DE2938130A1 - System zur stoerungs- bzw. rauschverminderung in einem bildsignal - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN

Dr.rer.not. W. KÖRBER Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 22 Steinsdorfstraße 10

1? (089f * 29 66 84

2o. September 1979

SOOT CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku Tokio, Japan

System zur Störunge- bzw. Rauschverminderung in einem Bildsignal

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Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-ΓΡϋΟ MÖNCHEN Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße

Dr.,.,...!. W. KÖRBER ^¹⁰⁸⁹' ^>2966M

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE 29381

AO -Jf-

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Störungsverminderung in Fernsehsystemen, bei denen eine Bildsignalintegration von vorangehenden Bildern vorgenommen wird, um die Störung im Bildsignal zu vermindern.

Der Signalinhalt eines Bildsignals hängt in starkem Ausmaß von Bild zu Bild ab, während der Störungsinhalt eines Bildsignals demgegenüber unkorreliert ist. Dieser Unterschied zwischen einem Bildsignal und einer Störung ist dazu herangezogen worden, die Störung in einem wiedergegebenen Bild zu reduzieren. In der US-PS 4 064 530 ist ein Bildspeicher angegeben worden, der ein vollständiges Fernsehbild zu speichern vermag. Dabei werden den Bildelementen eines gespeicherten Bildes und eines neuen Bildes entsprechende digitale Signale voneinander subtrahiert, um den Anteil des neuen Bildes zu bestimmen, der mit dem umlaufenden alten Bild in dem Bildspeicher gemischt wird. Bei einem weitgehend stillstehenden Bild (Null-Bewegung) wird ein hoher Anteil des umlaufenden Bildes aus dem Speicher wieder in diesem eingespeichert, und zwar zusammen mit einem kleinen Anteil des neuen Bildes. Wenn ein Vergleich von entsprechenden Bildelementen eine nennenswerte Differenz zwischen ihnen anzeigt (was wahrscheinlich aus einer Szenenbewegung herrührt), dann werden ein größerer Anteil des neuen Bildes und ein geringerer Anteil des umlaufenden Bildes bezüglich des betreffenden

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AA

Bildelementes in dem Bildspeicher gespeichert. Dieses System weist jedoch den Nachteil auf, daß das eintreffende neue Bild direkt mit dem zuvor gespeicherten Bildsignal gemischt wird und daß die effektive Komponente des neuen Bildes aus dem Bild zusammen mit der Störungskomponente beseitigt werden kann, wenn lediglich ein geringer Differenzbetrag zwischen den Bildsignalen aufeinanderfolgender Bilder vorhanden ist. Da die Störungskomponente selbst niemals als gesondertes Signal auftritt, erfordert überdies dieses System zwei Sätze von Schaltungen zur Steuerung des Mischens des neuen Bildes und des umlaufenden Bildes. Darüber hinaus zeigt das betreffende bekannte System die Schwierigkeit, daß zwei derartige Schaltungen in vollständig ausgeglichener bzw. symmetrischer Weis· zu betreiben sind.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein System zur Störungsherabsetzung für ein Fernsehsystem zu schaffen, wobei die Nachteile der bisher bekannten Systeme zu vermeiden sind.

überdies soll ein System zur Störungsherabsetzung geschaffen werden, bei dem ein hinsichtlich der Störung vermindertes gespeichertes Bildsignal aus vorangehenden Bildern dazu herangezogen wird, die in einem neuen Bildsignal enthaltene Störung aus dem übrigen Bildsignal abzusondern. Das abgetrennte Störsignal soll dann von dem neuen Bildsignal unter Lieferung eines in der Störung verminderten Signals subtrahiert werden.

Ferner soll ein System zur Störungsherabsetzung geschaffen werden, bei dem die Differenz von Element zu Element zwischen einem eintreffenden Bildsignal und einem in der Störung verminderten gespeicherten Bildsignal dazu herangezogen werden soll, ein Bilddifferenzsignal zu erzeugen, welches in einer Szene ohne Bewegung lediglich die Störung in dem eintreffenden Signal wiedergibt. Ferner

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soll eine Bildunterdrückungsschaltung bereitgestellt werden, um die Bildkomponenten in einem aus der Bewegung zwischen Bildern entstehenden Bilddifferenzsignal zu unterdrücken und somit ein relativ reines Störsignal für die Subtraktion von dem eintreffenden Bildsignal bereitzustellen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein System zur Störungsherabsetzung geschaffen, mit dessen Hilfe die Störung in einem Bildsignal vermindert wird, welches aus einer aufeinanderfolgenden Vielzahl von Bildern besteht, die in Bildintervallen auftreten. Dieses System umfaßt Einrichtungen zur Speicherung des Bildsignals zumindest eines Bildes während eines ganzzahligen Vielfachen der Bildintervalle. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die entsprechende Elemente eines neuen Bildes des Bildsignals mit dem in den Speichereinrichtungen gespeicherten Bildsignal mischen, um ein Bilddifferenzsignal zu erzeugen. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, die das Bilddifferenzsignal in eine Vielzahl von Bildsignalkomponenten transformieren. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, die die entsprechende Vielzahl der Bildsignalkomponenten steuern, wobei eine bestimmte Charakteristik zumindest einer der in einer Vielzahl vorgesehenen Bildsignalkomponenten modifiziert wird. Darüber hinaus sind Einrichtungen vorgesehen, die die Vielzahl der Bildsignalkomponenten einschließlich der modifizierten Bildsignalkomponenten zu einem korrigierten Bilddifferenzsignal wieder zusammenfassen. Schließlich sind Einrichtungen vorgesehen, die das korrigierte Bilddifferenzsignal mit dem neuen Bild des Bildsignals zusammenfassen, um ein hinsichtlich Störungen vermindertes Bildsignal zu erhalten.

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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert. In den Zeichnungen sind durch entsprechende Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnet.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm eine für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignete Schaltungsanordnung zur Störungsverminderung. Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite einer nichtlinearen Schaltung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm eine Bereichs-Summiereinrichtung, die sich für die Verwendung in der Anordnung gemäß Fig. 1 eignet.

Fig. 4A bis AD zeigen den Verlauf von Signalen, auf die im Zuge der Beschreibung der Arbeitsweise eines Bereichs-Änderungsdetektors gemäß Fig. 1 Bezug genommen wird.

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm den Verlauf eines Bildausgangssignals in Abhängigkeit von der Frequenz für ein Ersatz-Kammfilter, wie es durch die Schaltung gemäß Fig.1 dargestellt ist.

Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm eine weitere Ausführungsform einer für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeigneten Schaltung zur Störungsherabsetzung.

Fig. 7 zeigt in einem Blockdiagramm eine Schaltung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung zur Störungsherabsetzung.

Fig. 8 zeigt in einem Blockdiagramm eine für die Verwendung in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 7 zur Störungsherabsetzung geeigneten Bildunterdrückungsschaltung.

Fig. 9 zeigt in einem Blockdiagramm einenfür die Verwendung in der Bildunterdrückungsschaltung gemäß Fig. geeigneten Serie^/Parallel-Wandler.

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Fig. 1OA zeigt zwei benachbarte Teilbildzeilen einer Fernsehwiedergabe, unter Veranschaulichung zweier benachbarter Abtastpunkte auf der jeweiligen Zeile, deren Bild gleichzeitig von dem Serien-Parallel-Wandler gemäß Fig. 9 bereitgestellt wird. Fig. 1OB bis 1OE zeigen die möglichen Bildmuster, die in der Bildunterdrückungsschaltung gemäß Fig. 8 ermittelt werden können.

Fig. 11 zeigt in einem Blockdiagramm eine Hadamard-Transformationsschaltung, die für die Verwendung in der Bildunterdrückungsschaltung gemäß Fig. 8 geeignet ist.

Fig. 12 zeigt in einem Blockdiagramm eine nichtlienare Schaltungsanordnung, die sich für die Verwendung in der Bildunterdrückungsschaltung gemäß Fig. 8 eignet. Fig. 13 zeigt einen Parallel/Serien-Wandler, der sich für die Verwendung in der Bildunterdrückungsschaltung gemäß Fig. 8 eignet.

Fig. 14 zeigt in einem Blockdiagramm eine weitere Ausführungsform einer Bildunterdrückungsschaltung, die sich für die Verwendung in der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung eignet.

Fig. 15 zeigt in einem Diagramm die zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite vorhandenen Beziehungen, die sich für die nichtlineare Schaltungsanordnung der in Fig. 14 dargestellten Bildunterdrückungsschaltung eignen.

Fig. 16A zeigt stark vergrößert zwei benachbarte Fernsehzeilen unter Veranschaulichung von vier benachbarten Abtastpunkten in der jeweiligen Zeile, deren Bild gleichzeitig für die Ausnutzung in der Bildunterdrückungsschaltung bereitgestellt werden mag, die das räumliche Muster in einem aus acht benachbarten Punkten bestehenden Bereich auswertet. Fig. 16B bis 16I zeigen die Muster, die bei Verwendung der in Fig. 16A dargestellten acht benachbarten Punkte ermittelt werden können.

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Fig. 17 zeigt in einem Blockdiagramm eine Bildunterdrückungsschaltung, die eine für die Verwendung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 geeignete Abwandlung einer Signaltransformationsschaltung enthält. Fig. 18A zeigt vergrößert benachbarte Fernsehteilbildzeilen, unter Veranschaulichung eines Paares von nicht benachbarten Punkten C1 und C2 in einer Teilbildzeile sowie eines zweiten Paares von nicht benachbarten Punkten von C3 und C4 in der anderen Teilbildzeile, wobei das Punktpaar in der Jeweiligen Teilbildzeile durch ein dazwischenliegendes nicht abgetastetes Abtastintervall getrennt ist.

Fig. 1ΘΒ bis 18E zeigen Bildmuster, die bei Verwendung der in Fig. 18A dargestellten Abtastpunkte feststellbar sind.

Fig. 19 zeigt in einem Blockdiagramm eine Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Störungsherabsetzung, wobei diese Schaltungsanordnung insbesondere zur Herabsetzung der Störung in einem Farbfernsehsignal geeignet ist.

Fig. 20 zeigt in einem Blockdiagramm einen für die Verwendung bei der in Fig. 19 dargestellten Ausführungsform geeigneten Verstärker zur Verstärkungsregelung. Fig. 21 zeigt in einem Diagramm den Verlauf der Verstärkung des die Verstärkung regelnden Verstärkers gemäß Fig. 20 in Abhängigkeit von der Amplitude eines Eingangssignals.

Fig. 22 zeigt in einem Diagramm den Verlauf des Ausgangssignals in Abhängigkeit vom Eingangssignal bei dem zur Verstärkungsregelung dienenden Verstärker gemäß Fig.20. Fig. 23 zeigt in einem Blockdiagramm einen für die Verwendung bei der in Fig. 19 dargestellten Ausführungsform der Erfindung geeigneten Farbsignalinverter.

