DE3150008A1

DE3150008A1 - System for reducing noise in a television signal

Info

Publication number: DE3150008A1
Application number: DE19813150008
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6100 Darmstadt Illetschko
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3150008C2

Abstract

In this system, the distinction between motion signal and noise is improved. For this purpose, a noise-reduced motion signal is derived from the amount of the difference of the signals directly in front and after the frame delay.

Description

System zur Verminderung des Rauschens in einem Fern-System for reducing noise in a remote

sehsignal Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind bereits Systeme zur Verminderung des Rauschens in Fernsehsignalen bekannt, bei welchen die Fernsehsignale um eine Bildperiole verzögert und nach Bewertung mit einem Korrekturfaktor den ebenfalls bewerteten unverzögerten Fernsehsignalen hinzuaddiert werden. Die Wirkung dieser bekannten Systeme beruht darauf, daß Unterschiede von einem Bernsehvollbild zum folgenden ausgemittelt werden. Diese Mittelung hat jedoch nicht nur die erwünschte Rauschreduzierung, sondern auch eine Bewegungsunschärfe zur Folge. Es ist daher erforderlich, bei Bewegungen die Wirkung der Mittelung herabzusetzen. Es sind also Mittel vorzusehen, welche eine Unterscheidung zwischen den durch das Rauschen bedingten Unterschieden und Bewegungen ermöglichen.Sehsignal PRIOR ART The invention is based on a system according to the genre of the main claim. Systems are already in place to reduce the Known noise in television signals, in which the television signals around a picture periole delayed and after evaluation with a correction factor the also evaluated are added to instantaneous television signals. The effect of this well-known Systems is based on the fact that there are differences from one frame to the next averaged will. However, this averaging not only has the desired noise reduction, but also result in motion blur. It is therefore necessary when moving reduce the effect of the averaging. So there are means to be provided which a distinction between the differences due to the noise and Enable movements.

Hierzu ist es bekannt (US-PS 4,058,836), die Differenz zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Fernsehsignal zu bilden und das Brgebnis über eine Schwellwertschaltung zu leiten. Dabei geht man davon aus, daß das Rauschen im Fernsehsignal relativ gering ist, während sich bei Bewegungen größere Differenzen ergeben, welche weitergeleitet werden und das System zur Verminderung des Rauschens derart steuern, daß deren Wirkung vermindert wird. Diese Systeme haben den Nachteil, daß Bewegungen in kontrastarmen Szenen nicht berücksichtigt werden und damit wie das Rauschen dem Reduktionsvorgang unterworfen werden. Somit erscheinen sich bewegende Kanten unscharf.For this purpose it is known (US-PS 4,058,836), the difference between the instantaneous and delayed television signal and the result over to conduct a threshold circuit. It is assumed that the noise in the television signal is relatively small, while there are greater differences in movements which are forwarded and the noise reduction system control so that their effect is reduced. These systems have the disadvantage that movements in low-contrast scenes are not taken into account and thus how the noise are subjected to the reduction process. Thus, moving ones appear Blurred edges.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung (DE-OS 29 37 284) wird davon ausgegangen, daß kleine Bilddetails in Bewegungen vom Auge nicht erfasst werden können. Ein Tiefpaß für das Bewegungssignal in Horizontalrichtung und/oder Vertikalrichtung unterdrückt die entsprechenden Rauschanteile im Bewegungssignal. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß bei geringer Tiefpaßfilterung Rauschspitzen auf das Maß der Rauschunterdrückung wirken, weil sie als Bewegung erkannt werden. Die Rauschreduzierung wird in diesem Fall vom Rauschen selbst gesteuert und ergibt im Bild eine grobkörnige Strukturstörung, die ggf. mehr stört, als das ursprüngliche Rauschen. Bei starker Tiefpaßfilterung werden Bewegungsdetails unterdrückttund ein Schärfeverlust in bewegten Bildteilen wird sichtbar.In another known arrangement (DE-OS 29 37 284) it is assumed that small image details in movements are not captured by the eye can. A low-pass filter for the movement signal in the horizontal direction and / or vertical direction suppresses the corresponding noise components in the motion signal. This well-known Arrangement has the disadvantage that noise peaks occur in the case of low low-pass filtering the level of noise reduction work because they are detected as motion. the In this case, noise reduction is controlled by the noise itself and results in im Picture a coarse-grained structural disorder, which may be more disturbing than the original noise. With strong low-pass filtering, movement details are suppressed a loss of sharpness in moving parts of the image becomes visible.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde ferner bei einem System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernsehsignal mit einem Vollbildspeicher und einem Bewegungsdetektor bereits vorgeschlagen (DE-Anmeldung P 31 21 597), das die Bewegung darstellende Signal über einen Tiefpaß und/ oder eine Schwellwertschaltung zu leiten, dessen Grenzfrequenz bzw. deren Schwellwert als Funktion der Rauschamplitude steuerbar ist. Damit wird erreicht, daß bei kleiner Rauschamtlitude im Eingangssignal keine störenden Bewegungsunschärfen auftreten, während bei größeren Rauschamplituden eine Eigensteuerung der Rauschreduzierung durch das Rauschen selbst verhindert wird. Hierbei muß å jedoch bei einem hohen Rauschanteil ein Verlust von Detailauflösung In bewegten Bildteilen in Kauf genommen werden.To avoid these disadvantages, a system for Reduction of noise in a television signal with a frame memory and a motion detector already proposed (DE application P 31 21 597) that the Signal representing movement via a low-pass filter and / or a threshold value circuit to conduct its cutoff frequency or its threshold value as a function of the noise amplitude is controllable. This ensures that with a small noise amplitude in the input signal no disturbing motion blurring occurs, while with larger noise amplitudes self-control of the noise reduction is prevented by the noise itself. However, if there is a high proportion of noise, there must be a loss of detail resolution To be accepted in moving parts of the picture.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei einem hohen Rauschanteil im Fernsehsignal ein Verlust von Detailauflösung in bewegten Bildteilen infolge des rauschreduzierten Bewegungssignals nicht mehr auftritt.Advantages of the invention The system according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that even with a high Noise component in the television signal a loss of detail resolution in moving parts of the picture no longer occurs due to the noise-reduced motion signal.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing.

dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild des erflndungsgemaßen Systems, Fig. 2 ein Blockschaltbild des darin enthaltenden Bewegungsdetektors.and explained in more detail in the following description. The figures show: FIG. 1 a block diagram of the system according to the invention, FIG. 2 a Block diagram of the motion detector contained therein.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Fig. 1 liegt das Fernsehsignal, dessen Rauschanteil reduziert werden soll, an Klemme 1. über die Addierschaltung 2 gelangt es zu einer Verzögerungseinrichtung 3, welche das Fernsehsignal um die Dauer eines Vollbildes (t2V) verzögert. Derartige Verzögerungseinrichtungen sind hinreichend bekannt und werden in vorteIlhafter Weise mit Hilfe eines digitalen Vollbildspeichers realisiert. Das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 3 anstehende verzögerte Signal wird zu einer Subtrahierschaltung 4 geführt, mit deren Hilfe von dem verzögerten Signal das an Klemme 1 anliegende unverzögerte Signal subtrahiert wird. Der Ausgang der Subtrahierschaltung 4 ist über eine Multiplizierschaltung 6 mit einem weiteren Eingang der Addierschaltung 2 verbunden. Somit wirkt die aus den Schaltungen 2, 3, 4, 6 bestehende Anordnung als sogenanntes rekursive Filter, welches die nicht von Vollbild zu Vollbild wiederkehrenden Signalamplituden mittelt und somit reduziert.Description of the exemplary embodiment In Fig. 1 is the television signal, whose noise component is to be reduced, at terminal 1 via the adder circuit 2 it comes to a delay device 3, which the television signal by the Duration of a full image (t2V) delayed. Such delay devices are well-known and advantageous with the help of a digital Realized frame memory. The pending at the output of the delay device 3 delayed signal is fed to a subtraction circuit 4, with the help of The undelayed signal at terminal 1 is subtracted from the delayed signal will. The output of the subtracter circuit 4 is via a multiplier circuit 6 is connected to a further input of the adder circuit 2. So it works the circuits 2, 3, 4, 6 existing arrangement as a so-called recursive filter, which averages the signal amplitudes that do not recur from frame to frame and thus reduced.

Durch einen der Multiplizierschaltung 6 zugeführten Faktor k wird der Grad dieser Mittelung bestimmt. JC mehr sich k dem Wert 1 nähert, desto stärker ist die Wirkung des Filters, um so größer ist also die Zeit, über die die Mittelung (Integration) erfolgt. An der Klemme 7 kann das Fernsehsignal mit reduziertem Rauschen abgenommen werden. Bei unbewegten Bildern ist eine praktisch unbegrenzte Rauschreduzierung möglich, wenn eine beliebig lange Integration stattfindet.By a factor k supplied to the multiplier circuit 6 the degree of this averaging is determined. JC more k approaches the value 1, the stronger the effect of the filter, the greater the time over which the averaging (integration) takes place. The television signal can be connected to terminal 7 can be picked up with reduced noise. One is useful for still images Unlimited noise reduction possible if integration is of any length.

Bei bewegten Bildern führt die Integration jedoch zu Unschärfen an Kanten, so daß sie zu vermindern ist, wenn im Bild Bewegungen auftreten. Hierzu ist ein sogenannter Bewegungsdetektor 8 vorgesehen, welchem ebenfalls das an Klemme 1 liegende Fernsehsignal zugeführt wird. Der Ausgang des Bewegungsdetektors 8 ist mit dem Eingang einer Schaltung 9 zur Erzeugung des Korrekturfaktors k verbunden.In the case of moving images, however, the integration leads to blurring Edges, so that it is to be reduced when there is movement in the picture. For this a so-called motion detector 8 is provided, which is also connected to the terminal 1 lying television signal is supplied. The output of the motion detector 8 is connected to the input of a circuit 9 for generating the correction factor k.

