DE3234178C2

DE3234178C2 -

Info

Publication number: DE3234178C2
Application number: DE3234178A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 6105 Ober-Ramstadt De Poetsch; Gerhard 6100 Darmstadt De Illetschko
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1991-09-19
Also published as: DE3234178A1; US4581642A; JPH0574266B2; JPS5966273A

Description

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind bereits Systeme zur Verminderung des Rauschens in Fernsehsignalen bekannt (siehe z. B. Zeitschrift "Broadcast Engineering", November 1980, S. 42 ff), bei welchen die Fernsehsignale um eine Bildperiode 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 Fernseh-Vollbild zum folgenden ausgemittelt werden. Diese Mittelung hat jedoch nicht nur die erwünschte Rauschverminderung, sondern auch eine Bewegungsunschärfe zur Folge. Es ist daher erforderlich, bei Bewegungen die Wirkung der Mittelung herabzusetzen. Hierzu sind Mittel (sog. Bewegungsdetektor) vorgesehen, welche eine Unterscheidung zwsichen den durch das Rauschen bedingten Unterschieden und Bewegungen ermöglichen (GB 20 30 027).

Bei Verwendung eines solchen bekannten Systems in Bildsignalgebern (z. B. Magnetaufzeichnungsanlagen, Filmabtastern usw.), die es gestatten, die Bildwiederholrate, das ist die Anzahl der vom Bildsignalgeber wiederholt gelieferten Fernseh-Vollbilder für ein gespeichertes Eingangs-Vollbild, zu verändern (Zeitlupe, Zeitraffer, schneller Vor- und Rücklauf), würde sich somit auch das Maß der Rauschverminderung verändern. Bei Rauschverminderern, die nichtkorrelierte Störsignale (Rauschen) reduzieren, hängt das Maß der Verminderung bekanntlich von der Korrelation der Störsignale ab. Für rein statistisch verteiltes (nichtkorreliertes) Rauschen von Vollbild zu Vollbild wird die Rauschverminderung somit am größten. Bei einer Erhöhung der Bildwiederholrate, wie bei Zeitlupe, wird ein Bild mehrmals wiedergegeben. Signalinhalt und Störspannungen sind deshalb unverändert (korreliertes Rauschen), bis das nächste Bild erscheint, welches ebenfalls mehrmals wieder gegeben wird. Dadurch sinkt das Maß der Rauschver minderung.

Weiterhin wechseln bei der Bildwiedergabe sprunghaft Fernsehbilder mit korreliertem und nichtkorreliertem Rauschen wegen Wiederholung der zeitweise gespeicherten Bilder ab. Dieser sprunghafte Wechsel führt bei Verwendung eines Rauschverminderers zu sprunghaftem Wechsel des Rauschanteils, das heißt zu Rauschflickern (z. B. Filmkorn-Flimmern).

Aus der US 328 75 584 ist ferner eine Vorrichtung zur Rauschreduktion für Fernsehsignale bekannt, bei der über einen von außen zugänglichen Schalter die Rauschunterdrückung beeinflußt werden kann. Hierbei können jedoch lediglich von der Luminanzkomponente eines kammgefilterten Eingangs-Farbfernsehsignals bis zu vier aufeinanderfolgende Fernsehbilder in mehreren Spuren eines Plattenspeichers aufgenommen und auch sofort wiedergegeben werden. Von diesen aufgenommenen Fernsehbildern werden nun wahlweise je nach Stärke der Bewegung entweder zwei, drei oder vier Fernsehbilder jeweils mit gleicher Wertung addiert, um eine Rauschreduktion zu erreichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem System der eingangs genannten Art, welches für einen mit variabler Bildwiederholungsrate arbeitenden Bildsignalgeber benutzt werden soll, das Maß der Rauschverminderung unabhängig von der Bildwiederholrate zu erhalten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße System mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruch hat den Vorteil, daß die wirksame Rauschverminderung nicht verkleinert wird, sondern erhalten bleibt oder sogar noch vergrößert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß weder ein Rauschflickern noch eine größere Verschleppung der Bilddetails im Vergleich zu einer Bildwiederholrate für Normalwiedergabe auftreten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn bei mehrfacher Auslese des Fernsehsignals aus dem das Fernsehsignal verzögernden Bildspeicher das weitere in diesen Bildspeicher verhindert wird, wodurch eine weitere Fehlerfortpflanzung bei häufiger Rezirkulation des Bildsignals vermieden wird.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Rauschverminderers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Rauschverminderers in Verbindung mit einem Bildsignalgeber,