Im folgenden wird die bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung im einzelnen erläutert. In Fig. 1 ist generell

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mit 24 eine Schaltung zur Störungsherabsetzung gezeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. Die zur Störungsherabsetzung dienende Schaltungsanordnung 24 kann eine Analog-Schaltung oder eine Digital-Schaltung sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Jedoch eine digitale Verarbeitung vorgenommen, um den Vorteil der Genauigkeit digitaler Schaltungen in Verzögerungs- und Rechenoperationen auszunutzen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich zwar auf ein digital ausgeführtes Ausführungsbeispiel; es dürfte Jedoch ohne weiteres verständlich sein, daß die betreffenden Ausführungen sich auch auf eine analog arbeitende Schaltungsanordnung beziehen lassen.

Ein Bildsignal wird mittels einer externen Anordnung (nicht dargestellt) in gleichen Abtastintervallen T abgetastet. Die vorhandenen Analog-Werte werden in Digital-Zahlen umgesetzt, die kennzeichnend sind für ein neues Bild F und die einem Eingangsanschluß 26 zugeführt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform treten die Abtastintervalle T mit einer Intervallrate auf, die gleich dem Vierfachen der Farbhilfsträgerfrequenz (3,58 MHz) bei einem Farbfernsehsignal ist. Diese Abtastinterval Ie werden in Form einer acht Bit umfassenden digitalen Zahl digital dargestellt. Das digitalisierte neue Bild F wird einem Prädiktionsfilter 28 zugeführt, welches mit einer Subtrahiereinrichtung 30 versehen ist, in der das gespeicherte, relativ störungsfreie Bild F elementweise von dem eintreffenden neuen Bild F subtrahiert wird, um ein Bilddifferenzsignal ^F zu erzeugen. Ein Bildspeicher 32 enthält das gespeicherte Bild F und empfängt zur Speicherung einen Anteil des neuen Bildes F, der mit einem in der Störung verminderten Bild F¹ im Zuge der Vorbereitung für die nachfolgenden eintreffenden neuen Bilder gemischt wird. Das neue Bild F wird über ein einstellbares Dämpfungsglied 34 mit einer Dämpfung von 1-K einem Eingang eines Addierers 36 zugeführt. Das in der Störung verminderte

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Bild F¹, das in einer nachstehend noch näher beschriebenen Art und Weise erzeugt wird, wird über ein einstellbares Dämpfungsglied 38 mit einer Dämpfung K dem zweiten Eingang des Addierers 36 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 36 wird dem Ausgangsanschluß zum Zwecke der Verwendung in einem Fernsehsystem zugeführt sowie dem Eingang des Bildspeichers 32 zum Zwecke der Einspe icherung·

Ein Bereichsänderungsdetektor 46 steuert den Dämpfungsbzw. Steuerfaktor K entsprechend dem Betrag der bildweisen Änderung in einem Bildbereich nahe der Elemente des neuen Bildes F und des verarbeiteten gespeicherten Bildes F. Wenn die aufeinanderfolgenden Bildsignale des neuen Bildes F keine beweglichen Komponenten aufweisen, sollten das neue Bild F und das gespeicherte Bild F identisch sein, allerdings abgesehen von dem Störungsinhalt des neuen Bildes. Demgemäß sollte das Bilddifferenzsignal jF, das von der Subtrahiereinrichtung 30 in dem Prädiktionsfilter 28 geliefert wird, lediglich das Störsignal enthalten und kein Bildsignal. Unter derartigen Bedingungen nimmt der Steuerfaktor K der einstellbaren Dämpfungsglieder 34 und 38 von dem Bereichsänderungsdetektor 46 her zu, um nämlich einen größeren Anteil des in der Störung herabgesetzten Bildsignals bzw. Bildes F¹ und einen geringeren Anteil des eintreffenden neuen Bildes bzw. Bildsignals F zu speichern.

Wenn eine Bewegung in der Szene zwischen Bildern auftritt, sind Teile des neuen Bildes bzw. Bidlsignals F verschieden von dem gespeicherten Bildsignal bzw. Bild F*, und zwar insbesondere in den Grenzbereichen eines sich bewegenden Bildes. Unter diesen Umständen enthält das Bilddifferenzsignal Δ F nicht nur die Störung in dem neuen Bildsignal F, sonderen außerdem einen Bildinhalt, der kennzeichnend ist für die Änderung zwischen dem neuen Bildsignal F und dem

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gespeicherten Bildsignal F von Bild zu Bild. Der Steuerfaktor K für das Prädiktionsfilter 28 wird daher geändert, um den Bildspeicher 32 auf das eintreffende neue Bildsignal F stärker und auf das in der Störung reduzierte Bildsignal F¹ weniger stark ansprechen zu lassen. Der Grund hierfür liegt darin, die erforderliche schnelle Änderung im Inhalt des Bildspeichers 32 in den Bereichen der Szene zuzulassen, die sich in dem neuen Bild bezogen auf die vorhergehenden Bilder geändert haben.

Eine nicht lineare Schaltung 42 wird dazu herangezogen, zumindest teilweise das Bildsignal aus dem Bilddifferenzsignal Δ F zu entfernen, so daß ein resultierendes korrigiertes Bilddifferenzsignal Δ F¹ erhalten wird, welches weitgehend kennzeichnend ist für die Störung in dem neuen Bildsignal F, wobei die Szenen-Änderungsbildkomponente beseitigt ist. Das korrigierte Bilddifferenzsignal^F¹ wird dem Subtrahiereingang einer Subtrahiereinrichtung 44 zugeführt, in der das betreffende Signal von dem neuen Bildsignal F subtrahiert wird, welches dem Pluseingang der Subtrahiereinrichtung zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung 44 stellt ein in der Störung vermindertes Bildsignal F¹ dar, welches einem Signaleingang des einstellbaren Dämpfungsgliedes 38 zugeführt wird.

Der Bereichsänderungsdetektor 46 kombiniert die Bilddifferenzsignale aus einer Anzahl von Abtastintervallen T in der Nähe des Bildes aus dem verarbeiteten Abtastintervall, um festzustellen, ob eine Bewegung nahe des verarbeiteten Punktes aufgetreten ist, und um somit den Steuerfaktor K und die Charakteristiken bzw. Kennlinien der nicht_J.inearen Schaltung 42 zu steuern. Das neue Bild bzw. Bildsignal F und das gespeicherte Bild bzw. Bildsignal F* werden dem Plus—Anschluß bzw. dem Minus-Anschluß einer Subtrahiereinrichtung 48 zugeführt, um ein

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Bilddifferenzsignal Δ F zu erzeugen, bei dem es sich um dasselbe Signal handelt wie das von der Subtrahiereinrichtung 30 gelieferte Bilddifferenzsignal. Das Bilddifferenzsignal Δ F wird einer Bereichs-Summiereinrichtung 50 zugeführt, die das Bilddifferenzsignal Δ F geeigneten Verzögerungen unterwirft und die die Ergebnisse unter Erzeugung eines Ausgangssignals summiert, welches auf das Bild in einem Szenenbereich anspricht, der in geeigneter Weise drei Zeilen hoch ist und der vier Abtastintervalle breit ist. Die Bereichs-Summiereinrichtung 50 liefert ein Signal, welches hauptsächlich auf die Bewegung in der Bildszene anspricht und welches relativ unempfindlich gegenüber Störungen ist. Dies resultiert aus der Tatsache heraus, daß eine Bildkomponente in dem Bilddifferenzsignal Δ F in starkem Maße korreliert ist zwischen benachbarten Punkten, während die Störung relativ unkorreliert ist. Das summierte Signal wird von der Bereichs-Summiereinrichtung 50 dem einen Eingang einer Absolutwert-Schaltung 5ü zugeführt, die ein für den Absolutwert ihres Eingangssignals kennzeichnendes Ausgangssignal liefert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Absolutwert-Schaltung 52 ein Vollweggleichrichter, der ein entweder einem positiven Eingangssignal oder einem negativen Eingangssignal proportionales positives Ausgangssignal liefert. Das von der Absolutwert-Schaltung 52 abgegebene Ausgangssignal wird einer zweiten Bereichs-Summiereinrichtung 54 zugeführt, die identisch der Bereichs-Summiereinrichtung 50 sein kann und die das Signal weiter verarbeitet, um eine Änderung im Bereich der Szene zu bestimmen. Das Ausgangssignal der Bereichs-Summiereinrichtung 54 wird den Eingängen von Steuerschaltungen 56 und 58 zugeführt* Die Steuerschaltung 56 steuert den Wert des Steuerfäktors K, der den einstellbaren Dämpfungsgliedern 34 und 38 zugeführt wird, und zwar in umgekehrtem Verhältnis zu dem Betrag der Bewegung, die von dem Bereichsänderungsdetektor 46 festgestellt worden ist. Die Steuerschaltung 56 gibt ein Steuersignal an einen

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Eingang der nidithiineareη Schaltung 42 ab, die den Schwellwert oder die Steilheit des Ansprechverhaltens der nicht__2inearen Schaltung 42 ändert.

In Fig. 2 sind die Beziehungen zwischen Eingangssignalen und Ausgangssignalen der nicht,linearen Schaltung 42 für eine ermittelte Bewegung oder das Fehlen einer solchen Bewegung in einem Bilddifferenzsignal Λ F veranschaulicht. Eine voll ausgezogene Kurve zeigt dabei das Ansprechverhalten der nicht.-linearen Schaltung 42 für den Fall, daß eine Bewegung ermittelt worden ist. Eine gestrichelte Linie zeigt das Ansprechverhalten für den Fall, daß eine Bewegung nicht vorhanden ist. Demgemäß vergrößert die nicht_JLineare Schaltung 42 das Signal bei alleinigem Vorhandensein einer Störung und unterdrückt das Signal bei Vorhandensein einer Bewegung innerhalb des Bereichs. Andere Ansprechcharakteristiken der nicht -linearen Schaltung 42 können ebenfalls eingesetzt werden, einschließlich von sogenannten Kern- und Abtrennschaltungen. Eine Kernschaltung ist eine solche Schaltung, bei der das Ausgangssignal bei Null solange verbleibt, bis ein positiver oder negativer Schwellwert überschritten wird, wobei das betreffende Ausgangssignal in linearer Beziehung zu dem darüber liegenden Eingangssignal liegt. Eine Abtrennschaltung ist demgegenüber eine Schaltung, deren Ausgangssignal zu Null wird, wenn ein positiver oder negativer Schwellwert überschritten wird. Dieses Ausgangssignal steht in linearer Beziehung zu dem unterhalb des Schwellwertes liegenden Eingangssignal.

