DE2845591A1 - Anordnung zum vermindern des rauschens in farbfernsehsignalen - Google Patents

Description

10 428 Ks/Ki . 90/CCQI

CBS-C 1394 /θ 4 D 5ίί Ι

U.S. Serial No: 881,284 I

Filed: February 27, 1978 * *

CBS Inc.
New York, N.T., V.St.v.A.

Anordnung zum Vermindern des Häuschens in Farbfernsehsignalen

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Anordnung zum Vermindern des Rauschens in Fernsehsignalen und betrifft speziell eine verbesserte Einrichtung zur Auswertung von Bildbewegungen in einem rauschmindernden System, das ein rekursives Filter verwendet.

In der älteren Patentanmeldung P 27 50 173*1» deren Offenbarungen hier mit zugrundegelegt werden, ist ein System beschrieben, welches das Hauschen in einem Farbfernsehsignal auch beim Vorhandensein beträchtlicher Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern vermindern kann. Dieses System enthält eine Verzögerungsoder Speichereinrichtung, mit der ein einzelnes Fernsehvollbild speicherbar ist, und eine Summierungseinrichtung zum Addieren eines Bruchteils der Amplitude des gespeicherten Signals mit einem Bruchteil der Amplitude des neu ankommenden ("gegenwärtigen") Videosignals. Es funktioniert als rekursives Filter und sorgt zudem dafür, daß der auf die Summierungseinrichtung rückgekoppelte Amplitudenbruchteil des gespeicherten Signals automatisch als Funktion der Differenz zwischen dem gespeicherten und dem gegenwärtigen Signal geändert wird, um dadurch die Integrationszeitkonstante des Filters derart zu ändern, daß irgendwelchen Bewegungen zwischen dem ankommenden Signal und den gespeicherten Vollbildern Rechnung getragen wird. Das System enthält eine die Bewegung auswertende Hilfsanordnung (Bewegungsauswerter), um

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beim Durchlauf des Bildes durch das System Bildelement für Bildelement etwaige Bewegungen zwischen den gespeicherten Vollbildern und dem ankommenden Signal zu fühlen und abhängig von der Auswertung einer solchen Bewegung den Beitrag der gespeicherten vergangenen Signale zum rauschverminderten Videoausgangssignal zu ändern. Wenn sich die Amplitude eines Bildelements in den gespeicherten vergangenen Signalen genügend weit von der Amplitude des gleichen Elements derselben Szene im ankommenden Videosignal unterscheidet, dann wird die Vorgeschichte dieses Bildelements ignoriert, und nur das gegenwärtige Signal wird zum Ausgangsanschluß übertragen; der Eauschabstand für dieses spezielle Bildelement wird dann nicht verbessert.

Das in der genannten Patentanmeldung beschriebene System fühlt eine plötzliche Änderung in einem Signal, das eine gewisse Zeit an einer bestimmten Stelle im Bild bestanden hat, mit ziemlicher Sicherheit als Bewegung. Nun kann eine solche Änderung aber auch auf ein Störsignal zurückzuführen sein. So kann z.B. eine zufälliger Störimpuls im ankommenden Videosignal eine Änderung des Signals vortäuschen, die vom Bewegungsauswerter fälschlich als Bewegung aufgefaßt wird. Solche FehlInterpretationen lassen sich durch bestimmte, in das System eingebaute Schwellen recht zuverlässig vermeiden. Auch ein sehr rauscharmes Videosignal, wie es aus einer Kamera oder einem Aufzeichnungsgerät wie etwa einem Schrägschrift-Videobandrecorder kommt, kann aber in manchen Fällen unregelmäßige Auslenkungen seiner Farbphase erfahren, z.B. als Folge von Instabilitäten der Zeitbasis des Abspielgeräts oder durch nachfolgende Zeitbasiskorrekturen während mehrerer Stufen redaktioneller Nachbereitung. Diese Art von Störungen kommt besonders häufig bei Videoaufzeichnungs- und Wiedergabesystemen vor, die als "heterodyne" oder "color under" bekannt sind und worin die Farbart- und Leuchtdichtekomponenten des Farbfernsehsignals verschiedenen Zeitbasisfehlern unterworfen werden. Auf die Einzelheiten dieser Aufzeichnungs- und Wiedergabetechnik braucht hier nicht eingegangen zu werden, es reicht die Feststellung, daß dabei zwar die Leuchtdichtekomponente aber nicht die Farbartkomponente stabilisiert ist, so daß als besondere Störform Farb-