Fig. 3 Impulsdiagramme bei unterschiedlichen Bild wiederholraten.

Der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird bei 1 das Fernsehsignal zugeführt, dessen Rauschanteil reduziert werden soll. Über die Multiplizierschaltung 2 und die Addierschaltung 3 gelangt es zu einer Verzögerungseinrichtung 4, welche das Fernsehsignal um die Dauer eines Fernseh-Vollbildes verzögert. Derartige Verzögerungseinrichtungen sind hinreichend bekannt und werden in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines digitalen Vollbildspeichers realisiert. Das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 4 anstehende verzögerte Signal wird zu einem sogenannten Bewegungsdetektor 5 geführt, an dessen anderen Eingang das unverzögerte Signal von Klemme 1 liegt. Dieser Bewegungsdetektor 5 besteht im wesentlichen aus einer Subtrahierschaltung, mit deren Hilfe die Differenz zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Bildsignal gegeben wird. Der Ausgang des Bewegungsdetektors 5 ist mit dem einen Eingang einer Schaltung 6 zur Erzeugung eines Korrekturfaktors k für den Grad der Rauschreduzierung verbunden.

An den beiden Ausgängen der Schaltung 6 ist einerseits der Korrekturfaktor (1-k) und andererseits der Korrekturfaktor k abnehmbar. Der Faktor (1-k) wird der im Fernsehsignal zwischen Klemme 1 und Addierstufe 3 liegenden Multiplizierstufe 2 zugeführt, während der Faktor k dem einen Eingang einer weiteren Multiplizierstufe 7 zugeleitet wird, an deren anderen Eingang das verzögerte Bildsignal anliegt. Der Ausgang der einen Multiplizierstufe 2 ist mit dem einen Eingang der Addierstufe 3 und der Ausgang der weiteren Multiplizierstufe 7 mit dem zweiten Eingang der Addierstufe 3 verbunden. An der Ausgangsklemme 8 kann das Fernsehsignal mit reduziertem Rauschen abgenommen werden.

Bei Verwendung dieses an sich bekannten Rauschverminderers bei Bildsignalgebern mit variabler Bildwiederholrate, z. B. bei einem Filmabtaster, wird die Schaltung 6 zur Erzeugung des Korrekturfaktors erfindungsgemäß mit einer weiteren Information, nämlich über die Bildwiederholrate, beaufschlagt. An dem zweiten Eingang 10 der Schaltung 6 ist über mehrere Leitungen N eine Wählschaltung 9 für verschiedene Filmgeschwindigkeiten (z. B. 50 B/s, 25 B/s, 12,5 B/s, 6,25 B/s) angeschlossen. Mit Hilfe des Schalters 11 kann die gewünschte Filmgeschwindigkeit wählbar eingeschaltet werden, wodurch die Schaltung 6 eine entsprechende Information zur Veränderung des Korrekturfaktors k erhält.

Je niedriger die Filmgeschwindigkeit ist, das heißt je höher dadurch die Bildwiederholrate wird, desto größer wird auch der Korrekturfaktor k und somit auch der Anteil des aus der Einrichtung 4 an die Ausgangsklemme 8 gelangenden Fernsehsignals.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß bei sehr geringer Filmgeschwindigkeit, das heißt bei mehrfacher Auslese des Vollbildes aus der Einrichtung 4, der Faktor k auf "Eins" gesetzt wird, so daß das Ausgangssignal an Klemme 8 nur noch von der Einrichtung 4 geliefert wird. Bei dieser Rezirkulation des Bildsignals wird die Rauschverminderung nicht durch korreliertes Eingangsrauschen verschlechert.