Im folgenden sei auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Bereichs-Summiereinrichtung 50 bzw. 54 dargestellt ist. Das Bilddifferenzsignal Λ F wird über den Anschluß 60 einer Verzögerungsschaltung 62 zugeführt, die eine Verzögerung von einem Horizontal-Intervall H besitzt. Außerdem wird das betreffende Signal einem Eingang eines Addierers 64 zugeführt. Das Ausgangssignal der Ver-

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zögerungsschaltung 62 wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 66 zugeführt, die eine Verzögerung um ein Horizontal-Intervall H einführt. Außerdem wird das betreffende Ausgangssignal einem Eingang eines Addierers 68 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 66 wird einem zweiten Eingang des Addierers 68 zugeführt, und das von diesem Addierer abgegebene summierte Ausgangssignal wird einem zweiten Eingang des Addierers 64 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 64 enthält demgemäß die existierenden summierten Bilddifferenzsignale 4 F, die dem gerade verarbeiteten Bild bzw. Bildsignal entsprechen, sowie die Bilddifferenzsignale Δ F von entsprechenden Positionen zweier vorangehender Bildzeilen. Das summierte Ausgangssignal des Addierers 64 wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 70 zugeführt, die eine Verzögerung von einem Abtastintervall T mit sich bringt. Ferner wird das betreffende Ausgangssignal dem einen Eingang eines Addierers 72 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers wird einer Verzögerungsschaltung 74 und einem Addierer zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 76 wird einer Verzögerungsschaltung 78 und einem Addierer 80 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 80 wird einem Ausgangsanschluß 82 zugeführt, der seinerseits mit einem Eingang der Absolutwert-Schaltung 52 (Fig. 1) im Falle der Bereichs-Summiereinrichtung 50 und mit den Steuerschaltungen 56 und 58 im Falle der Bereichs-Summiereinrichtung 54 verbunden ist.

Die Bereichs-Summiereinrichtungen 50 und 54 weisen eine übertragungsfunktion auf, die durch folgende Gleichung gegeben ist:

G (2) = (1 + Z"^h + Z"^2h) . C1 + Z~¹) . U + Z~²) . (1 + Z~³)

Dabei ist Z = e^ , wobei w eine Winkelfrequenz des Abtastsignals und h ein Wert ist, der dadurch erhalten wird, daß das Horizontal-Intervall H durch das Abtastintervall T dividiert wird. Q300U/0808

Nunmehr sei auf Fig. 4A bis 4D Bezug genommen, um die Arbeitsweise des Bereichsänderungsdetektors 46 zu beschreiben. Wie in Fig. 4A veranschaulicht, umfaßt das Bilddifferenzsignal . .1 F eine Komponente S₁, die in Fig. 4A durch eine voll ausgezogene Linie veranschaulicht ist. Diese Komponente geht auf das Bildsignal in den neuen und gespeicherten Bildern zurück. Außerdem enthält das betreffende Signal eine überlagerte Störungskomponente S₂, die durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist und die auf die Störung in dem eintreffenden Bild bzw. Bildsignal F zurückgeht. Wenn das Bild stillsteht (also keine Bewegung enthält), ist die Bildkomponente nahezu Null, wie dies in Fig. 4A links dargestellt ist. Wenn zwischen Bildern eine Bewegung vorhanden ist, dann verläuft die Bildkomponente S₁ von der Achse aus entweder zu positiven oder negativen Werten hin. Nach der Summierung in der Bereichs-Summiereinrichtung 50 unter Lieferung eines geglätteten Ausgangssignals L₁ (4F), wie dies in Fig. 4B veranschaulicht ist, werden die Amplitude und die Frequenz der verbleibenden Störungskomponente S'₂ vermindert. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind nach Hindurchleiten durch die Absolutwert-Schaltung 52 die negativen Signalauslenkungen zu positiven Signalauslenkungen invertiert. Wie in Fig. 4D veranschaulicht, enthält das Ausgangssignal L₂IL₁(^F)InOCh die Bildkomponente S₂, die kennzeichnend ist für die tatsächliche Bewegung in dem Bild, sowie eine mit verminderter Amplitude auftretende Störkomponente S^'¹¹ niedriger Frequenz. Es sei darauf hingewiesen, daß die Summe der beiden in Fig. 4D dargestellten Komponenten eine angemessene Approximation des Bildsignals S₁ allein in Fig.4A darstellt. Dabei sind insbesondere sämtliche hochfrequenten und impulsförmigen Störungseigenschaften, die ursprünglich in der Störungskomponente S₂ gemäß Fig. 4A auftreten, in dem in Fig./U) dargestellten Ausgangssignal beseitigt. Demgemäß stellt das in Fig. 4D dargestellte Ausgangssignal eine gute Darstellung von Änderungen in dem aufgrund von Bewegung

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in der Szene behandelten Bereich dar.

Da der den Proportionalitätseingang des Bildspeichers 32 steuernde Steuerfaktor K(Fig.1) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Bereichsänderungsdetektors 46 geändert wird, wirkt die Schaltung ähnlich einem Kammfilter vom C-Typ mit veränderbarer bzw. einstellbarer Zinkenbreite. Die Verzögerung, die das die Subtrahiereinrichtung 44 verlassende Bildsignal erfahren hat, ist selbstverständlich verschieden von der Verzögerung eines echten Kammfilters. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Bildinformation um geradzahlige Oberwellen der Bildfrequenz von 30 H_z gruppiert (2nf_Q, wobei f_Q gleich 30 H_z ist). Bei den ungeradzahligen Oberwellen der Bildfrequenz (2n-1)f_Q ist das Bild bzw. Bildsignal Null. Bei einem Stillstandsbild ist das Bild bzw. Bildsignal eng um die geradzahligen Oberwellen der Bildfrequenz gruppiert, während bei einem sich bewegenden Bild das Bildsignal zu den benachbarten ungeradzahligen Oberwellen hin weiter verteilt ist. Wenn der Steuerfaktor K groß ist und beispielsweise einen Wert von 0,5 aufweist, dann zeigt dies eine geringe Bewegung in dem von dem Bereichsänderungsdetektor 39 behandelten Bereich an. Das Ansprechverhalten des Ersatz-Kammfilters ist zu den geradzahligen Oberwellen hin eingeengt, wie dies in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Wenn demgegenüber der Bereichsänderungsdetektor 46 eine nennenswerte Bewegung in dem behandelten Bereich

ermittelt, kann der Steuerfaktor K auf Null gesetzt werden. Dies führt zu einer breiteren Ansprechkurve, wie dies in Fig. 5 durch eine voll ausgezogene Linie veranschaulicht ist.

Da eine Störung gleichmäßig über das Spektrum auftritt, ist klar, daß die in Fig. 5 dargestellte gestrichelte Linie dem System ermöglicht, wesentlich weniger auf eine zufällig auftretende Störung anzusprechen als dies durch die voll ausgezogene Kurve veranschaulicht ist. Wenn der

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Steuerfaktor K näher zu 1 hin gesteigert wird, werden die Ersatzzinken des Ersatz-Kammfilters sogar noch dichter, wodurch noch eine weitere Störung ausgeschieden wird, während dennoch die Anordnung den gesamten Bildinhalt einer stillstehenden Szene einzuschließen vermag, deren Bild bzw. Bildsignal um die geradzahligen Oberwellen der Bildfrequenz dicht gruppiert ist.

Nunmehr sei auf Fig. 6 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführungsform einer zur Störungsherabsetzung dienenden Schaltung 24· dargestellt ist, bei der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann. Bei der zur Störungsherabsetzung dienenden Schaltung 24' handelt es sich um dieselbe Schaltung wie um die in Fig. 1 dargestellte, zur Störungsherabsetzung dienende Schaltung 24. Eine Ausnahme bildet jedoch der Umstand, daß hier ein Verstärker 84 zusätzlich vorgesehen ist, der einen Verstär-

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kungsfaktor von aufweist und der zwischen dem Addierer 36 und dem Bildspeicher 32 vorgesehen ist, und daß ein Dämpfungsglied 86 mit einer Dämpfung von ■ zwischen der Subtrahiereinrichtung 30 und der nichtlinearen Schaltung 42 vorgesehen ist. Außerdem erfolgt eine Änderung im Dämpfungsfaktor des einstellbaren Dämpfungsgliedes 34' auf . Das Ausgangssignal für den Ausgangsanschluß 40 wird unmittelbar von der Subtrahiereinrichtung 44 abgenommen. Es sei darauf hingewiesen, daß die durch den Verstärker 84 bereitgestellte

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gesonderte Verstärkung von durch die zusätzliche Dämpfung kompensiert wird, die von dem Dämpfungsglied herbeigeführt wird, welches einen Dämpfungsfaktor von aufweist.

Obwohl die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 6 in Verbindung mit einem Prädiktionsfilter beschrieben worden sind, welches ein Bilddifferenzsignal Λ F dadurch bildet, daß ein neues Bild bzw. Bildsignal F von einem in dem Bildspeicher 32 gespeicherten und um ein Bild verzögerten

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Bild bzw. Bildsignal F¹ subtrahiert wird, können längere Verzögerungszeiten angewandt werden, die gleich einem ganzzahligen Vielfachen eines Bildes sind. Wenn längere Verzögerungszeiten benutzt werden, sprechen die Systeme relativ langsam auf eine Bewegung an. Demgemäß wird für normale Fernsehsignale vorzugsweise lediglich eine Einzelbildverzögerung in dem Bildspeicher 32 zur Lieferung des Bilddifferenzsignals .". F benutzt.

In den in Fig. 1 und 6 dargestellten Schaltungsanordnungen 24 bzw. 24· zur Störungsverminderung werden die Bilddifferenzsignale _.i F der nicht linearen Schaltung 42 unabhängig von der Beschaffenheit bzw. dem Verlauf des Eingangsbildsignals F zugeführt. Wenn das Eingangsbildsignal F lediglich eine schlechte Bildkomponente mit einer nahejbei oder innherhalb der Störung liegenden Amplitude aufweist, ist die nicht_lineare Schaltung 42 imstande, die Bildkomponente zusammen mit der Störung zu beseitigen. Dies führt zu einer verschlechterten Auflösung des Bildsignals.

Nunmehr sei auf Fig. 7 Bezug genommen, in der eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist, die die oben aufgezeigten Nachteile dadurch überwindet, daß sie solche Komponenten des Bilddifferenzsignals Δ F unterdrückt, die auf eine durch Bewegung hervorgerufene Änderung in dem Bild zurückgeht, um ein Störsignal zu erzeugen, welches sodann von dem eintreffenden neuen Bild bzw. Bildsignal F subtrahiert wird. An die Stelle der in Fig. 1 und 6 dargestellten nicht_lienaren Schaltung 42 tritt eine Bildsignal-Unterdrückungsschaltung Der übrige Teil der in Fig. 7 dargestellten Schaltungen ist identisch mit dem Schaltungsaufbau gemäß Fig. 6 und wird daher hier nicht weiter beschrieben.