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Phasenschwankungen auftreten, die sich mit aufeinanderfolgenden Aufzeichnungen und Wiedergaben zunehmend verschlimmern. D.h., in Fällen, wo mehrere wiederholte Reproduktionen durchlaufen werden müssen, machen die Farbphasenschwankungen, die starke Spuren in Form von unregelmäßigen Farbtonschwankungen bringen, das Signal für eine Darstellung völlig unannehmbar. Wegen ihrer Stärke erscheinen diese Signalausschlage für den Bewegungsauswerter des rauscbmindernden Systems als Bewegung und nicht als Störung und verfälschen somit den Betrieb des Systems. Wie bereits erwähnt, sind die Schwellen des rauschmindernden Systems so eingestellt, daß sie nicht von dem normalerweise auftretenden Bauschen,wohl aber bei tatsächlicher Bewegung überschritten werden. Das "Farbphasenrauschen" hat aber so extreme Ausschläge, insbesondere nach mehrmaliger Reproduktion, daß das System diese Ausschläge als Bewegung ansieht und sie von den aufeinanderfolgenden Bildintegrationen (Mittelwertbildungen) ausschließt, so daß sie mit unvermindertem Betrag am Ausgang des rauschmindernden Systems erscheinen.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, den vorstehend beschriebenen Mangel des in der oben genannten Patentanmeldung beschriebenen Systems zu beheben und dafür zu sorgen, daß "Kauscherscheinungen" sowohl in der Leuchtdichte- als auch der Farbartkomponente des Signals vermindert werden, während das Bewegungsproblem besser gelöst wird, als es bisher möglich war.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein infolge von Farbphasenschwankungen zu befürchtender Fehlbetrieb des beschriebenen rauschmindernden Systems dadurch verhindert, daß zur Bewegungsauswertung nur die Leuchtdichtekomponente des gespeicherten Videosignals mit derjenigen des ankommenden Videosignals verglichen wird. Es wurde festgestellt, daß beim üblichen Erogrammfernsehen irgendwelche Färbartuntersehiede von Vollbild zu Vollbild in nahezu unveränderlicher Weise mit vergleichbaren Leuchtdichteunterschieden einhergehen. Gemäß der Erfindung wird daher die Farbartkomponente aus den beiden miteinander zu vergleichenden Videosignalen entfernt, wodurch die Gefahr vermieden ist, daß

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Farbphasenschwankungen fälschlich als Bewegung statt als Störung aufgefaßt werden. Das Entfernen der Farbartkomponente aus dem gespeicherten und aus dem ankommenden Videosignal kann mit irgendwelchen bekannten Filterungsmethoden erfolgen, z.B. durch Tiefpaßfilter oder Bandsperren. Es ist unwichtig, welche Art der Filterung vorgenommen wird, das neue Merkmal besteht in der Eliminierung der Farbartkomponente aus den Videosignalen, die miteinander verglichen werden, um festzustellen, ob zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal eine Bewegung ist oder nicht. In einer bevorzugten Ausführungsform, die zur Verwendung beim NTSG-Farbfernsehen und Digitaltechnik ausgelegt ist, wird die Farbartkomponente durch ein relativ einfaches System einer Dreipunkte-Durchschnittsbildung eliminiert.

Weitere Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sowie ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise werden nachstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines rauschmindernden Systems, in dem die Erfindung angewendet werden kann;

Figur 2 zeigt in Blockform ein Funktionsdiagram eiixer Schaltungsanordnung zur Auswertung der Bewegung zwischen vergangenen und gegenwärtigen Fernseh-Vollbildern, in der die Erfindung verkörpert

Figur 3 zeigt in Blockform das Funktionsdiagram einer alternativen Ausführungsform der Bewegungsauswerteschaltung;

Figur 4 zeigt die Filtercharakteristik zum Aussieben der Farbartkomponente aus einem ETSC-Farbfernsehsignal.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das die Erfindung benutzende Eauschunterdrückungssystem mit Vorteil bei allen gebräuchlichen Farbfernseher men angewendet werden kann. Wenn nachstehend die Erfindung in ihrer Anwendung auf NTSC-Fernsehsignale und in einer digitalen Ausführungsform erläutert wird, so ist dies nur als Beispiel zu werten. Ferner sei erwähnt, daß der Ausdruck "Häuschen" stellvertretend für alle die Qualität des Kutzsignals

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■beeinträchtigende Stör er scheinungen steht.