In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Rauschverminderer nach Fig. 1 in Verbindung mit den zur Erklärung der Erfindung wesentlichen Teilen eines Bildsignalgebers dargestellt. In den Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Von dem Bildspeicher 21 eines Bildgebers, z. B. Filmabtaster, wird das zu verarbeitende Fernsehsignal über die Klemme 1 an den Rauschverminderer 2 bis 7 geleitet, an dessen Ausgangsklemme 8 das rauschverminderte Fernsehsignal abnehmbar ist. Vom Bildspeicher 21 aus ist auch der Korrekturfaktor k über Klemme 10 steuerbar. Außerdem ist an einen weiteren Eingang 22 der Schaltung 6 zur Korrekturfaktor-Erzeugung ein impulsförmiges Umschaltsignal anlegbar, welches von einer Umschalt-Logik 23 geliefert wird. Dieser Umschalt-Logik 23 wird vom Bildspeicher 21 an einen ersten Eingang 24 ein Signal zugeleitet, welches die Informationen über den Eingangsbildwechsel enthält, also z. B. beim Filmabtaster über den Filmbildwechsel. Einem zweiten Eingang 26 wird ein Signal zugeführt, welches bei wiederholter Auslese des Bildspeichers 21, beispielsweise bei Standbild wiedergabe, einen Sperrimpuls je Eingangsbildwechsel nach der Auslese von zwei Fernseh-Halbbildern enthält. Am dritten Eingang 27 der Logik 23 liegen die vertikalfrequenten Studiotaktimpulse an, wodurch die Logik 23 mit dem Studiotakt synchronisiert ist. Der Ausgang der Logik 23 der einerseits mit dem Eingang 22 der Schaltung 6 und andererseits mit dem Sperreingang 28 der Verzögerungseinrichtung 4 verbunden ist, gibt einen Umschaltimpuls ab zur Umschaltung der Korrekturfaktoren vom normalen Betriebswert auf "Eins" und gleichzeitiger Sperrung des Einschreibens der Verzögerungseinrichtung 4. Somit kann bei mehrmaligem Auslesen eines Fernsehbildes aus der Verzögerungseinrichtung 4 durch die Einschreibsperre kein Signal durch die Rezirkulation des Bildsignals in die Einrichtung 4 eingeschrieben werden, wodurch kein zusätzliches korreliertes Rauschen dem Fernsehsignal überlagert wird.

In Fig. 3 sind drei Möglichkeiten der Filmbildwiedergabe dargestellt, wobei in Fig. 3a die Darstellung der Filmwiedergabe bei Normalgeschwindigkeit, d. h. mit 25 Bildern pro Sek. und europäischer Fernsehnorm, in Fig. 3b eine Zeitlupenwiedergabe, d. h. mit 12,5 Bildern pro Sek. und europäischer Fernsehnorm und in Fig. 3c eine Filmbildwiedergabe bei Normalgeschwindigkeit des Filmes von 24 Bildern pro Sek. und einer Fernsehnorm von 525 Zeilen und 60 Bildwechsel pro Sek. dargestellt ist.

In Fig. 3a sind in der ersten Zeile die wiederzugebenden Filmbilder von 1 bis 5 eingezeichnet, welche mit den bei einer Normalgeschwindigkeit des Films von 25 Bildern pro Sek. und einer Fernsehnorm von 625 Zeilen pro Bild und 50 Bildwechseln pro Sek. mit je einem Fernseh-Vollbild übereinstimmen. In der Zeile 2 dieser Figur sind die am Eingang 24 der Logik 23 (Fig. 2) anliegenden Kennimpulse I_F dargestellt, welche am Anfang jeden Filmbildes einmal umgeschaltet werden. Bei dieser Filmbildwiedergabe wird der Korrekturfaktor k gemäß Zeile 3 dieser Figur immer in der normalen Betriebsweise gehalten.