Das in dem Dämpfungsglied 86 bedämpfte Bilddifferenz-

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signal Δ F wird einem Eingang einer Signaltransformationsschaltung 90 zugeführt, die unterschiedliche Abstände besitzende Frequenzkomponenten aus den Bilddifferenzsignal 3 F abtrennt und die so abgetrennten Frequenzkomponenten einer nicht linearen Schaltungsanordnung 92 zuführt, welche nicht lineare Schaltungen 92-1 bis 92-N aufweist. Ein Schwellwertpegel in der jeweiligen nicht_linearen Schaltung 92-1 bis 92-N wird durch ein Steuersignal von der Steuerschaltung 58 gesteuert, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Die nicht ..linearen Schaltungen 92-1 bis 92-N können Begrenzerschaltungen mit Eingangs-/Ausgangs-Kennlinien sein, wie sie in Fig.2 gezeigt sind. Bei den betreffenden Schaltungen kann es sich aber auch um Abtrennschaltungen handeln, die das Ausgangssignal in dem Fall auf Null absenken, daß ein positiver oder negativer Schwellwertpegel überschritten ist. Die Signaltransformationsschaltung 90 reagiert stark auf die räumliche Bildkorrelation in dem Bilddifferenzsignal Λ F. Nach Hindurchleiten durch die in Frage kommende nicht_J.ineare Schaltung 92-1 bis 92-N sind derart starke Signale beseitigt, wodurch lediglich Störsignale für die Abgabe an eine Signal-Wiederzusammenfassungsschaltung übrigbleiben. Eine derartige Signal-Wiederzusammenfassungsschaltung bzw. Rekombinationsschaltung 94 bildet wieder das korrigierte Bilddifferenzsignal Δ F¹, bei dem es sich um dasselbe Signal handelt wie das Bilddifferenzsignal Λ F handelt. Eine Ausnahme hiervon bildet jedoch der Umstand, daß hier die räumlich korrelierten Komponenten fehlen. Somit enthält das korrigierte Bilddifferenzsignal Δ F¹ weitgehend nur die in dem neuen Bild bzw. Bildsignal F enthaltene Störungskomponente. Das korrigierte Bilddifferenzsignal Δ F¹ wird dem Subtrahiereingang der Subtrahiereinrichtung 44 zugeführt, die außerdem das neue Bildsignal F an ihrem Addiereingang aufnimmt. Das in der Störung verminderte Bildsignal F¹ von der Sub-

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trahiereinrichtung 44 her wird dem Ausgangsanschluß und, wie zuvor beschrieben, dem einen Eingang des einstellbaren Dämpfungsgliedes 38 zugeführt.

Die Signaltransformationsschaltung 90 kann irgendeine geeignete Transformationsschaltung sein, die auf räumliche Komponenten in dem Signal gesondert anzusprechen imstande ist. Eine derartige Funktion kann durch eine Hadamard-, ¥alsh-,Haar- oder durch eine andere orthogonale Transformationsschaltung ausgeführt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird in der Signaltransformationsschaltung 90 eine Hadamard-Transformationsschaltung verwendet. Darüber hinaus wird eine identische Hadamard-Transformationsschaltung in der Signal-Rekombinationsschaltung 94 verwendet.

Bevor die Signaltransformationsschaltung 90 und die Signal-Rekombinationsschaltung 94 beschrieben werden, wird zunächst auf die orthogonale Transformation bzw. auf die umgekehrte Transformation eingegangen, um den für das Verständnis der Beschreibung der betreffenden Anordnungen erforderlichen Hintergrund zur Verfügung zu haben.

Wenn ein Block einer Eingangs-Bildsignalzeile mit X bezeichnet wird, wenn ferner ein Block einer Ausgangs-Bildsignalzeile mit Y bezeichnet wird und wenn eine orthogonale Transformationsmatrix mit A und eine umgekehrte orthogonale Transformationsmatrix mit B bezeichnet sind, dann gelten folgende Beziehungen:

Y = A?

BY

B - A^T (2)

rn

(wobei A eine transponierte Matrix ist)

030014/0808

- ar-

Λ = (X,, X₂

* - ^(νι· ^i

(3)

A =

ll ^a12
^a22

^anl ^an2 · ·

In 2n

. a

nn (4)

'12 · ·

In 2n

^bnl ^bn2 · · · · ^bnn

Das Eingangssignal wird dann der orthogonalen Transformation unterworfen; sodann gilt:

^vl ^{β a}ll^xl ^{+ a}12^x2
y₂ - A₂₁X₁ + a₂₂x₂

^aln^xn

^a2n^xn

^yn ^{= a}nl^xl ^{+ a}n2^x2

^ann^Xn

(5)

• . (6)

03001 A/0808

Das Ausgangssignal der umgekehrten orthogonalen Transformation ist durch folgende Beziehungen gegeben:

+ b₁₂y₂ +..·...+ b_lny_n'

(7)

Als Ergebnis ist zu nennen, daß der Transformationskoeffizient, das ist das orthogonale Transformations-Ausgangs signal Y, eine Verbindung ersten Grades zwischen einem Reihen- bzw. Zeilenvektor und den Eingangssignalen herstellt.

Nunmehr sei auf Fig. 8 Bezug genommen, in der eine Ausführungsform der Bildsignal-Unterdrückungsschaltung unter Verwendung von Hadamard-Transformierungsschaltungen bzw. -Transformationsschaltungen gezeigt ist. Das Bilddifferenzsignal Δ F von dem Dämpfungsglied 86 her wird einem Serien/Parallel-Wandler 96 in der Signaltransformierungsschaltung bzw. -Transformationsschaltung 90 zugeführt. Der Serien/Parallel-Wandler 96 liefert eine Vielzahl von parallelen Abtastproben des Bilddifferenzsignals Λ F an eine orthogonale Transformierung ssehaltung 98. Die orthogonale Transformierungs- bzw. Transformationsschaltung 98 trennt die räumlichen Frequenzkomponenten ihrer Vielzahl von Eingangssignalen ab und liefert diese Frequenzkomponenten auf gesonderten Leitungen zu einer nicht linearen Schaltungsanordnung Die nichtLj-ineare Schaltungsanordnung 92 unterdrückt jene Komponenten ihres Eingangssignals, die aus dem in dem Bilddifferenzsignal ^ F enthaltenen Bild bzw. den Bildsignalen hervorgegangen sind, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Die von der nichtJLinearen

03001 A/0808

- V -ίο

Schaltungsanordnung 92 her resultierenden Ausgangssignale, die lediglich die Störkomponenten des Bilddifferenzsignals Δ F enthalten, werden einem Eingang einer orthogonalen Retransformationsschaltung 100 zugeführt, die die Frequenzbereichs-Signale von der nichtJLinearen Schaltungsanordnung 92 in eine Vielzahl von Zeitbereichs-Signale wieder zurücktransformiert, welche einem Parallel/Serien-Wandler 102 zugeführt werden.

In Fig. 9 ist eine Ausführungsform des Serien/Parallel-Wandlers 96 gezeigt. Das Bilddifferenzsignal Λ F , das auch als Signal S^ bezeichnet ist, wird von dem Dämpfungsglied 86 parallel an die Eingänge einer Verzögerungsschaltung 104 abgegeben, die eine Verzögerungszeit von einem Horizontal-Intervall H aufweist. Außerdem wird das betreffende Signal einer Verzögerungsschaltung 106, die eine Verzögerungszeit von einem Abtastintervall T aufweist, und direkt einem Eingang der orthogonalen Transformationsschaltung 98 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 104 wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 108 zugeführt, die eine Verzögerungsdauer von einem Abtastintervall T aufweist. Ferner wird das betreffende Ausgangssignal einem Eingang der orthogonalen Transformationsschaltung 98 zugeführt. Die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen 106 und 108 werden außerdem den Eingängen der orthogonalen Transformationsschaltung 98 zugeführt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Ausgangssignale des Serien/Parallel-Wandlers 96 Verzögerungen von Null (S₁₁)* von einem Abtastintervall T (S_i2)» ^von einem Horizontal-Intervall H (S_i3) und von einem Horizontal-Intervall H zuzüglich eines Abtastintervalls T (S₁^) unterworfen worden.

Aus Fig. 1OA ist ersichtlich, daß die Ausgangssigna-

0300U/0808

le S^₁ bis S^ gemäß Fig. 9 kennzeichnend sind für das Bilddifferenzsignal Δ F an den Punkten a^ und a₂, die in einer ersten Fernsehzeile in Abstand voneinander vorgesehen sind, und an den Punkten a, und a. , die in einer zweiten Fernsehzeile in Abstand voneinander vorgesehen sind. Somit kennzeichnen die Punkte a.. bis a, den Bildinhalt eines Bereiches auf dem Fernsehschirm (nicht dargestellt). Wenn lediglich eine Störung in dem Bilddifferenzsignal Λ F vorhanden ist - was anzeigt, daß keine Bildänderung von einem Bild zum anderen Bild in dem durch die Punkte a^ bis a^ definierten Bereich aufgetreten ist - dann wird das Signal an diesen Punkten im wesentlichen ein zufällig auftretendes Signal sein. Wenn jedoch eine Bildänderung von einem Bild zum anderen Bild aufgetreten ist, dann kann eine starke Korrelation zwischen den Punkten in dem definierten Bereich festgestellt werden.

In Fig. 1OB bis 1OE sind die Arten bzw. Typen von Bildmustern veranschaulicht, die in dem durch die Punkte a-j bis a. festgelegten Bereich ermittelt werden können. Dabei ist die Helligkeit durch eine Schraffur angedeutet. Das Fehlen der Schraffur deutet auf Dunkelheit in dem wiedergegebenen Bildsignal hin. In Fig. 1OB ist ein vollständig heller Bereich veranschaulich. In Fig. 1OC sind diagonal verlaufende helle und dunkle Bereiche angedeutet. In Fig. 1OD sind horizontal verlaufende dunkle und helle Streifen veranschaulicht. In Fig. 1OE sind vertikal verlaufende dunkle und helle Streifen veranschaulicht. Die Umkehrungen der in Fig. 1OB bis 1OE dargestellten Muster sind ebenfalls kennzeichnend für das Bild in dem Bilddifferenzsignal Δ F. Auf diese umgekehrten Muster wird in entsprechender Weise reagiert.