Die Schaltung des Bewegungsdetektors 8 ist in Fig. 2 dargestellt. Diese besteht im wesentlichen ebenfalls aus einer Schaltung zur Rauschverminderung, wobei das Eingangssignal von Klemme 1 in Fig. 1 über die Klemme 11 in Fig.The circuit of the motion detector 8 is shown in FIG. This essentially also consists of a circuit for noise reduction, where the input signal from terminal 1 in Fig. 1 via terminal 11 in Fig.

2 der Rauschverminderungsschaltung zugeführt wird. Dieses Signal wird ebenfalls über eine weitere Addierstufe 12 einer Verzögerungseinrichtung 13, welche das Signal um die Dauer eines Vollbildes verzögert, zugeführt. Das verzögerte Signal wird nunmehr einer weiteren Subtrahierstufe 14 zugeleitet, mit deren Hilfe von dem verzögerten das unverzögerte Signal subtrahiert wird. Der Ausgang der Subtrahierstufe 14 ist über eine weitere Nultiplizierschaltung 16 mit dem anderen Eingang der Adderschaltung 12 verbunden. Der ultiplizierschaltung 16 wird ebenfalls ein Faktor k zur Mittelung zugeführt. Die Schaltung 19 zur Korrekturfaktorerzeugung wird von einem Hilfsbewegungsdetektor 18 angesteuert. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Differenzbildungseinrichtung, mit deren Hilfe die Differenz zwischen dem unverzögerten und dem um ein Vollbild verzögerten Signal gebildet wird. Da die Beeinflussung auf die Rauschverminderung vom Vorzeichen der Änderunffl des Bildinhalts unabhängig sein soll, wird von der Differenz im Bewegungsdetektor 18 der Betrag gebildet. Je nach Größe der Änderung wird in der Schaltung 19 ein Korrekturfaktor k für den Grad der Rauschreduzierung erzeugt.2 is fed to the noise reduction circuit. This signal will also via a further adder 12 of a delay device 13, which the signal delayed by the duration of one frame, supplied. The delayed signal is now fed to a further subtraction stage 14, with the help of which from the delayed the undelayed signal is subtracted. The output of the subtracter 14 is connected to the other input of the adder circuit via a further multiplier circuit 16 12 connected. The multiplier 16 also uses a factor k for averaging fed. The circuit 19 for the correction factor generation is controlled by an auxiliary motion detector 18th controlled. This essentially consists of a difference formation device, with the help of which the difference between the undelayed and the one full image delayed signal is formed. Since influencing the noise reduction is to be independent of the sign of the change in the image content, the Difference in the motion detector 18 is the amount. Depending on the size of the change a correction factor k for the degree of noise reduction is established in the circuit 19 generated.

Nit dieser bisher beschriebenen Schaltung ist es möglich, an den Punkten 21 und 22 ein unverzögertes und ein um eine Bildperiode verzögertes Fernsehsignal mit reduziertem Rauschen abzunehmen und je einem Eingang einer Differenz- und Absolutwertbildungsschaltung 23 zuzuführen. Am Ausgang 24 dieser Schaltung 23 ist dann ein rauschvermindertes Bewegungasignal abnehmbar, mit welchem die Korrekturfaktorerzeugung der Schaltung 9 in Fig. 1 gesteuert werden kann.With the circuit described so far, it is possible at the points 21 and 22 show an undelayed television signal and a television signal delayed by one frame period with reduced noise and one input each for a difference and absolute value formation circuit 23 feed. At the output 24 of this circuit 23 is then a noise-reduced Movement signal removable, with which the correction factor generation of the circuit 9 in Fig. 1 can be controlled.

Durch die Anwendung eines rauschvermincerten Bewebungssignals zur Korrekturfaktorerzeugung wird m ausgang 7 von Fig. 1 ein Fernsehsignal mit reduziertem Rauschen und verminderten Nachzieh- und Verschleppungseffekten erhalten.By using a noise-reduced motion signal for Correction factor generation is m output 7 of FIG. 1, a television signal with a reduced Preserved noise and reduced dragging and dragging effects.

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Claims

AnsDrüche 1. System for reducing noise in a television signal, in which the television signal is delayed by one frame period and the delayed and Instantaneous television signal after subtraction and weighting with a correction factor is added to the undelayed Bern view signal and for which a movement signal is also added is generated, which is used to form the correction factor, thereby characterized in that the motion signal is from two consecutive frame periods belonging already noise-reduced television signals is derived.

2. System according to claim 1, characterized in that the movement signal of a noise reduction system by differentiating and taking absolute values from that delayed by one frame period and the weighted difference signal and the undelayed Television signal pbi: -the sum signal is generated.