Gemäß der Darstellung in Figur 1, die der Figur 1 der oben erwähnten Patentanmeldung entspricht, erscheint auf einer Eingangsleitung 10 ein Videoeingangssignal, das in Pulscodemodulation (PCM) unter Verwendung eines 8-Bit-Codes gemäß der USA-Patentschrift 3 946 4-32 verschlüsselt sei. Dieses Videoeingangssignal wird über ein veränderbares Dämpfungsglied 12 einem Eingang einer Addier- oder Summierschaltung 14 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierers 14 wird auf eine Verzögerungseinrichtung 16 gegeben, deren Verzögerungszeit 525H -T ist, wobei H eine Fernsehzeilenperiode bedeutet, d.h. die Laufzeit durch die Verzögerungseinrichtung plus verschiedene andere Laufzeiten T in der die Verzögerungseinrichtung enthaltenden Umlaufschleife führen insgesamt zu einer Verzögerung um die Dauer eines Vollbildes, denn beim NTSC-System hat jedes Vollbild 525 Zeilen. Die Verzögerungseinrichtung 16 kann ein digitaler Vollbildspeicher sein, der die Fähigkeit hat, ein einzelnes Fernsehvollbild in pulscodemodulierter Form zu speichern. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 16 wird einem Farbartinverter 18 zugeführt, um ein Signal Y + Tj zu erzeugen, d.h. ein Signal, welches die Leuchtdichtekomponente und die Farbartkomponente in invertierter Form enthält, um sicherzustellen, daß der Farbhilfsträger vom Ausgang der Verzögerungseinrichtung 16 stets die richtige Phase zur Farbartkomponente des Videoeingangssignals bekommt. Das Ausgangssignal des Farbartinverters 18 wird über ein zweites veränderbares Dämpfungsglied 20 einem zweiten Eingang des Summierers 14- zugeführt. Die in Figur 1 nur sehr schematisch dargestellten Dämpfungsglieder 12 und 20 sind fest miteinander gekuppelt, so daß ersteres einen Übertragungsfaktor von (1 - a) und das andere einen Übertragungsfaktor von "a" bringt. D.h., ein Bruchteil (1 - a) der Amplitude des ankommenden Videosignals wird dem einen Eingang des Summierers 14- angelegt, während ein Bruchteil "a" der Amplitude des gespeicherten Videosignals von der Verzögerungseinrichtung 16 dem anderen Eingang des Summierers angelegt wird. Wenn der Wert von a größer wird,dann wird der dem Summierer zugeführte Anteil des gespeicherten Signals größer und der dem Summierer angelef$te

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Anteil des ankommenden Videosignals kleiner. Wenn umgekehrt der Bruchteil a kleiner wird, dann gelangt ein erhöhter Teil des ankommenden Signals und ein verminderter Teil des gespeicherten Signals zum Summierer.

Obwohl das mit der Anordnung nach Figur 1 realisierte Prinzip sowohl für analoge als auch für digitale Signalverarbeitung geeignet ist, hat sich gezeigt, daß eine digitale Ausführungsart hinsichtlich der notwendigen Präzision der Verzögerung bessere Ergebnisse liefert. Neben der notwendigen Zeitgenauigkeit ermöglicht die digitale Signalverarbeitung auch eine extrem genaue Festlegung der Übertragungskonstanten a und (1 - a), so daß ein den Betrieb der Anordnung beeinträchtigendes Abtriften der Werte dieser Konstanten vermieden wird.

Ein wichtiges Merkmal des in der oben genannten Patentanmeldung beschriebenen Systems besteht darin, daß es irgendwelche Bewegungen zwischen den gespeicherten Vollbildern und dem ankommenden Videosignal fühlt, wenn das Bild Element für Element durch das System läuft, und daß abhängig vom Ergebnis der Auswertung dieser Bewegung der Wert des "ühertragungsfaktors a (und somit auch des Übertragungsfaktors (1 - a)) geändert wird, um dadurch den Beitrag der gespeicherten vergangenen Videosignale zum rauschverminderten Videoausgangssignal zu ändern. Wenn ein Bildelement desselben Szenenobjekts in den gespeicherten vergangenen Signalen eine wesentlich andere Amplitude als dasselbe Element im ankommenden Signal hat, dann wird die Vorgeschichte dieses Bildelements ignoriert und nur das ankommende "gegenwärtige" Signal wird zum Ausgangsanschluß übertragen. Das System ist so ausgelegt, daß es die Faktoren a und (1 - a) abhängig von der gefühlten Bewegung im Sinne einer Anpassung an den Bewegungsablauf ändert, und zwar in Grenzen, die eine Änderung des Faktors a bis zum Wert Null gestatten.