Eine quaternäre Hadamard-Transformierungsschaltung verwendet die folgende Matrix H^:

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2933130

1 11 1 j

¹ 1 -1 -1 ! _l8)

1-1-1 1 I
1-11-1 ,

Die Zeilen 2 bis 4 der Matrix H^ in der Gleichung sind austauschbar. In Fig. 11 ist eine orthogonale Transformationsschaltung 98 bzw. 100 in Form einer Hadamard-TransformäfiTüngsschaltung dargestellt. Das unverzögerte Bilddifferenzsignal S.^ von dem Serien/Parallel-Wandler 96 wird den Pluseingängen des Addierers 110 und der Subtrahiereinrichtung 112 zugeführt. Das Signal S.p, welches eine Verzögerung von einem Abtastintervall T erfahren hat, wird dem Pluseingang des Addierers 110 und dem Minuseingang der Subtrahiereinrichtung 112 zugeführt. Das Signal S₁,, das eine Verzögerung von einem Horizontal-Intervall H erfahren hat, wird den Pluseingängen eines Addierers 114 und eines Subtrahierers 116 zugeführt. Das Signal S^, das eine Verzögerung von einem Horizontal-Intervall H zuzüglich eine Verzögerung von einem Abtastintervall T erfahren hat, wird einem Pluseingang des Addierers 114 und dem Minuseingang des Subtrahierers 116 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 110 wird den Pluseingängen eines Addierers und eines Subtrahierers 120 zugeführt. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 120 wird den Pluseingängen eines Subtrahierers 122 und eines Addierers 124 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 114 wird einem Pluseingang des Addierers 118 und einem Minsueingang des Subtrahierers 120 zugeführt. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 116 wird dem Minuseingang des Subtrahierers 112 und einem Pluseingang des Addierers 124 zugeführt. Die Ausgangssignale S".^ bis S".^ des Addierers 118, der Subtrahierer 120, 122 bzw. des Addierers 124 werden der nichtJLinearen Schaltungsanordnung 92 zugeführt. Es dürfte ersichtlich sein, daß das Ausgangssignal S"^

0300U/0808

kennzeichnend ist für die Summierung der Eingangssignale S.* bis S.. und damit ein stabiles Ausgangssignal bei Vorhandensein eines Bildmusters darstellt, wie dies in Fig. 1OB veranschaulicht ist. In entsprechender Weise spricht das Ausgangssignal S"_i2 auf ein Bildmuster an, wie es in Fig. 10C veranschaulicht ist. Die Signale S"_i3 und S"_iZf reagieren auf Bildmuster, wie sie in Fig. 1OD bzw. 10E veranschaulicht sind, oder auf die Umkehrungen dieser Bildmuster.

Entsprechend den vorstehenden Ausführungen genügen die Signale S"^ bis S"^ folgenden|Gleichungen:

S" = ς +ς +ς b _η S₁₁ + s_i2 + s_i3

(9)

ς" — ς j. C C ο

b ₁₂ - S_n + s_i2 - s_i3 - s_i4

^S"i3 ^{= S}il * ^Si2 " ^Si3 ^{+ S}i4

^S"i4 ^{= S}il - ^Si2 ^{+ S}i3 " ^Si4 ,

In Fig. 12 ist die nichtlineare Schaltungsanordnung veranschaulicht, welche die Signale S"... bis S".. in nichtlinearen Schaltungen 92-1 bis 92-4 aufnimmt und welche Ausgangssignale S_Q1 bis S_Q^ erzeugt. Wie oben erläutert, unterdrückt eine nichtlineare Schaltung 92-1 bis 92-4, die ein Signal empfängt, welches kennzeichnend ist für das in dem Bilddifferenzsignal Δ F enthaltene Bild, die eingeschlossene Frequenzkomponente, um ein entsprechendes Ausgangssignal S_Q1 bis S_Q. zu erzeugen, welches weitgehend frei von einem Bild ist und somit lediglich die entsprechende Störung in dem ßilddifferenzsignal Δ F aufweist. Die Ausgangssignale S_Q1 bis S_QZf werden der orthogonalen Transformierungsschaltung 100 zugeführt, in der die Frequenzbereichssignale in parallele Zeitbereichssignale wieder umgesetzt werden. Wie oben erläutert, ist die orthogonale Rücktransformierungsschaltung 100 mit der in Fig. 11 gezeigten und oben

030014/0808

beschriebenen orthogonalen Transformierungsschaltung 98 identisch. Deshalb wird hier eine detaillierte Beschrei bung der orthogonalen Rücktransformierungsschaltung 100 weggelassen. Wie jedoch durch eingeklammerte Eingangsund Ausgangssignale in Fig. 11 als kennzeichnend für die Eingangs- und Ausgangssignale der orthogonalen Rück transformierungsschaltung 100 veranschaulicht, genügen die Signale S'.,. bis S¹.. folgenden Gleichungen:

s	■	= 5Ol +	S02 +	S03 +	S04
S	r i2	= S01 +	S02 "	S03 "	S04
S	ι i3	= soi -	S02 "	S03 +	S04
S	ι i4	= soi -	S02 +	S03 "	S04

(10)

In Fig. 13 ist eine Ausführungsform eines Parallel/Serien-Wandlers 102 gezeigt. Das dem Signal S₁ (Fig. 9) entsprechende Signal S¹..., aus dem die Bildkomponente entfernt ist, wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 126 zugeführt, die eine Verzögerungsdauer von einem Abtastintervall T aufweist. Das Signal S'_i2 wird einem Pluseingang eines Addierers 128 zugeführt. Das Signal S¹.-, wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 130 zugeführt, die eine Verzögerungsdauer von einem Abtastintervall T aufweist. Das Signal S'_iZ+ wird dem Plus_eingang eines Addierers 132 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 126 wird einem Pluseingang des Addierers 128 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 128 wird einem Eingang der Verzögerungsschaltung 134 zugeführt, die eine Verzögerung von einem Horizontal-Intervall H herbeiführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 134 wird einem Pluseingang eines Addierers 136 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 130 wird einem Pluseingang des Addierers 132 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 132 wird einem Pluseingang des Addierers 136 zugeführt. Das Ausgangs-

0300U/0808

signal des Addierers 136 ist das korrigierte Bilddifferenzsignal Zi F¹, welches dem Subtrahierer 44 (Fig. 7) zugeführt wird. Dieses Signal weist, wie zuvor beschrieben, im wesentlichen lediglich die in dem eintreffenden neuen Bildsignal F enthaltene Störung auf; das betreffende Signal wird somit von dem neuen Bildsignal subtrahiert, um ein in der Störung vermindertes Bild bzw. Bildsignal F' für die Anzeige und Speicherung zu liefern.

In Fig. 14 ist eine noch weitere Ausführungsform einer Bild- bzw. Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88" gezeigt.

Der Serien/Parallel-Wandler 96, die orthogonale Transformierungsschaltung 98, die orthogonale Rücktransformierungsschaltung 100 und der Parallel/Serien-Wandler 102 stimmen mit entsprechenden Schaltungen in der Bild- bzw. Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88 überein, die in Fig. 8 gezeigt ist. Diese Schaltungen bzw. Schaltungselemente werden hier nicht weiter beschrieben. Die nichtlineare Schaltungsanordnung 92' weist eine Vielzahl von nichtlinearen Schaltungen auf, wie dies in Fig. 12 veranschaulicht ist. Jede der nichtlinearen Schaltungen stellt eine Kernschaltung dar, die eine Kennlinie bzw. ein Ansprechverhalten besitzt, wie dies aus Fig. ersichtlich ist. Demgemäß verbleibt das Ausgangssignal dieser Schaltung solange bei Null, bis ein positiver oder negativer Schwellwert überschritten ist. Das Ausgangssignal des Parallel/Serien-Wandlers 102 wird dem Minuseingang eines Subtrahierers 137 zugeführt. Das Bilddifferenzsignal Δ F wird ferner einer Kompensations-Verzögerungsschaltung 138 zugeführt, die ihrem Eingangssignal eine Verzögerung erteilt, welche gleich der gesamten Signalverzögerung in dem anderen Zweig der Schaltung ist und die das verzögerte Signal einem Pluseingang des Subtrahierers 137 zuführt. Demgemäß ändert sich das Ausgangssignal des Subtrahierers 137 linear mit

0300U/0808

dem Bilddifferenzsignal Δ F in den Amplitudenbereichen, in denen das Ausgangssignal der nichtlinearen Schaltungsanordnung 92' bei Null verbleibt. Wenn die Amplituden der Eingangssignale für die nichtlineare Schaltungsanordnung 92' die vorgegebenen Schwellwerte überschreiten, dann werden die Ausgangssignale des Parallel/Serien-Wandlers 107 in zunehmendem Maße von dem Bilddifferenzsignal Δ F subtrahiert. Dadurch wird ein Ergebnis ähnlich jenem erzielt, welches zuvor beschrieben worden ist und gemäß dem die Bildkomponenten in dem Bilddifferenzsignal Λ F beseitigt und das resultierende korrigierte Bilddifferenzsignal ά F¹ dem Subtrahierer 44 (Fig. 7) zugeführt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungsform ist eine quaternäre Hadamard-Transformation dazu herangezogen worden, das räumliche Bildmuster an vier benachbarten Abtastpunkten zu bewerten bzw. auszuwerten. Es sei jedoch bemerkt, daß auch andere Abtastmuster möglich sind. So können beispielsweise, wie dies in Fig. 16A veranschaulicht ist, vier benachbarte Bildpunkt b1 bis b4 in einer Zeile neben zusätzlichen vier benachbarten Bildpunkten b5 bis b8 in der nächsten Zeile hinsichtlich des Bildinhalts in derselben Weise analysiert werden, wie dies zuvor beschrieben worden ist. Für eine derartige Untersuchung werden die Eingangssignale S^ bis S_i8 in parallele Komponenten transformiert. Außerdem wird der Frequenzinhalt der betreffenden Signale unter Verwendung einer Hadamard-Transformierungsschaltung analysiert. Dies führt zu acht Ausgangssignalen S¹¹^₁ bis S^m.q entsprechend folgender Beziehungen:

0300U/0808

^Si2 ^{+ S}i3 ^{+ S}i4 ^{+ S}i5 ^{+ S}i6 ^{+ S}i7

28,38130

^S"i2 ^{= S}il ^{+ S}i2 ^{+ S}i3 ^{+ S}i4 " ^Si5 " ^Si6 " ^Si7 " ^Si8

^S"i3 ^{= S}il ^{+ S}i2 ' ^Si3 " ^Si4 " ^Si5 " ^Si6 ^{+ S}i7 ^{+ S}i8

^S"i4 - ^Sil ^{+ S}i2 - ^Si3 - ^Si4 ^{+ S}i5 ^{+ S}i6 - ^Si7 " ^Si8

^S"i5 ^{= S}il ' ^Si2 ^{+ S}i3 " ^Si4 " ^Si5 ^{+ S}i6 " ^Si7 ^{+ S}i8

^S"i6 ^{= S}il " ^Si2 " ^Si3 ^{+ S}i4 " ^Si5 ^{+ S}i6 ^{+ S}i7 " ^Si8

^S"i7 ^{= S}il " ^Si2 ^{+ S}i3 " ^Si4 ^{+ S}i5 " ^Si6 ^{+ S}i7 " ^Si8

^S"i8 ^{= S}il " ^Si2 " ^Si3 ^{+ S}i4 ^{+ S}i5 " ^Si6 " ^Si7 ^{+ S}i8 -

Die Muster einschließlich ihrer Umkehrungen, welche auf den einzelnen Ausgangsleitungen stabile Ausgangssignale liefern, sind in Fig. 16B bis 16I veranschaulicht. Da eine Hadamard-Transformierungsschaltung zur Erzeugung von Signalen entsprechend den räumlichen Frequenzen gemäß Fig. 16B bis 161 bezüglich der vorstehenden Ausführungen verständlich sein dürfte, sind hier daher Einzelheiten der betreffenden Transformierungsschaltung weggelassen.

