DE2851850C2

DE2851850C2 - Method for error detection in video signals

Info

Publication number: DE2851850C2
Application number: DE19782851850
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 3012 Langenhagen Stecher
Original assignee: Polygram 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Polygram 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2851850B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehlerdetektion bei Videosignalen, die einschließlich der Farbinformation in Frequenzmodulation auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert und in Form von Oberflächenstrukturen in der Signalebene eines Aufzeichnungsträgers eingespeichert sind.The invention relates to a method for error detection in video signals including the color information is modulated onto a carrier frequency in frequency modulation and in the form of surface structures are stored in the signal level of a recording medium.

Es sind Videosignal-Speicher bekannt, bei denen das Videosignal einschließlich der auf einen Hilfsträger aufmodulierten Farbinformation in Frequenzmodulation auf die für die Aufzeichnung notwendige Trägerfrequenz aufmoduliert ist. Diese Trägerfrequenz liegt etwa bei der zwei- bis dreifachen Farb-Hilfsträgerfrequenz. Das z. B. für die NTSC-Norm gültige Frequenzspektrum ist in Fig. 1 dargestellt. Im unteren Frequenzbereich liegt der Luminanzanteil Ey des Videosignals, darin eingeschachtelt die a'if dem Hilfsträger Ec aufmodulierte Farbinformation mit ihren Seitenbändern und schließlich darüber die Aufzeichnungs-Trägerfrequenz Et mit Seilenbändern entsprechend dem auftnodulierten Videosignal. Die Aufzeichnung eines derartigen Signals wird z. B. bei einem aus der DE-OS 23 41 338 bekannten Aufzeichnungsträger durch eine fortlaufende Spur mikroskopisch feiner Vertiefungen (pits) repräsentiert. Bei der Abtastung dieser Pit-Spur erhält man im Idealfall eine durchlaufende Trägerschwingung mit signalabhängig modulierter Frequenz.Video signal memories are known in which the video signal, including the color information modulated onto an auxiliary carrier, is modulated in frequency modulation onto the carrier frequency required for recording. This carrier frequency is approximately two to three times the color subcarrier frequency. The Z. B. for the NTSC standard valid frequency spectrum is shown in FIG. In the lower frequency range lies the luminance component Ey of the video signal, nested therein the color information modulated on the subcarrier Ec with its sidebands and finally above the recording carrier frequency Et with cable bands corresponding to the modulated video signal. The recording of such a signal is e.g. B. represented in a recording medium known from DE-OS 23 41 338 by a continuous track of microscopic pits. When scanning this pit track, ideally a continuous carrier wave with a signal-dependent modulated frequency is obtained.

Bei der Vervielfältigung derartiger Aufzeichnungsträger kann es nun mehr oder weniger häufig zu einer fehlerhaften Reproduktion einzelner pits kommen, sei es durch eingelagerten Staub, durch Schrammen oder durch fehlerhafte Abföfmung. Diese Zerstörung oder Beschädigung einzelner pits — wozu auch eine Störung der dazwischenliegenden Oberflächenbereiche zu rechnen ist — führt nun zu entsprechenden Störungen in der elektrischen Trägerschwingung, die in Anlehnung an die Magnetband-Technik als sogenannte Drop-outs bezeichnet werden.When duplicating such recording media it can now more or less often lead to an incorrect reproduction of individual pits, be it it is caused by stored dust, scratches or incorrect deformation. This destruction or Damage to individual pits - including a disruption of the surface areas in between is - now leads to corresponding disturbances in the electrical carrier oscillation, which is based on the Magnetic tape technology are referred to as so-called drop-outs.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, bei dem die im Bildsignal auftretenden Fehler und Störungen einwandfrei ermittelt werden könren. Die ίο Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bereits geringfügige Amplitudenfehler einer einzigen Trägerschwingung zu merkbaren Fehlern führen, die am Bildschirm des Wiedergabegerätes als relativ hell leuchtende Farbflecke sichtbar sind und meist schärfer is gezeichnet sind, als es aufgrund der genormten Übertragungsbandbreite der Farbinformation möglich wäre.The object on which the present invention is based now consists in specifying a method in which the errors and interferences occurring in the image signal can be correctly determined. the ίο The invention is based on the knowledge that even slight amplitude errors of a single Carrier oscillation lead to noticeable errors that appear on the screen of the playback device as relatively bright luminous patches of color are visible and are usually drawn more sharply than is due to the standardized Transmission bandwidth of the color information would be possible.