Obwohl gemäß der Darstellung in Figur 1 die Proportionen, in denen das ankommende und das gespeicherte Videosignal miteinander summiert werden, komplementär bezüglich 1 sind, muß das System nicht unbedingt in dieser Weise ausgelegt sein. Wenn man z.B. das

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, 40-

ankommende Signal mit χ, das vom Farbartinverter 18 kommende Signal mit y und das am Ausgang des Summierers 14 entnommene rauschverminderte Videoausgangs signal mit x¹ "bezeichnet, dann lautet die Grundgleichung für den Betrieb des Systems nach Figur 1 folgendermaßen:

x¹ = ay + (1 - a)x . (1)

Diese Gleichung läßt sich ohne weiteres auch so schreiben:

x¹ = J + (1 - a) (x - y) . (2)

Die zweite Gleichung beschreibt das rauschverminderte Videoausgangssignal mit Hilfe des Eingangssignals und des gespeicherten Signals so, daß einer der Ausdrücke der Gleichung die Größe (x - y) ist, welche die Differenz zwischen dem ankommenden und dem gespeicherten Videosignal darstellt.

Die Bewegungsauswertung erfolgt mit Hilfe der in Figur 2 dargestellten Anordnung, die-im wesentlichen die Funktion des Summierers 14 und der Dämpfungsglieder 12 und 20 erfüllt, die schematisch in Figur 1 dargestellt sind. Das Eingangssignal χ wird an der Leitung 10 in einem 8-Bit-Pulscode verschlüsselt empfangen, und das gespeicherte Videosignal y vom Farbartinverter 18 (ebenfalls im 8-Bit-Pulscode verschlüsselt) wird an der Leitung 11 empfangen. Das an der Leitung 10 ankommende Signal, das natürlich sowohl die Leuchtdichte- als auch die Farbartkomponente enthält, wird dem einen Eingang einer Summierschaltung 24 und außerdem dem Eingang einer Verzögerungseinrichtung 26 zugeführt, die eine Zeitverzögerung von 7" bringt. Das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung 26 wird einem zweiten Eingang der Summierschaltung 24 und außerdem dem Eingang einer zweiten Verzögerungseinrichtung 28 zugeführt, die ebenfalls eine Zeitverzögerung von T bringt und deren Ausgangssignal einem dritten Eingang der Summierschaltung 24 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 24, ein im 8-Bit-Pulscode verschlüsseltes Signal, gelangt an ein geeignetes Register, das schematisch bei 30 dargestellt ist und die einzelnen Bits ijedes Godeworts empfängt. Seine Elemente sind mit den Ziffern "0" (für das niedrigstwertige Bit) bis "7" (für das höchstwertige Bit) bezeichnet.

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Die Verzögerungseinrichtungen 26 und 28 bringen jeweils eine Verzögerung gleich einer Taktperiode des Systems, die im Falle der Anwendung der in der US-Patentschrift 3 946 4-32 beschriebenen PCM-Technik gleich einem Drittel der Periode des Farbhilfsträgers ist, also ungefähr gleich 93 Nanosekunden. Die Verzögerung Jeder Verzögerungseinrichtung steht in Beziehung zu der bei der PCM-Codierung verwendeten Abfragefrequenz und kann daher auch irgendeinem anderen Bruchteil der Periode des Farbhilfsträgers entsprechen, z.B. einem Viertel dieser Periode, wenn die Abfragefrequenz das Vierfache der Farbhilfsträgerfrequenz (4f ) ist. Die

SO

Sumtaierschaltung 24- addiert somit, Bildelement für Bildelement, drei Signale: das auf der Leitung 10 erscheinende unverzögerte Videosignal, das um die Zeitspanne J* verzögerte Videoeingangssignal und das um die Zeitspanne 2"Jf verzögerte Video eingangs signal. Diese Summe wird in der Summierschaltung 24 durch eine ganze Zahl (z.B. durch drei) geteilt, so daß das Ausgangssignal der Summierschaltung 24 ein laufender Durchschnitts- oder Mittelwert von drei aufeinanderfolgenden Bildelementen ist. Der genaue Wert der ganzen Zahl, durch welche die Summe geteilt wird, ist unwichtig; bei einer erfolgreich ausprobierten Ausführungsform wird die Summe durch vier geteilt, weil in einem digitalen System eine Teilung durch vier leichter ist als eine Teilung durch drei. Die Summierung und Mittelwertbildung entspricht der Funktion eines transversalen Filters, dessen Frequenzgang eine Sperrstelle ("Kerbe") hat, die den 3₅58 MHz-Farbhilfsträger aus dem zum Eegister 30 gegebenen Signal eliminiert. Mit Elimination des Farbhilfsträgers werden die stoßweisen Farbphasenstörungen eliminiert, mit denen ein Videosignal behaftet ist, das mehrere Bandaufzeichnungen durchlaufen hat.

