DE3307687C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
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- Signal Processing (AREA)
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Description
Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Es sind bereits Systeme zur Verminde
rung des Rauschens in Fernsehsignalen bekannt, bei wel
chen 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 Fernsehvollbild zum folgenden
ausgemittelt werden. Diese Mittelung hat jedoch nicht nur
die erwünschte Rauschreduzierung, sondern auch ein Bewe
gungsunschärfe 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 Bewe
gungen ermöglichen.
Hierzu ist es bekannt (US-PS 40 58 836), die Differenz
zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Fernseh
signal zu bilden und das Ergebnis über eine Schwell
wertschaltung 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.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung (DE-OS 29 37 284)
wird davon ausgegangen, daß kleine Bilddetails in Bewe
gungen vom Auge nicht erfaßt werden können. Ein Tiefpaß
für das Bewegungssignal in Horizontalrichtung und/oder
Vertikalrichtung unterdrückt die entsprechenden Rauschan
teile 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 die
sem 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 unterdrückt, und ein Schärfever
lust in bewegten Bildteilen wird sichtbar.
Außerdem ist in der US-PS 42 42 704 ein System zur Verminderung des Rauschens
in einem Farbfernsehsignal beschrieben, bei dem mittels einr Rauschmeßschaltung
von der Rauschamplitude des Eingangssignals ein Steuersignal abgeleitet wird,
welches direkt bzw indirekt über einen Bewegungsdetektor auf eine variable
Dämpfungs- oder Bewertungseinrichtung einwirkt. Auch hierbei wird also die
als Rauschreduzierung wirkende Bewertungseinrichtung im wesentlichen vom
Rauschen selbst gesteuert.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es ferner bei einem
System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernseh
signal mit einem Vollbildspeicher und einem Bewegungs
detektor bereits bekannt (DE-OS 31 21 597), das die Be
wegung darstellende Signal über einen Tiefpaß und/oder
eine Schwellwertschaltung zu leiten, dessen Grenzfre
quenz bzw. deren Schwellwert als Funktion der Rausch
amplitude steuerbar ist. Damit wird erreicht, daß bei
kleiner Rauschamplitude im Eingangssignal keine stö
renden Bewegungsunschärfen auftreten, während bei
größeren Rauschamplituden eine Eigensteuerung der
Rauschreduzierung durch das Rauschen selbst verhindert
wird. Die Messungen des Eingangsrauschens zeigen je
doch bei starken Bewegungen im Fernsehsignal falsche
Ergebnisse.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, ein System zur Verminderung des Rauschens in
einem Fernsehsignal anzugeben, bei elchem Fehlbeur
teilungen des Eingangsrauschens während starker Be
wegungen im Fernsehsignal unterdrückt werden.
Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß
auch bei starken Bewegungen im Fernsehsignal die An
passungen an das Rauschen des Eingangssignals erhalten
bleiben und eine gute Rauschverminderung ohne Bewe
gungsverschleppung erreicht wird. Ein weiterer Vorteil
ist darin zu sehen, daß ein Einlaufen der Meßschaltung
für das Eingangsrauschen nach Abklingen der Bewegung
unsichtbar bleibt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich. Be
sonders vorteilhaft ist, daß das Bewegungssignal außer
über eine Summierschaltung und eine Schwellwertschal
tung über eine Signalverbreiterungsschaltung geführt
ist. Dadurch und durch eine Verzögerung nach der Meß
schaltung für das Rauschen wird das Ergebnis vor Be
ginn von starken Bewegungen festgehalten und ist bis
nach dem Abklingen der Bewegung als Steuersignal ver
wendbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert.
Die Figur zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsge
mäßen Systems.
In der Figur liegt das Fernsehsignal, dessen Rauschan
teil reduziert werden soll, an Klemme 1. Über die
Addierschaltung 2 gelangt es zu einer Verzögerungs
einrichtung 3, welche das Fernsehsignal um die Dauer
eines Vollbildes (τ 2 V ) verzögert. Derartige Verzö
gerungseinrichtungen sind hinreichend bekannt und
werden in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines digi
talen 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 Aus
gang der Subtrahierschaltung 4 ist über eine Multiplizier
schaltung 6 mit einem weiteren Eingang der Addierschaltung
2 verbunden. Somit wirkt die aus den Schaltungen 2, 3, 4, 6
bestehende Anordnung als sogenanntes rekursives Filter
welches die nicht von Vollbild zu Vollbild wiederkehren
den Signalamplituden mittelt und somit reduziert.