Die Anzahl der Punkte, die in die Untersuchung des Bildinhalts innerhalb des Bilddifferenzsignals Jl F einbezogen sein können, ist nicht auf vier oder acht Punkte begrenzt. Vielmehr können auch größere Zahlen von Punkten herangezogen werden, und zwar in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit wirtschaftlicher Schaltungen zur Ausführung der beschriebenen Funktionen.

In Fig. 17 ist eine Bild- bzw. Bildsignal- Unterdrückungsschaltung 88" gezeigt, die eine Signaltransformationsschaltung 90' aufweist. Diese Schaltung 9O¹ ist geringfügig verschieden von der Signaltransformationsschal-

0300U/0808

tung 90, die in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben worden ist. Die Signaltransformationsschaltung 90' führt sowohl eine Serien/Parallel-Umsetzung als auch eine Hadamardtransformation aus. Das Bilddifferenzsignal J F von dem Dämpfungsglied 86 (Fig. 7) wird einem Eingang einer Vertikalelement-Mittelungsschaltung 140 und dem Pluseingang eines Subtrahierers 142 zugeführt. Das Ausgangssignal der Vertikalelement-Mittelungsschaltung 14O wird einem Minuseingang des Subtrahierers 142, einem Pluseingang des Subtrahierer 144 und einem Eingang einer Horizontalelement-Mittelungsschaltung 146 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 142 wird einem Pluseingang eines Subtrahierers 148 und einem Eingang einer Horizontalelement-Mittelungsschaltung 150 zugeführt. Das Ausgangssignal der Horizontalelement-Mittelungsschaltung 150 wird einem Minuseingang des Subtrahierers 148 und einem Eingang der nichtline_aren Schaltung 92-2 zugeführt. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 148 wird einem Eingang der nichtlinearen Schaltung 92-1 zugeführt. Das Ausgangssignal der Horizontalelement-Mittelungsschaltung 146 wird einem Minuseingang des Subtrahierers 144 und einem Eingang der nichtlinearen Schaltung 92-4 zugeführt. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 144 wird dem Eingang der nichtlinearen Schaltung 92-3 zugeführt. Die den nichtlinearen Schaltungen 92-1 bis 92-4 zugeführten Signale S¹^₁ bis S"., sind dieselben Signale wie die entsprechenden Signale, die in Verbindung mit der Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88 gemäß Fig. 8 beschrieben worden sind.

Die Vertikalelement-Mittelungsschaltung 140 verzögert ihr Eingangssignal um ein Horizontal-Intervall H, addiert das verzögerte Signal und das Eingangssignal zusammen und dividiert das Ergebnis durch zwei. Auf diese Art und Weise wird ein Signal erzeugt, welches

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kennzeichnend ist für die Mittelung benachbarter Bildelemente in zwei Zeilen. Die Horizontalelement-Mittelungsschaltungen 146 und 150 verzögern ihre entsprechenden Eingangssignale um ein Abtastintervall T, addieren die verzögerten und nicht verzögerten Komponenten zusammen und dividieren das Ergebnis durch zwei.

Die nichtlineare Schaltungsanordnung 92 und die Signal-Rekombinationsschaltung 9h stimmen mit den zuvor beschriebenen entsprechenden Schaltungen überein; sie werden daher hier nicht weiter im einzelnen behandelt.

Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen sind in Verbindung mit einem System beschrieben worden, bei dem die Störung gleichmäßig über das Spektrum verteilt ist. Dies bedeutet, daß es sich dabei um weißes Rauschen handelt. Anstatt von weißem Rauschen kann sich die Störung bzw. das Rauschen auch in einer bekannten oder vorhersagbaren Weise ändern, und die Schwellwerte der einzelnen nichtlinearen Schaltungen 92-1 bis 92-N können in einer solchen Art und Weise gesteuert werden, daß eine Angleichung bzw. Formung des Ansprechverhaltens der Schaltung zum Zwecke der Erzielung der besten Unterdrückung des Bildsignals und der Verstärkung des Störsignals erzielt wird.

Die im vorstehenden beschriebenen Schaltungsanordnungen zur Störungsherabsetzung sind wirksam, um die Störung in monochromen oder Farbfernsehslgnalen herabzusetzen. Sine weitere Verbesserung hinsichtlich der Störungsherabsetzung in einem Farbfernsehsignal ist dann erzielbar, wenn die Leuchtdichte- und Farbsignale innerhalb des betreffenden Signals getr_ennt werden und getrennt verarbeitet werden, um den Farbinhalt ebenso wie die Leuchtdichte in dem Farbdifferenzsignal Δ F zu

0300U/0808

HP

unterdrücken. Die Leuchtdichtekomponente in dem Farbdifferenzsignal Δ F wird vorzugsweise unter Verwendung von Schaltungen unterdrückt, wie sie in Fig. 7 oder 17 dargestellt sind. Die Farbkomponente bzw. Farbartkomponente wird vorzugsweise von Seriensignalen in Parallelsignale umgesetzt, wie dies in Fig. 18A veranschaulicht ist. Wie dargestellt, sind die Punkte d und c2 nicht in einer Fernsehzeile einander benachbart; vielmehr sind sie um ein Zeitintervall T voneinander getrennt. In entsprechender Weise sind die Punkte c3 und c4 um ein Abtastintervall T voneinander getrennt und den Punkten c1 bzw. c2 benachbart. Wie einzusehen sein dürfte, kann eine derartige Serien-Parallel-Umsetzung unter Verwendung der in Fig. 9 dargestellten Schaltungsanordnung vorgenommen werden, gemäß der die Verzögerung der Verzögerungsschaltungen 106 und 108 gleich der Dauer von zwei Abtastintervallen T ist.

In Fig. 18B bis 18E sind die möglichen Bildmuster und ihre Umkehrungen gezeigt, die unter Heranziehung des Bildes bzw. Bildsignals von den Punkten c1 bis c4 gemäß Fig. 18A feststellbar sind. Die Ermittelung des Musters gemäß Fig. 18D ist insbesondere zur Ermittelung des Vorhandenseins einer Farbkoraponente eines Farbfernsehsignals von Nutzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Abtastrate vorzugsweise das Vierfache der Farbhilfsträgerfrequenz beträgt. Darüber hinaus wird bei dem NTSC-System die Phase des Farbhilfsträgers von Zeile zu Zeile invertiert. Demgemäß wird bei Vorhandensein eines Farbhilfsträgers die Farbe dieses Farbhilfsträgers zwischen den Punkten c1 und c2 bzw. c3 und c4 bzw. c1 und c3 bzw. c2 und c4 invertiert. Das Bildmuster gemäß Fig. 18D ist in idealer Weise dazu geeignet, derartige Phasenbeziehungen zu ermitteln. Demgemäß kann das Signal Sⁿ ₁, (Fig. 12) von der nichtlinearen Schaltung 92-3

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verarbeitet werden, um ein von Farbe freies Störsignal zu erzeugen, welches kennzeichnend ist für die in der Farbkomponente enthaltene Störung. Dieses Signal kann gesondert von dem Bilddifferenzsignal Δ F in einem Subtrahierer,wie dem Subtrahierer 44 gemäß Fig. 7, subtrahiert werden. Der Leuchtdichteteil des Signals kann in der in Fig. 7 oder 17 dargestellten Weise dazu verarbeitet werden, ein störungsfreies Leuchtdichtesignal zu gewinnen, welches ebenfalls von dem Bilddifferenzsignal ά F in dem Subtrahierer 44 (Fig. 7) subtrahiert werden kann.

In Fig. 19 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die eine Verbesserung der Störungsherabsetzung in einem Farbfernsehsignal mit sich bringt und die die Forderung nach einem Prädiktionsfilter 28 und nach einem Bereichsänderungsdetektor 46, wie er bei anderen Ausführungsformen vorgesehen ist, vermeidet. Das neue Bild bzw. Bildsignal F wird von dem Eingangsanschluß 26 dem Minuseingang des Subtrahierers 30 und einem Eingang einer Kompensations-Verzögerungsschaltung 152 zugeführt. Die !Compensations-Verzögerungsschaltung 152 kompensiert unvermeidbare Verzögerungen in der Bild- bzw. Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88'·'. Das Ausgangssignal der Kompensations-Verzögerungsschaltung 152 wird einem Pluseingang des Addierers 36 zugeführt. Das in der nachstehend noch näher beschriebenen Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88''' erzeugte Bilddifferenzsignal Λ F¹ wird einem weiteren Pluseingang des Addierers 36 zugeführt. Das von dem Addierer 36 gelieferte summierte Signal ist das in der Störung verminderte Bildsignal F¹, welches dem Ausgangsanschluß 40 sowie dem Eingang des Bildspeichers 32 zugeführt wird.

Von dem abgespeicherten, in der Störung verminderten Bildsignal F wird die Farbkomponente in dem Farbsignalinverter 154 invertiert, um das korrigierte gespeicherte

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Signal P¹ zu erzeugen. Dieses Bildsignal wird dem Pluseingang des Subtrahierers 30 zugeführt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 das gespeicherte Bildsignal F*¹ darstellt, dessen Farbsignalanteil invertiert ist und von dem das neue Bildsignal subtrahiert ist. Demgemäß stellt das Bilddifferenzsignal -ü F den negativen Wert der Störung in dem neuen Bildsignal F dar. Wenn das Bilddifferenzsignal Λ F von der Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88'·· verarbeitet wird, um das korrigierte Bilddifferenz signal <_i F¹ zu erzeugen, dann kann das erzielte negative Störsignal dem neuen Bildsignal F in dem Addierer hinzuaddiert werden, um das tatsächliche Ergebnis der Subtraktion der Störsignalkomponente von dem neuen Bildsignal F zu liefern.