Hiervon ausgehend wird die dem Anmeldungsgegenstand zugrundeliegende Aufgabe erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Fehlersignale aus außerhalb der Bandgrenzen des demodulierten Videosignals oder der Farb-Differenzsignale auftretenden Spektralantei-Ien abgeleitet werden und daß diese Spektralanteile mit Hilfe von Filtern von den jeweiligen Nutzsignalen abgetrennt werden.Proceeding from this, the object on which the subject of the application is based is described in accordance with the invention in solved in such a way that the error signals from outside the band limits of the demodulated video signal or of the color difference signals occurring spectral components are derived and that these spectral components with the help of filters from the respective useful signals be separated.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind den Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar. Advantageous further developments of the inventive concept can be found in the features of the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 das Frequsnzspektrum des Videosignals nach NTSC-Norm zusammen mit dem aufgezeichneten Trägerfrequenz-Spektrum sowie mit bevorzugten Frequenzlagen von Filtern (gestrichelte Kurven) für die Fehler-Detektion nach Variante A,F i g. 1 shows the frequency spectrum of the video signal NTSC standard together with the recorded carrier frequency spectrum and preferred frequency positions of filters (dashed curves) for error detection according to variant A,

Fig.2 das Frequenzspektrum des demodulierten Videosignals nach NTSC-Norm und die Frequenzlage eines Filters (gestrichelte Kurve) für die Fehler-Detektion nach Variante B₁,2 shows the frequency spectrum of the demodulated video signal according to the NTSC standard and the frequency position of a filter (dashed curve) for error detection according to variant B ₁ ,

Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau eii.er Schaltungsanordnung zur Fehlerdetektion bei Videosignalen anhand von zwei Schaltungsvarianten,3 shows the basic structure of a circuit arrangement for error detection in video signals using two circuit variants,

Fig.4 das Blockschaltbild eines Drop-out-Detektors gemäß der Erfindung.4 shows the block diagram of a drop-out detector according to the invention.

Das nachfolgend beschriebene Detektions-Verfahren basiert — wie bereits erwähnt — auf der Erkenntnis, daß die meisten Drop-outs auf dem Bildschirm als kleine scharf und hellfarbig leuchtende Punkte erscheinen, die heller und schärfer gezeichnet sind, als es aufgrund der systembedingten Bandbegrenzung des originalen Farbsignals möglich wäre. Daraus wird nun die Schlußfolgerung gezogen, daß diese Drop-outs Spektralanteile enthalten, die außerhalb des genormten Übertragungsbandes der Farbinformation liegen müssen. Auf diesem Effekt beruhen die nachstehend beschriebenen zwei Detektionsverfahren:The detection method described below is based - as already mentioned - on the knowledge that most drop-outs appear on the screen as small, sharp, brightly shining points that are drawn lighter and sharper than it is due to the system-related band limitation of the original color signal would be possible. This now leads to the conclusion drawn that these drop-outs contain spectral components that must lie outside the standardized transmission band of the color information. On this one Effect are based on the two detection methods described below:

A Detektion an der Farbsignal-Bandgrenze (Fig. 1 und F i g. 3 — Variante A)A Detection at the color signal band limit (Fig. 1 and F i g. 3 - variant A)