Das gespeicherte Videosignal y vom Farbartinverter 18 (ebenfalls ein PCM-Signal im 8-Bit-Gode) wird in ähnlicher Weise durch eine andere Schaltungsanordnung gefiltert, die eine Summierschaltung 32 enthält, welche an ihrem ersten Eingang das unverzögerte gespeicherte Videosignal, an ihrem zweiten Eingang über eine Verzögerungseinrichtung 34 das um ~f verzögerte gespeicherte Videosignal und an ihrem dritten Eingang über eine weitere Verzögerungseinrichtung 36 das um 27" verzögerte gespeicherte Videosignal empfängt.

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Das Ausgangssignal der Summierschaltung 32 das praktisch keine Farbartkomponente enthält, wird einem "Register" 40 zugeführt, dessen Elemente ebenfalls mit den Zahlen "0" (für das niedrigstwertige Bit) bis "7" (für das höchstwertige Bit) bezeichnet sind.

Um eine Bewegung zu fühlen, wird die Leuchtdichtekomponente des Gesamt-Vergangenheitswerts des gespeicherten Videosignals Bildpunkt für Bildpunkt mit der Leuchtdichtekomponente des ankommenden Videosignals verglichen. D.h., das 8-Bit-Wort, welches die Amplitude des aufgespeicherten Gesamt-Vergangenheitssignals darstellt, wird Bit für Bit mit dmejenigen 8-Bit-Wort verglichen, das die Amplitude des ankommenden Videosignals darstellt. Bei der gezeigten Ausfuhrungsform wird das niedrigstwertige Bit in beiden Fällen fallengelassen, und weil erkanntermaßen große Differenzen nicht toleriert werden können, geschieht der Vergleich in zwei Stufen. Genauer gesagt werden die Bits 1,2, 3 und 4 der Wörter, welche die Leuchtdichtekomponente des gespeicherten und des ankommenden Videosignals darstellen, dem negativen (-) bzw. dem positiven (+) Eingang 42 bzw. 44 eines Differenzvergleichers zugeführt, der dann an seinem Ausgang ein 4-Bit-Wort liefert, welches für die eventuelle Differenz zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Signal charakteristisch ist. Das vom Differenzverstärker gelieferte 4-Bit-Vort, das als die Größe (x - y) bezeichnet werden kann, wird einem Vergleicher 48 zugeführt, der es mit einer aus 4 Bits bestehenden Schwellen- oder Bezugszahl vergleicht, die vom Block 50 geliefert wird und deren Wert viel größer als Null ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers 48 in Form eines 3-Bit-Vorts wird einem Koeffizienten-Deeodierer 52 zugeführt, der den Wert für einen Koeffizienten M festlegt. Dieser Koeffizient M ist im Grunde der Nenner des durch (1 - a) dargestellten Bruchs und bestimmt den mit dem ankommenden Videosignal zu addierenden Amplitudenbruchteil des gespeicherten Videosignals. Falls das Ergebnis des Vergleichs im Vergleicher 48 gleich Null ist (was bedeutet, daß die 4-Bit-Zahl vom Differenzverstärker 46 gleich der Schwellenzahl 50 ist), dann heißt dies, daß bei der hier beschriebenen Stufe des Vergleichs eine vorbestimmte Differenz zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal besteht. Ein gegebener Differenzwert, z.B.

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der Wert Null, am Ausgang des Vergleichers 48 bewirkt, daß der Koeffizienten-Decodierer 52 einen Koeffizienten M eines vorbestimmten Werts von z.B. gleich 2 liefert. Der für M gelieferte Wert hängt ab von der am Ausgang des Vergleichers 48 erzeugten Differenzzahl und kann je nach dieser Zahl auch gleich 4 oder gleich 8, usw., sein. Der Koeffizient M, der als Digitalwort vorliegt, wird einer Summierungsanordnung zugeführt, die schematisch bei 54 dargestellt ist und die außerdem das gespeicherte Videosignal y und das Differenzsignal (x - y) empfängt. Die Summierungsanordnung 54 addiert das zugeführte Signal y mit einem Bruchteil des Signals (x - y), der durch den Wert des Koeffizienten M bestimmt wird. Die resultierende Summe, in Form eines 8-Bit-Wortes, wird über eine Leitung 56 einem Eingang eines Multiplexers 58 zugeführt, der ein rauschvermindertes Videosignal zur Ausgangsleitung 22 überträgt, falls der Reziprokwert des Koeffizienten M (d.h. der Wert des Koeffizienten a) nicht gleich Null ist.