Die Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88' " ist mit Ausnahme der Tatsache identisch mit der Bildsignal-Unterdrückungsschaltung 88, daß Verstärkungsregelungs-Verstärker 156-1 bis 156-104 an die Stelle der nichtlinearen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 gesetzt sind. Wie in Fig. 20 veranschaulicht, weist jeder Verstärkungsregelungs-Verstärker, wie beispielsweise der Verstärkungsregelungs-Verstärker 156-1, ein einstellbares Dämpfungsglied 158 und eine Steuerschaltung 160 auf. Das Signal S1 von der orthogonalen Transformationsschaltung wird parallel dem einstellbaren Dämpfungsglied 158 und der Steuerschaltung 160 zugeführt. Die Steuerschaltung gibt ein Steuersignal an das einstellbare Dämpfungsglied 158 in Abhängigkeit von der Amplitude des Signals S1 ab. Dadurch wird das Ausgangssignal S- des einstellbaren Dämpfungsgliedes 158 in Abhängigkeit von einer Zunahme der Amplitude des Eingangssignals S1 bedämpft.

In Fig. 21 ist der Verlauf der Verstärkung der Ver-

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stärkungsregelungs-Verstärker 156-1 bis I56-N veranschaulicht. Diese Verstärkung genügt folgenden Beziehungen:

^K = ß ⁺ 4r ' ^si⁽-<* ^- ^si - ⁰⁾ K=/3- -^- . S. ( O < S. £p<J

Wenn das Eingangssignal S. von Null aus zu positiven oder negativen Vierten hin ansteigt, nimmt die Verstärkung des Verstärkungsregelungs-Verstärkers 156-1 bis 156-N von einem Maximalwert fi> bei einem Null-Eingangssignal S^ auf Null ab. An dieser Stelle ist das Eingangssignal S. gleich plus oder minus (X . Damit lassen sich die Ausgangssignalamplituden der betreffenden Ausgangssignale S-, bis S- der Verstärkungsregelungs-Verstärker 156-1 bis 156-4 wie folgt angeben:

S₁ · (0 + _*_ · S₄) (-oC£=S. S 0)

^Si

(ß - _t_ ■ S₁) ( 0 ^S₁ ^oC)

Damit ist die Eingangssignal-Ausgangssignal-Beziehung der Verstärkungsregelungs-Verstärker 156-1 bis 156-4 eine quadratische Funktion, wie dies in Fig. 22 veranschaulicht ist.

Aufgrund der durch die Verstärkungsregelungs-Verstärker 156-1 bis 156-4 eingeführten Kennlinien wird die Störungsherabsetzung in dem Bildsignal unabhängig vom Auftreten der Eingangssignale S₁ bis S^ gesteuert, ohne daß ein externes Steuersignal, wie von einem Bereichsänderungsdetektor 46 (Fig. 7) erforderlich ist. Damit ist der Aufbau einer vereinfachten Schaltungsanordnung ermöglicht.

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MM

In Fig. 23 ist eine Ausführungsform eines Farbsignalinverters 154 gezeigt, der bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 19 verwendet werden kann. Das gespeicherte Bildsignal F, welches eine Leuchtdichtekomponente Y zuzüglich einer Farbkomponente C enthält, wird einem Eingang einer Verzögerungsschaltung 162 zugeführt, die eine Verzögerungsdauer von einem Horizontal-Intervall H aufweist. Außerdem wird das betreffende Bildsignal einem Eingang eines Addierers 164 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 162 wird einer Verzögerungsschaltung 166 zugeführt, die ebenfalls eine Verzögerungsdauer von einem Horizontal-Intervall H aufweist. Kerner wird das betreffende Ausgangssignal einem Pluseingang eines Subtrahierers 168 zugeführt. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 166 wird einem Eingang eines Addierers 164 und einem Eingang einer Kompensations-Verzögerungsschaltung 170 zugeführt. Das Ausgangssignal der Kompensations-Verzögerungsschaltung 170 wird einem Eingang eines Addierers 172 zugeführt. Das Ausgangssignal des Addierers 164 wird in einer Dividierschaltung 174 durch zwei dividi<. rt, und das dadurch sich ergebende Signal wird dem Minuseingang des Subtrahierers zugeführt. Das Ausgangssignal des Subtrahierers 168 wird einem Eingang eines Bandpaßfilters 176 zugeführt, welches unerwünschte Frequenzen aus dem Ausgangssignal des Subtrahierers 168 beseitigt und das sich ergebende gefilterte Signal einem Eingang des Addierers 172 zuführt.

Da die Phase der Farbkomponente C in dem gespeicherten Bildsignal V von Zeile zu Zeile wechselt, enthält das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 166, welches um die Dauer von zwei Horizontal-Intervallen H verzögert worden ist, eine Farbkomponente C, die dieselbe Phasenlage aufweist wie die Farbkomponente C des gespeicherten Bildsignals F. Wenn das gespeicherte Bildsignal 7 und das Ausgangssignal der Verzögerungs-

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schaltung 166 in dem Addierer 164 addiert werden, dann stellt das Ausgangssignal dieses Addierers ein Signal dar, welches die zweifache Amplitude der Amplitude des gespeicherten Bildsignals F¹ aufweist. Wenn dieses Signal in der Dividierschaltung 174 durch zwei dividiert wird, ist das Ergebnis auf die mittlere Bildsignalamplitude Y' zuzüglich C normalisiert. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 162 weist eine Leuchtdichtekomponente Y und eine invertierte Farbkomponente -C auf. Wenn dieses Signal dem Subtrahierer zugeführt wird, heben sich die Leuchtdichtekomponente Y und die mittlere Leuchtdichtekomponente -Y auf, und die Farbkomponenten C werden mit negativem Vorzeichen zusammen addiert. Dies führt zur Abgabe eines negativen

Farbsignals mit einer Amplitude, die dem Zweifachen der normalen Amplitude (-2C) entspricht. Wenn dieses Signal dem Addierer 172 zugeführt wird, in welchem dieses Signal zu dem Signal Y zuzüglich C von der Verzögerungsschaltung 166 addiert wird, dann wird ein korrigiertes gespeichertes Bildsignal F¹ mit einer positiven Leuchtdichtekomponente Y und einer negativen Farbkomponente -C erhalten. Es dürfte einzusehen sein, daß dadurch die Farbkomponente sowohl des neuen Bildsignals F als auch des korrigierten gespeicherten Bildsignals F¹ in dieselbe Phase gebracht wird. Diesjermöglicht somit die Subtraktion der betreffenden Komponenten in dem Subtrahierer 30 zum Zwecke der Lieferung eines Bilddifferenzsignals Δ F, welches sowohl die Subtraktion der Leuchtdichtekomponente Y als auch der Farbkomponente C des neuen Bildsignals F und des gespeichorten Bildsignals F (Fig. 19) einschließt.

Durch die Erfindung ist also ein rekursives System zur Störunge- bzw. Rauschverminderung für ein Fernsehsystem geschaffen, wobei die räumliche Korrelation in einem Bilddifferenzsignal ausgenutzt wird ,indem durch eine elementweise Subtraktion eines eintreffenden Bildsignals von

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entsprechenden Bildelementen eines relativ störungs- bzw. rauschfreien gespeicherten Bildsignales vorgenommen wird, um die Störung bzw. das Rauschen in dem Bildsignal zu reduzieren. Die räumliche Korrelation wird dazu herangezogen, die Komponenten des Bilddifferenzsignals zu unterdrücken, die auf bitweise Änderungen in dem Bildsignal zurückgehen, welches aus der Bewegung in der Szene resultiert. Auf diese V/eise wird ein Signal erzeugt, welches weitgehend nur die Störung in dem eintreffenden Bildsignal enthält. Das so gewonnene Störbzw. Rauschsignal wird von dem eintreffenden Bildsignal unter Erzeugung eines in der Störung bzw. im Rauschen verminderten Ausgangssignals subtrahiert, welches zur Anzeige oder zur Aufzeichnung dient. Das in der Störung bzw. im Rauschen verminderte Ausgangssignal und das eintreffende Bildsignal werden in sich ändernden Verhältnissen zusammenaddiert, und zwar entsprechend dem Betrag der ermittelten szenenweisen Bewegung. Die Summe wird für eine nachfolgende Behandlung des neu eintreffenden Bildsignals abgespeichert.

er Patentanwalt

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Claims (24)

1. Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MCNCHEN 22 Di pi.-I ng. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

   Dr.rer. not. W. KÖRBER °® ⁽⁰⁸⁹⁾ ' ²⁹ " "

   Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS

   PATENTANWÄLTE 29381

   Patentansprüche

   System zur Herabsetzung von Störungen oder Rauschen in einem Bildsignal, welches aus einer aufeinanderfolgenden Vielzahl von Bildern besteht, die in Bildintervallen auftreten, mit einer Speichereinrichtung, die zumindest ein Bild des Bildsignals während zumindest eines ganzzahligen Vielfachen der Bildintervalle zu speichern vermag, mit einer Subtrahiereinrichtung, die entsprechende Elemente eines neuen Bildes des Bildsignals und des in der Speichereinrichtung gespeicherten zumindest einen Bildes zur Lieferung eines Bilddifferenzsignals subtrahiert, mit einer nichtlinearen Einrichtung, die derart betrieben ist, daß sie das Bilddifferenzsignal in Abhängigkeit von einer Bildeigenschaft unter Lieferung eines korrigierten Bilddifferenzsignals zu modifizieren gestattet, und mit einer Verknüpfungsschaltung, die das korrigierte Bilddifferenzsignal mit dem neuen Bild unter Erzeugung eines hinsichtlich Störungen bzw. Rauschen verminderten Bildsignals zu kombinieren gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signaltransformationsschaltung (90,90*) vorgesehen ist, die derart betrieben ist, daß sie das Bilddifferenzsignal (^F) in eine Vielzahl von Bildsignalkomponenten (S.-.-S. ) transformiert, die entsprechend einer Charakteristik des Bilddifferenzsignal {Δ F) voneinander verschieden sind,

   daß die nichtlienare Einrichtung durch eine Vielzahl von nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n; 156-1 bis 156-4) gebildet ist, deren jede derart betrieben ist, daß eine der in einer Vielzahl vorgesehenen

