreten, welches das Eingangssignal (S) genau wiedergäbt

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die genannte Bedämpfung eine Vielzahl von Dämpfungsschaltungen (16a, ISO, \%c) vorgesehen ist, welche entsprechende Signalkomponenten der transformierten Signalkomponenten (So 2, 5o3, 5„4) aufnehmen und welche

Ausgangssignale erzeugen, die von dem Teil der je- Phaseninverter (15) mit einem Eingangsanschluu

weiligen Signalkomponente abhängen, der einen vorgesehen ist,

vorgegebenen Schwellwert(Jm) überschreitet daß die Proben (Sn, Sn, S,-3, S₁₄) entsprechenden

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, da- Eingangsanschlüssen der genannten Eingangsandurch gekennzeichnet, 5 Schlüsse (21a, 216, 21c, 2Ic^zugeführt sind,

daß in jeder der Dämpfungsschaltungen (16a, 166, daß ausgewählte Dämpfungsschaltungen der Dämp-

16c) der vorgegebene Schwellwert (4ω) durch zwei fungsschaltungen (16a, 166, t6c) direkt mit dem für

Vorspannungsschaltungen (22A, 22B) festgelegt ist, die jeweils zugehörige Zeile vorgesehenen Ein-