Das von einem Aufzeichnungsträger abgetastete Signal Et wird mit Hilfe eines Video-Demodulators 1 und eines FarbsignaNDemodulators 2 möglichst breitbandig bis zu den beiden Färb-Differenzsignä^ len (i und Q bei NTSC bzw. U und V bei PAL) demoduliert. Etwas außerhalb der genormten Bandgrenzen der Farb-Differenzsignale, die für / bei 1,5 MHz, für ρ bei 0,5 MHz bzw, für t/und Vbei 1,3 MHz liegen, werden Bandfilter 3_t 4 angeordnet, The signal Et scanned from a recording medium is demodulated with the help of a video demodulator 1 and a color signal demodulator 2 as broadly as possible up to the two color difference signals (i and Q for NTSC or U and V for PAL). Band filters 3 _t 4 are arranged somewhat outside the standardized band limits of the color difference signals, which are for / at 1.5 MHz, for ρ at 0.5 MHz or for t / and V at 1.3 MHz,

deren Lage in Fig. 1 angedeutet ist und an deren Ausgängen sich scharf gezeichnete Farb-drop-outs als Schwingungszüge unverhältnismäßig großer Amplitude zeigen. Mit Hilfe eines nachgeschalteten Pegeldetektors, bestehend aus den Gleichrichtern 5 und 6 sowie einem darauffolgenden Spannungskomparator 7, werden diese Schwingungszüge schließlich in Impulse DO umgeformt. Die Ansprechschwelle des Spannungskomparators 10 kann von der gleichgerichteten und durch einen Tiefpaß 11 geglätteten HF-Trägerspannung verschoben werden, um die mit abnehmender Trägerspannung zunehmenden Rauschstörungen zu vermeiden. the position of which is indicated in FIG. 1 and at the outputs of which there are sharply drawn color drop-outs as vibrational trains of disproportionately large amplitudes. With the aid of a downstream level detector, consisting of rectifiers 5 and 6 and a subsequent voltage comparator 7, these oscillations are finally converted into pulses DO . The response threshold of the voltage comparator 10 can be shifted by the rectified HF carrier voltage, which is smoothed by a low-pass filter 11, in order to avoid the noise disturbances which increase as the carrier voltage decreases.

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B Detektion an der Videosignal-Bandgrenze (Fig.2 undFig.3- Varianteß)B Detection at the video signal band limit (Fig. 2 andFig.3- variantß)

Dieses Verfahren arbeitet in der Weise, daß nur die obere Bandgrenze des im Videodemodulator 1 demodulierten Videosignals Et überwacht wird, indem dort auftretende Drop-out Signale mit Hilfe eines in diesem Frequenzbereich w-rksamen Bandfilter 8 (siehe F i g. 2) ausgefiltert und mittels des aus Gleichrichter 9 und Spannungskoniparator 10 bestehenden Pegeldetektors wieder in Impulse umgeformt werden. Die Ansprechschwelle kann in ähnlicher Weise wie bei Variante A verschoben werden.This method works in such a way that only the upper band limit of the video signal Et demodulated in the video demodulator 1 is monitored by filtering out drop-out signals occurring there with the aid of a band filter 8 (see FIG. 2) effective in this frequency range can be converted back into pulses by means of the level detector consisting of rectifier 9 and voltage converter 10. The response threshold can be shifted in a similar way to variant A.