Es kann der Fall eintreten, daß zwischen den Bits 1 bis 4 des gespeicherten und des ankommenden Signals keine Differenz besteht und trotzdem in Wirklichkeit eine große Differenz zwischen diesen Signalen vorhanden ist, die sich in den höherwertigen Bits äußert. Um diesem Fall Rechnung zu tragen, wird ein zweiter Vergleich zwischen den Bits 5₅ 6 und 7 des gespeicherten Videosignals und den entsprechenden Bits des ankommenden Videosignals durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die drei höchstwertigen Bits des gespeicherten und des ankommenden Videosignals dem negativen (-) bzw. dem positiven (+) Eingang 60 bzw. 62 eines zweiten Differenzverstärkers 64 zugeführt, dessen Ausgangsgröße ein Digitalwort mit drei Bits ist, die auf ein ODER-Glied 66 gegeben werden. Wenn der Differenzverstärker 64 eine Differenz zwischen irgendeinem der drei höchstwertigen Bits des gespeicherten Videosignals und dem entsprechenden Bit des ankommenden Videosignals fühlt und somit anzeigt, daß zwischen beiden Signalen eine Bewegung ist, die über die von der Schwellenzahl 50 eingestellte zulässige Schwelle hinausgeht, dann liefert das ODER-Glied 66 ein Signal an den einen Eingang eines zweiten ODER-Gliedes 68, das dann seinerseits ein Signal zum Multiplexer 58 sendet, woraufhin dieser den Koeffizienten a effektiv auf Null gehen läßt. D.h., wenn die Bewegung über ein

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vor eingestelltes Maß hinaus geht, dann wird dem ankomiaenden Signal nichts von der gespeicherten Videoinformation hinzuaddiert, stattdessen wird allein das ankommende Signal 14 zur Ausgangsleitung 22 übertragen.

Obwohl für den Betrieb des Systems nicht unbedingt notwendig, ist noch dafür gesorgt, daß der Wert des Koeffizienten a auch unter bestimmten anderen Bedingungen auf Null geht, um dem System eine gewisse Unabhängigkeit zu geben. Hierzu wird das 4-Bit-Wort, welches das Signal (x - y) darstellt, zusätzlich einem sogenannten Umgehungsvergleicher 70 zugeführt, worin es mit einer Umgehungs-Schwellenzahl verglichen wird, die schematisch mit dem Block 72 gezeigt ist und ein 4-Bit-Vort darstellt, dessen Wert etwas größer als der Wert der Bezugszahl 50 ist. Wenn die mit dem Ausgangssignal des Differenzverstärkers 46 angezeigte Differenz größer ist als diese Umgehungs-Schwellenzahl, dann erzeugt der Vergleicher 70 ein Ausgangssignal, das einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 68 zugeführt wird, welches daraufhin ein Ausgangssignal an den Multiplexer 58 liefert, um den Wert des Koeffizienten a auf Mull zu bringen. Es gibt also zwei Bedingungen, unter denen der Koeffizient a gleich Hull wird und somit lediglich das ankommende Videosignal auf die Ausgangsleitung 22 gekoppelt wird: erstens wenn zwischen den drei höchstwertigen Bits des gespeicherten und des ankommenden Videosignals irgendeine Differenz besteht, oder zweitens wenn die Differenz zwischen den vier niedrigstwertigen Bits des gespeicherten und des ankommenden Videosignals größer ist als eine vorgewählte Umgehungs-Schwellenzahl.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach Figur 2 ist also die gleiche wie bei dem in der oben genannten Patentanmeldung beschriebenen System, nur mit dem Unterschied, daß die Farbartkomponente aus dem ankommenden Videosignal und aus dem gespeicherten Videosignal entfernt wird, bevor diese Signale zur Feststellung einer etwaigen Bewegung zwischen ihnen miteinander verglichen werden. Außerdem werden wegen der Matur des "Filters", das in der Anordnung nach Figur 2 zur Eliminierung der Farbartkomponenten verwendet wird, die vollen Videosignale χ und y jeweils um die Zeitspanne "f

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. 45.

verzögert, bevor sie zum Multiplexer 58 bzw. zur Summierungsanordnung 54 gelangen. Es ist daher notwendig, für eine Verzögerung des vom Differenzverstärker 46 kommenden Signals (x - y) zu sorgen, bevor es der Summierungsanordnung 54 zugeführt wird, so daß sichergestellt ist, daß die Bildelemente des Differenzsignals in richtiger Deckung mit entsprechenden Bildelementen des gespeicherten Videosignals sind.