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   ~²~ 2936130

   Bildsignalkomponenten (S₁₁ - S_in) unter Lieferung einer Vielzahl von modifizierten Bildsignalkomponenten (Sq₁ - Sq.) modifizierbar ist, daß eine Signal-Rekombinationsschaltung (9A) vorgesehen ist, die derart betrieben ist, daß sie die modifizierten Bildsignalkomponenten (S_Q1 - S_Q,) in das korrigierte Bilddifferenzsignal(^F¹J zurücktransformiert ,

   und daß eine Verknüpfungseinrichtung (44,36) vorgesehen ist, die das korrigierte Bilddifferenzsignal iuF) mit dem neuen Bild des Bildsignals (F) unter Erzeugung eines hinsichtlich Störungen bzw. Rauschen verminderten Bildsignals (F¹) verknüpft.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung einen Bildspeicher (32) enthält, der zumindest eines der in einer Vielzahl aufeinanderfolgender Bilder (F) zu speichern vermag.
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Signalzuführungsschaltungen (34·, 36, 38, 84) vorgesehen sind, die eine proportionierte Mischung des hinsichtlich Störungen verminderten Bildsignals (F¹) und des neuen Bildes (F) des Bildsignals an den Bildspeicher (32) zum Zwecke der Einspeicherung abgeben.
4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereichsänderungsdetektor (46) vorgesehen ist, der eine bildweise Änderung in zumindest einem Bereich der Vielzahl von Bildern feststellt, und daß eine Steuerschaltung (76) vorgesehen ist, die das Verhältnis (K) der proportionierten Mischung in Abhängigkeit von der bildweisen Änderung steuert.
5. 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen

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   Einrichtungen (92-1 bis 92-n) durch den Bereichsänderungsdetektor (46) derart steuerbar sind, daß durch diese Steuerung der Umfang modifizierbar ist, in welchem die betreffende Vielzahl vpn Bildsignalkomponenten (S₁₁ - S_in) modifiziert wird.
6. 6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereichsänderungsdetektor (46) zumindest einen

   • Bereichs-Summiereinrichtung (50,54) aufweist, mit deren Hilfe die Bilddifferenzsignale ( J F) entsprechend einem Bereich der Vielzahl von Bildern (F) summiert werden.
7. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereichsänderungsdetektor (46) eine erste Bereichs-Summiereinrichtung (50), die ein erstes geglättetes Signal (L₁UF)), welches eine Summe des Bilddifferenzsignals {A F) in dem betreffenden Bereich umfaßt, erzeugx, eine Absolutwert-Schaltung (52) zur Erzeugung eines Absolutwertsignals (Jl₁ ( Δ F)|) in Abhängigkeit von einem Absolutwert des betreffenden ersten geglätteten Signals und eine zweite Bereichs-Summiereinrichtung ( 54) aufweist, die derart betrieben ist, daß sie eine weitere Glättung des Absolutwert-Signals vornimmt.
8. 8. System nach Anspruch 1, wobei das Bildsignal eine Farbkomponente und eine Leuchtdichtekomponente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbsignalinverter (154) vorgesehen ist, der die Farbkomponente des Bildes aus der Speichereinrichtung (32) zu invertieren vermag.
9. 9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltransformationsschaltung (90) einen Serien/Parallel-Wandler (96) enthält, der zumindest eine Vielzahl von Teilen des Bilddifferenzsignals (4

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   in eine Vielzahl paralleler Signale (S₁₁ - S^) umsetzt, und daß eine orthogonale Transformationsschaltung (98) vorgesehen ist, die die betreffende Vielzahl paralleler Signale (S₁₁ - S.. ) in eine Vielzahl von Bildsignalkomponenten (S¹^₁ - S¹.,) transformiert.
10. 10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n) zumindest eine Begrenzerschaltung enthalten.
11. 11. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n) zumindest eine Kernschaltung enthalten.
12. 12. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n) zumindest eine Abtrennschaltung enthalten.
13. 13. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die orthogonale Transformationsschaltung (98) eine Hadamard-Transformationsschaltung enthält.
14. 14. System nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Rekombinationsschaltung (94) eine zweite Hadamard-Transformationsschaltung (100) enthält.
15. 15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekobminationsschaltung (94) einen Parallel-Serien-Wandler (102) aufweist, der ein Ausgangssignal der zweiten Kadamard-Transformationsschaltung (100) in das korrigierte Bilddifferenzsignal {A F¹) umsetzt.

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16. 16. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereichsänderungsde_tektor (46) vorgesehen ist, der eine bildweise Änderung in dem Bildsignal festzustellen gestattet, und daß eine Steuerschaltung (58) vorgesehen ist, die die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n) in Abhängigkeit von der ermittelten Änderung steuert.
17. 17. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlienaren Einrichtungen zumindest einen Verstäitangsregelungs-Verstärker (156-1 bis 156-4) mit einer Verstärkung (/3±,eS_i) aufweisen, die umgekehrt proportional einer Signalstärke (S₁) zumindest eines Teiles der Vielzahl von Bildsignalkomponenten (S"^ - S".^) ist.
18. 18. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild zumindest erste und zweite benachbarte horizontale Bildzeilen aufweist, daß die Signaltransformationsschaltung (90) einen Serien-Parallel-Wandler (96) enthält, der zumindest erste und zweite Bildabtastproben (a₁ - a,,, b₁ - b^, C₁ - C₂) von ersten und zweiten Positionen auf der ersten Zeile sowie zumindest dritte und vierte Bildabtastproben (a, - a, , bc - bg, c-* - cj von dritten und vierten Positionen auf der zweiten Bildzeile bereitzustellen vermag,und daß die erste Position und die dritte Position sowie die zweite Position und die vierte Position einander benachbart sind.
19. 19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Position und die zweite Position sowie die dritte Position und die vierte Position aneinander^ grenzen.

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20. 20. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildsignal (F) ein digitalisiertes Bildsignal ist, welches in einem Abtastintervall (T) abgetastet worden ist, welches mit dem Vierfachen der Frequenz eines Farbfernsehsignal-Hilfsträgers auftritt, und daß die ersten und zweiten bzw. die dritten und vierten Bildabtastproben aus nicht aneinander angrenzenden Abtastintervallen entnommen sind, die um ein Abtastintervall (T) getrennt sind.
21. 21. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaltransformationsschaltung (90, 90·), die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n; 156-1 bis 156-4) und die Signal-Rekombinationsschaltung (94) eine Bildunterdrückungsschaltung (88;88·;88") bilden, mit deren Hilfe das Bild in dem Bilddifferenzsignal (4F) unterdrückbar ist, wobei das korrigierte Bilddifferenz signal (AF¹) nahezu nur die der Störung in dem neuen Bild (F) entsprechende Störung enthält.
22. 22. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereichsänderungsdetektor (46) vorgesehen ist, der auf das Auftreten des Bilddifferenzsignals (A F) hin ein Änderungssignal in Abhängigkeit von der bildweisen Änderung innerhalb eines Bereiches des Bilddifferenzsignals nahe der Elemente liefert, die von dem Subtrahierer (78) verarbeitet werden, daß die Signaltransformationsschaltung (98), eine nichtlineare Schaltungsanordnung (92,92';156-1 bis 156-4) und eine Signal-Rekombinationsschaltung (94) eine Bildunterdrückungsschaltung (88; 88'; 88") bilden, daß die Signaltransformationsschaltung (90) eine orthogonale Transformationsschaltung (90; 90·) aufweist, die zur Erzeugung einer Vielzahl paralleler

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    orthogonal transformierter Signalkomponenten (S¹^₁ - S"_iZf) des Bilddifferenzsignals (4F) dient, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen (92-1 bis 92-n) auf das Auftreten des Änderungssignals hin die Weiterleitung eines der in einer Vielzahl vorgesehenen parallelen orthogonal transformierten Signalkomponenten (S¹¹^₁ - S".. ) jeweils steuern, wobei durch eine Änderung hervorgerufene Komponenten beseitigt sind, daß die Signalrekombinationsschaltung (94) eine orthogonale Rücktransformationsschaltung (100) enthält, mit deren Hilfe eine orthogonale Rücktransformation der Vielzahl paralleler orthogonal transformierter Signalkomponenten (S₀₁ - Sqi) von der Vielzahl nichtlinearer Einrichtungen (92-1 bis 92-n) in das korrigierte Bilddifferenzsignal (^F¹) vornehmbar ist, welches dem Bilddifferenzsignal ( .4F) entspricht, aus dem die durch Änderungen hervorgerufenen Komponenten beseitigt sind, daß die Verknüpfungseinrichtung durch eine Subtrahiereinrichtung (44) gebildet ist, die das korrigierte BilddifferenzsignalίΔF') von dem neuen Bild (F) zu subtrahieren gestattet und die das hinsichtlich Störungen bzw. Rauschen verminderte Bildsignal (F') zu liefern vermag, und daß Proportionierungsschaltungen (34'> 36» 38, 84,86) vorgesehen sind, die auf das Auftreten des Änderungssignals hin ein proportionales Gemisch aus dem neuen Bild (F) und dem hinsichtlich Störungen verminderten Bild (F*) an die Speichereinrichtung (32) zur Einspeicherung abgeben.
23. 23. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Vielzahl vorgesehenen nichtlinearen Einrichtungen eine Vielzahl von Verstärkungsregelungs-Verstärkern (156-1 bis 156-4) umfassen, daß die Signal-

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    transformationsschaltung (90; 90') eine orthogonale Transformationsschaltung (98,90·) aufweist, mit deren Hilfe eine Vielzahl paralleler orthogonal transformierter Signalkomponenten (S",.. bis S^M.^) des Bilddifferenzsignals (.4F) erzeugt wird, daß jeder der in einer Vielzahl vorgesehenen Verstärkungsregelungsverstärker (156-1 bis 156-4) derart betrieben ist, daß seine Weiterleitung eines der in einer Vielzahl vorgesehenen paraUslen orthogonal transformierten Signalkomponenten (S¹¹J* bis S".^) gesteuert ist, derart, daß durch Änderungen hervorgerufene Komponenten beseitigt sind, und daß in der Signalrekombinationsschaltung (94) eine orthogonale Rücktransformationsschaltung (100) für eine orthogonale Transformation der Vielzahl paralleler orthogonal transformierter Signalkomponenten (S₀₁-S₀-) von der Vielzahl der Verstärkungsregelungs-Verstärker (156-1 bis 156-4) in das korrigierte Bilddifferenzsignal ( AF¹ ) vorgesehen ist, wobei dieses korrigierte Bilddifferenzsignal dem Bilddifferenzsignal (üF) entspricht, aus dem die durch Änderungen hervorgerufenen Komponenten beseitigt sind.
24. 24. System nach Anspruch 23, wobei das Bildsignal (F) eine Farbkomponente (C) und eine Leuchtdichtekomponente (Y) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbsignalinverter (154) vorgesehen ist, der die Farbkomponente (C) des in der Speichereinrichtung (32) gespeicherten Bildes (F) zu invertieren gestattet, bevor das Bilddifferenzsignal (Δ F) erzeugt wird.

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