Bei der in Fig. 3b dargestellten Filmbildwiedergabe wird ein Filmbild, von denen zwei in Zeile 1 dargestellt sind, durch jeweils zwei Fernseh-Vollbilder wiedergegeben. Die Dauer der Filmbildkennimpulse in Zeile 2 ist somit verdoppelt, so daß sie jeweils zwei Fernseh-Vollbilder umfassen. Dadurch wird der in Zeile 3 dargestellte Korrekturfaktor k vom jeweiligen Betriebswert nach der Abtastung eines Fernseh-Vollbildes auf den Wert "Eins" geschaltet.

In Fig. 3c werden die dargestellten vier Filmbilder bei der Wiedergabe von Filmen mit Normalgeschwindigkeit (24 Bilder pro Sek.) bei der amerikanischen Fernsehnorm (5235 Zeilen pro Bild und 60 Bildwechsel pro Sek.) jeweils unterschiedlich oft abgetastet. So wird das Filmbild 1 mit zwei Halbbildern abgetastet, während das Filmbild 2 mit drei Halbbildern abgetastet wird usw. Die dazu entsprechende Filmbildkennung ist wiederum in Zeile 2 dargestellt. Gemäß Zeile 3 erfolgt somit die Korrekturfaktorumschaltung vom normalen Betriebswert auf den Wert "Eins" jeweils zu Beginn des dritten Halbbildes bei der Abtastung des jeweiligen Filmbildes.

Claims

1. System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernsehsignal, bei welcher das Fernsehsignal um eine Bildperiode verzögert und das verzögerte Fernsehsignal nach Bewertung mit einem Korrekturfaktor dem ebenfalls bewerteten unverzögerten hinzuaddiert wird und bei welchem ferner durch Differenzbildung zwischen dem verzögerten und dem unverzögerten Fernsehsignal ein Bewegungssignal abgeleitet wird, welches zur Bildung des Korrekturfaktors herangezogen wird, für einen mit variabler Bildwiederholrate arbeitenden Bildsignalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß der ein Maß für die Integrationszeitkonstante durch Rückführung verzögerter Bildsignale darstellende Korrekturfaktor in Abhängigkeit der Bildwiederholrate des Bildsignalgebers beeinflußt wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherer Bildwiederholrate (Zeitlupe) der Korrekturfaktor vergrößert wird.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei niedrigerer Bildwiederholrate (Zeitraffer) der Korrekturfaktor verkleinert wird.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der wiederholten Auslese eines Eingangsbildes aus dem Bildsignalgeber infolge der höheren Bildwiederholrate der Korrekturfaktor auf "Eins" gesetzt wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Erkennen des Wechsels bei der Speicherung des Eingangsbildes im Bildsignalgeber der Korrekturfaktor nach zwei wiedergegebenen Fernseh-Halbbildern dieses Eingangsbildes auf "Eins" gesetzt wird.

6. System nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfacher Auslese des Fernsehsignals aus dem das Fernsehsignal verzögernden Bildspeicher das weitere Einschreiben in diesen Speicher verhindert wird.

7. System nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherer Bildwiederholrate (Zeitlupe) der Korrekturfaktor zwischen dem zur Bildwiederholrate für Normalwiedergabe (d. h. bei einmaliger Auslese jedes Bildes aus dem Bildspeicher) gehörenden Wert und "Eins" geschaltet wird.

8. System nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherer Bildwiederholrate (Zeitlupe) der Korrekturfaktor zwischen dem zu dieser höheren Bildwiederholrate gehörenden Wert und "Eins" geschaltet wird.

9. System nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherer Bildwiederholrate (Zeitlupe) der Korrekturfaktor zwischen dem zu dieser höheren Bildwiederholrate gehörenden Wert und "Eins" geschaltet wird.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung des Fernsehsignals um eine Bildperiode der Bildspeicher des Bildsignalgebers dient, welcher entsprechend ausgelesen wird.