Weitere Einzelheiten der gemäß F i g. 3 — Variante B ausgebildeten Schaltung sind dem in Fig.4 dargestellten Prinzipschaltbild entnehmbar. Das aufgezeichnete HF-Signal wird in bekannter Weise optisch vom Aufzeichnungsträger abgetastet und über einen (für die Abtastung notwendigen) Regelverstärker V einem Video-Demodulator VD zugeführt, an dessen Ausgang »ich das Videosignal für die Wiedergabe der Aufzeichnung findet. Hier wird das Ausgangssignal für den Fehler-Detektor abgezweigt. Der nachfolgende Hochpaß HP mit ca. 5 MHz Grenzfrequenz bildet zusammen mit dem Tietpaß TPdes Video-Demodulators VD einen Bandpaß mit einer Mittenfrequenz von ca. 4,8 MHz. Diesem nachgeschaltet ist der Pegeldetektor aus Gleichrichter G/1, Tiefpaß TPi undSpannungskomparator SK 1. Das Ausgangssignal dieses Spannungskomparators ist ein Impuls, der mit »Vidpo-DO« bezeichnet wird. Da sich am Ausgang des aus Tiefpaß TP und Hochpaß HP gebildeten Bandfilters ein Rauschuntergrund zeigt,dessen Spitzenwert dem HF-Eingangspegel am Video-Demodulator VOumgekehrt proportional ist, wird, um ein falsches Ansprechen zu vermeiden, die AnsprcchschweMe des Detektors in Abhängigkeit von der HF-Eingangsspannung des Video-Demodulators VD verschoben. Dazu dient der vor dem Video-Demodulator VD abgehende Zweig, der aus der Serienschallung eines HF-Gleichrichters Gl 2, eines Tiefpasses TP2 und einer nichtlinearen Amplitudenbewertungsschaltung AB zusammengesetzt ist. Die durch unterschiedliche Aufzeichnungsdaten, wie Spurbreite. Spurtiefe od. dgl. verursachten Pegeldifferenzen können anhand des Pegelanzeigers PA festgestellt und mit Hilfe eines Pegelstellers PS ausgeglichen werden.Further details of the FIG. 3 - variant B designed circuit can be taken from the basic circuit diagram shown in FIG. The recorded RF signal is optically scanned from the recording medium in a known manner and fed via a control amplifier V (necessary for scanning) to a video demodulator VD , at whose output I find the video signal for playing back the recording. The output signal for the error detector is branched off here. The following high-pass filter HP with a cutoff frequency of approx. 5 MHz forms, together with the low- pass filter TP of the video demodulator VD, a band-pass filter with a center frequency of approx. 4.8 MHz. Downstream of this is the level detector made up of rectifier G / 1, low-pass filter TPi and voltage comparator SK 1. The output signal of this voltage comparator is a pulse, which is referred to as "Vidpo-DO". Since a noise floor appears at the output of the band filter formed from low-pass filter TP and high- pass filter HP , the peak value of which is inversely proportional to the RF input level at the video demodulator VO. Input voltage of the video demodulator VD shifted. This is done by the branch outgoing from the video demodulator VD , which is composed of the series sound of an HF rectifier Gl 2, a low-pass filter TP2 and a non-linear amplitude evaluation circuit AB . Due to different recording data such as track width. Track depth or level differences caused by the like can be determined with the aid of the level indicator PA and compensated for with the aid of a level adjuster PS.

Um auch solche Störungen feststellen zu können, die auf einen längeren vollständigen Ausfall der HF-Trägerschwingung zurückzuführen sind und die sich im Bild als scharf begrenzte schwarze Striche zeigen, ist folgende Schaltungsmaßnahme vorgesehen. Ausgehend von der Erkenntnis, daß derartige Störungen starke Spektralanteile im Frequenzbereich weit unterhalb des mit dem Videosignal zusammen aufgezeichneten Tonträgers aufweisen, wird der im Ton-Demodulator TD abgetrennte tieffrequente Trägerschwingungsbereich einem Tiefpaß TP3 mit ca. 0,5 MHz Grenzfrequenz zugeführt. Diesem folgt wieder ein Pegeldetektor, bestehend aus Gleichrichter Cl3 und Spannungskomparator SK 3, dessen als »S-Audio-DO« bezeichnetes Ausgangssignal ein Impuls ist, der den Video-DO-Impulsen additiv zugeführt wird.In order to be able to determine such disturbances, which can be traced back to a longer complete failure of the HF carrier oscillation and which show up in the picture as sharply delimited black lines, the following circuit measure is provided. Based on the knowledge that such disturbances have strong spectral components in the frequency range far below the sound carrier recorded together with the video signal, the low-frequency carrier oscillation range separated in the sound demodulator TD is fed to a low-pass filter TP3 with a cutoff frequency of approx. 0.5 MHz. This is followed by a level detector, consisting of rectifier Cl 3 and voltage comparator SK 3, whose output signal, referred to as "S-Audio-DO", is a pulse that is added to the video DO pulses.