Da die Unterdrückung der Farbartkomponente den Zweck hat, Farbphasenschwankungen fernzuhalten, die von den entscheidungsverantwortlichen Elementen des Bewegungsfühlers fälschlich als Bewegung aufgefaßt werden könnten, kann die Eliminierung der Farbartkomponente mit gleicher Wirksamkeit auch an anderen Punkten innerhalb der Anordnung erfolgen. Wie in dem Teilblockschaltbild in Figur gezeigt, kann man z.B. so vorgehen, daß man das ankommende Videosignal und das gespeicherte Videosignal direkt den jeweils zugeordneten "Registern" 30 und 40 zuführt und daß man das gesamte ankommende und das gesamte gespeicherte Videosignal(also mit jeweils ihren Farbart- und Leuchtdichtekomponenten) in den Differenzverstärkern 46 und 64 wie beschrieben vergleicht und dann das an den Ausgängen der Verstärker 46 und 64 erscheinende Differenzsignal (x - y) filtert, um die Farbartkomponente zu eliminieren. Die entsprechenden Filter, die in Figur 3 als Blöcke 74 und 76 mit der Beschriftung "Farbartunterdrückung" eingezeichnet sind, können die in Figur 2 dargestellte und weiter oben beschriebene Form haben. Alternativ könnte man den Farbhilfsträger auch aus den Signalen ausfiltern, die den Eingängen (-) und (+) des Differenzverstärkers 46 (und/oder des Differenzverstärkers 64) zugeführt werden. Wichtig ist, daß die Farbartkomponente vor dem Erreichen derjenigen Schaltungen entfernt wird, die feststellen, ob zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Videosignal eine Bewegung ist,d.h. die Farbartunterdrückung muß vor dem Vergleicher 48 und vor dem Umgehungsvergleicher 70 (falls dieser vorhanden ist) erfolgen.

Mit den beschriebenen Maßnahmen wird in einer bewegungsfühlenden Anordnung, die zum Erfassen einer Bewegung ein ankommendes Videosignal mit einem gespeicherten Videosignal Bildpunkt für BiId-

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punkt vergleicht, die Gefahr vermindert, daß die Anordnung Farbphasenstörungen fälschlich als Bewegung auffaßt. Die angestrebte Verbesserung wird auf recht einfache Weise dadurch erzielt, daß man das Farbartsignal, welches zu solchen Fehlentscheidungen führen kann, vom Vergleichsvorgang ausschließt. Diese Farbartunterdrückung kann in verschiedenster Weise erfolgen, wichtig ist nur, daß der Farbhilfsträger von demjenigen Teil des Systems ferngehalten wird, der entscheidet, ob eine Bewegung zwischen entsprechenden Bildelementen des gespeicherten und des ankommenden Videosignals vorhanden ist. Obwohl die Erfindung vorstehend an Hand eines in Digitaltechnik ausgeführten Systems beschrieben wurde (worin die Farbartunterdrückungsmethode gemäß Figur 2 besonders geeignet ist), läßt sie sich genausogut bei Ana3ogsystemen anwenden. Dort kann die Farbartunterdrückung mit Hilfe eines alle Frequenzen oberhalb etwa 2MHz sperrenden Tiefpaßfilters erfolgen oder mittels einer Bandsperre, xirelche die Farbhilfsträgerfrequenz unterdrückt.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Anordnung zum Vermindern des Rauschens In auf einer Eingangsleitung ankommenden Fernsehbildsignal en , mit einer Speichereinrichtung zum Speichern eines einzelnen Fernsehvoll D-bildes, ferner mit einer Summierungseinrichtung, die einen Amplitudenbruchteil des in der Speichereinrichtung gespeicherten Signals mit einem Amplitudenbruchteil des ankommenden Bildsignals abhängig von Bewegungen zwischen dem ankommenden Bildsignal - und dem gespeicherten Signal addiert, und mit einer Vergleichseinrichtung, die das ankommende Signal mit dem gespeicherten Signal vergleicht und beim Fühlen einer Bewegung innerhalb eines Bereichs, der von praktisch keiner Bewegung bis zu einem vorgewählten höheren Grad an Bewegung geht, den auf die Summierungseinrichtung rückgekoppelten Amplitudenbruchteil des gespeicherten Signals abhängig von der gefühlten Bewegung vermindert und den auf die Summierungseinrichtung gegebenen Amplitudenbruchteil des ankommenden Bildsignals entsprechend erhöht, gemäß Patent (Patentanmeldung P 27 50 173.1), gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24-, 26, 28·, 32, 34-, 36; 74-, 76), welche die Farbartkomponente aus dem gespeicherten und aus dem ankommenden Farbbildsignal entfernt, bevor diese Signale in der Vergleichseinrichtung (48, 70) verglichen werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ankommsnde Farbbildsignal mit einer vorbestimmten Abfragefrequenz pulscodemoduliert ist und daß die Vergleichseinrichtung (4-6, 4-8, 64-, 70) entsprechende Bits von Codewörtern, welche die Amplitude von einander entsprechenden Bildelementen des ankommenden und des gespeicherten Bildsignals darstellen, vergleicht und eine digitale Differenzzahl erzeugt, die für eine etwaige ermittelte Differenz zwischen dem ankommenden und dem gespeicherten Bildsignal charakteristisch