Die in dieser Weise ermittelten Drop-out-Impulse werden schließlich noch nach Einzelfehlern und Schrammen bzw. Flecken unterschieden. Dabei ist ein Einzelfehler dadurch definiert, daß ..ne Störung nur in einem Bild (Umlauf) oder an der ^!eichen Stelle höchstens zweier aufeinanderfolgender Bilde"· erscheint. Im letzteren Fall liegt die Störung auf dem zwischen zwei benachbarten Pit-Spuren vorhandenen Steg. Im Gegen.utz dazu erscheint die Störung bei einem Fleck an drei oder mehr Umläufen, und zwar jeweils an dergleichen Stelle. Zur Unterscheidung zwischen Einzelfehler und Fleck sind drei Schieberegister SR 1, SR 2 und SR 3 vorgesehen, in die die Fehlermuster jeweils aufeinanderfolgender Vollbilder eingespeichert werden, so daß über logische Verknüpfungen einzelne Drop-out-Muster mit denen vorhergehender Umläufe verglichen und entsprechend ausgewertet werden können. Die Taktfrequenz für die Schieberegister wird üblicherweise mit Hilfe von Impuls-Trennstufen SITi, SIT2 aus den Horizontal-Synchron-Impulsen HSync des Bildsignals FBASgewonnen und beträgt jeweils ein Vielfaches der Zeilenfrequenz. Es ist auch möglich, die Taktfrequenz über entsprechende Impulsgeber IG aus der Umdrehung der Plattenachse im Wiedergabegerät zu gewinnen. Das dritte Schieberegister SR 3 ist im übrigen so geschaltet, daß je nach Schalterstellung nur beim Auftreten eines Fleckens jeweils ein einziger Zählimpuls ausgelöst wird, so daß als Ergebnis die Anzahl der jeweils auftretenden Flecken festgestellt werden kann.The drop-out impulses determined in this way are finally differentiated according to individual defects and scratches or spots. An individual error is defined by the fact that ... a disturbance only appears in one image (cycle) or at the correct point at most two consecutive images. In the latter case, the disturbance lies on the web between two adjacent pit tracks . in Gegen.utz to the disorder in a spot on three or more cycles appear, in each case at the same location. to distinguish between individual errors and stain are provided three shift registers SR 1, SR 2 and SR 3, in which the error patterns in each successive frames are stored so that individual via logical links drop-out pattern can be compared with those of previous rounds and evaluated accordingly. the clock frequency for the shift register is usually with the aid of pulse-plates SITi, SIT2 from the horizontal sync pulses Hsync of the image signal FBAS and is in each case a multiple of the line frequency. It is also possible to use the To gain clock frequency via corresponding pulse generator IG from the rotation of the disk axis in the playback device. The third shift register SR 3 is connected in such a way that, depending on the switch position, a single counting pulse is triggered only when a spot occurs, so that the number of spots that occur can be determined as a result.

Zusammen fassungSummary

Verfahren /ur Fehlerdetektion
b;i VideosignalenProcedure / ur fault detection
b; i video signals

Die Erfindung betrifft ;m Verfahren zur Fehlerdetekt'on L>e aufgezeichneten Videosignalen. Bei diesem Verfahren werden die Fehlersignale aus außerhalb der Bandgren/en des Jemodulierten Videosignals auftretenden Spektralanteilen abgeleitet und mit Hilfe eines Pegeldetektors ir· einzelne Impulse umgeformt.The invention relates to a method for detecting errors L> e recorded video signals. In this method, the error signals from outside the Band sizes of the modulated video signal occurring Spectral components derived and transformed into individual pulses with the aid of a level detector.

Die Erfindung ist insbesondere zur Drop-out-Erkennung (Einzelfehler, Schrammen) bei Videoplatten vorgesehen (F i g, 3).The invention is particularly useful for drop-out detection (Individual faults, scratches) provided for video disks (F i g, 3).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Procedure for error detection in video signals, which, including the color information, is modulated onto a carrier frequency in frequency modulation and stored in the form of surface structures in the signal plane of a recording medium are characterized in that the error signals from outside the band limits of the demodulated video signal or the color difference signals occurring spectral components are derived and that these spectral components with the help of filters from the respective useful signals be separated.

2. The method according to claim I _1, characterized in that individual pulses are formed from the spectral components with the aid of a level detector consisting of a rectifier and voltage comparison stage.

3. The method according to claim 2, characterized in that the response of the level detector is changed depending on the RF voltage of the video signal.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that one below the carrier frequency of the audio signal associated with the video signal The lying frequency range is filtered out and the spectral components occurring there with the help of a Another level detector is converted into so-called audio interference pulses and those in the video range Missing pulses are added additively.