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ORlGlNAL INSPECTED

■ a-

ist, und daß die Einrichtung zum Entfernen der Farbartkomponente eine erste Filteranordnung (24, 26, 28) zum Entfernen des Farbhilfsträgers aus dem ankommenden Videosignal und eine zweite FiIt er anordnung (32, 34, 36) zum Entfernen des Farbhilfsträgers aus dem gespeicherten Farbbildsignal aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Filteranordnungen eine Einrichtung (z.B. 24, 26, 28) aufweist, um das ihr zugeführte .carbbildsignal ständig über eine in Eelation zur Abfragefrequenz stehende Anzahl aufeinanderfolgender Bildelemente zu mitteln.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ankommende Farbbildsignal mit einer Abfragefrequenz pul scodemoduliert ist, die gleich dem Dreifachen der Frequenz des Farbhilfsträgers ist, und daß die jede der Filteranordnungen eine Einrichtung (z.B. 24, 26, 28) aufweist, um das ihr zugeführte Farbbildsignal ständig über drei aufeinanderfolgende Bildelemente zu mitteln.

5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelnde Einrichtung (z.B. 24, 26, 28) folgendes aufweist:

a) eine Summierungseinrichtung (24) mit mindestens drei Eingängen und einem Ausgang;

b) eine Anordnung zum Anlegen des betreffenden FarbbiLdsignals an einen ersten Eingang der Summierungse inr ichtung;

c) eine Verzögerungseinrichtung (26), die das Farbbildsignal um die Periode der Abfragefrequenz verzögert und das verzögerte Fignal dem zweiten Eingang der Summierungseinrichtung zuführt;

d) eine weitere Verzögerungseinrichtung (28), die das verzögerte Signal um die Periode der Abfragefrequenz weiterverzögert und dieses weiterverzögerte Signal dem dritten Eingang der Summierungseinrichtung zuführt;

e) eine in der Summierungseinrichtung enthaltene Anordnung, welche die Summe der zugeführten Signale durch

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eine vorbestimmte ganze Zahl teilt, um am Ausgang der Summierungseinrichtung nur die Leuchtdichtekomponente des Farbbild signal s . zu liefern.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das ankommende Farbbildsignal mit einer vorbestimmten Abfragefrequenz pulscodemoduliert ist;

b) daß die Vergleicliseinrichtung (z.B. 46, 48) eine Anordnung (46) hat, die entsprechende Bits von Codewörtern, welche die Amplitude von einander entsprechenden Bildelementen des ankommenden und des gespeicherten Farbbildsignals darstellen, miteinander vergleicht und eine digitale Differenzzahl erzeugt, die charakteristisch für eine etwaige Differenz zwischen dem ankommenden und dem gespeicherten Farbbildsignal ist;

c) daß die Einrichtung zum Entfernen der Farbartkomponente eine Anordnung (76 in Figur 3) aufweist, welche den Farbhilfsträger aus der digitalen Differenzzahl entfernt, so daß eine Bewegung zwischen dem gespeicherten und dem ankommenden Farbbildsignal nur an Hand der Leuchtdichtekomponente dieser Signaüe erfolgt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (76) die Differenzzahl fortlaufend über eine von der Abtastfrequenz abhängige Anzahl aufeinanderfolgender Bildelemente mittelt.

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