Durch einen der Multiplizierschaltung 6 zugeführten Faktor
k wird der Grad dieser Mittelung bestimmt. Je mehr sich k
dem Wert 1 nähert, desto stärker ist die Wirkung des Fil
ters, um so größer ist also die Zeit, über die die Mitte
lung (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 Inte
gration stattfindet.
Bei bewegten Bildern führt die Integration jedoch zu Un
schärfen an Kanten, so daß sie zu vermindern ist, wenn im
Bild Bewegungen auftreten. Hierzu ist ein sogenannter Be
wegungsdetektor 8 vorgesehen, welchem ebenfalls die an den
Klemmen 1 und 7 liegenden Fernsehsignale zugeführt wer
den. Der Ausgang des Bewegungsdetektors 8 ist mit dem
Eingang einer Schaltung 9 mit steuerbarer Übertragungs
charakteristik zur Erzeugung des Korrekturfaktors k
verbunden.
Der Bewegungsdetektor 8 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 Änderung des Bildinhalts unabhängig sein soll, wird
von der Differenz im Bewegungsdetektor 8 der Betrag ge
bildet. Je nach Größe der Änderung wird in der Schaltung
9 ein Korrekturfaktor k für den Grad der Rauschredu
zierung erzeugt.
Da außer Bewegungen auch Rauschen zu einem Ausgangssignal
des Detektors 8 führt, welches jedoch nicht zur Steuerung
des Integrationsvorganges herangezogen werden soll, sind
nach den Detektor 8 eine Schwellwertschaltung 11 sowie
ein Tiefpaß 12 geschaltet. Die Schwellwertschaltung 11
und der Tiefpaß 12 werden von einer bei 13 bzw. 14
zugeführten Steuerspannung gesteuert. Diese Steuer
spannung entspricht der durchschnittlichen Amplitude
des im Eingangssignal enthaltenen Rauschens und wird
durch die Rauschmeßschaltung 16 abgeleitet.
Ist das Rauschen im Eingangssignal relativ klein, so
wird das Ausgangssignal des Detektors 9 durch die Schal
tung 11 und den Tiefpaß 12 wenig beeinflußt, das heißt,
die Schwelle der Schwellwertschaltung 11 ist niedrig
und die Grenzfrequenz des Tiefpasses 12 ist hoch,
beispielsweise 2,5 MHz. In diesem Betriebszustand
wird das Rauschen reduziert, ohne daß eine sichtbare
Beeinträchtigung der Bildschärfe bei durchschnittlichen
Bildbewegungen auftritt.
Treten jedoch starke Bildbewegungen auf, dann wird
das Ergebnis der Rauschmeßschaltung 16 davon beein
flußt. Die starke Bildbewegung wird als größeres
Rauschen gewertet und dadurch die Grenzfrequenz des
Tiefpasses 12 verringert und die Schwelle der Schaltung
11 erhöht. In diesem Fall tritt zwar ebenfalls die
gewünschte Störabstandsverbesserung ein; bei Bewegungen
würde jedoch ohne weitere Maßnahmen ein Auflösungsverlust
hochfrequenter Signalanteile und eine Unschärfe in kon
trastarmen Szenen auftreten.
Dieser Nachteil wird nun mit der vorliegenden Erfindung
durch Einschaltung einer bewegungssignalabhängigen
Steuerschaltung 17 zwischen Rauschmeßschaltung 16 und
den Eingängen 13 und 14 vermieden.
Diese Steuerschaltung 17 besteht im wesentlichen aus einer
in Abhängigkeit vom Bewegungssignal gesteuerten Halte
schaltung 18. Die Halteschaltung 18 wird dabei von einem
Signal gesteuert, welches vom Bewegungssignal am Ausgang
des Detektors 8 abgenommen, über eine Integrations- oder
Summierschaltung 21 zur Summierung des Bewegungssignals,
z. B. über eine Teilbildperiode, geleitet und einer Bewe
gungsschwellwertschaltung 22 zugeführt wird. Bei Über
schreiten einer vorgegebenen Bewegungsschwelle wird ein
Haltesignal an die Halteschaltung 18 geliefert, wodurch
der dort gerade anliegende Signalwert der Rauschmessung
festgehalten und bis auf weiteres zur Steuerung der
Schaltungen 11 und 12 benutzt wird.
Vor dem Überschreiten und nach dem Unterschreiten der
Bewegungsschwelle treten Bewegungsphasen des An- und
Abschwellens der Bewegung auf. Diese Bewegungsphasen
dauern im Durchschnitt einige Bildperioden an und
können nun berücksichtigt werden, indem das Haltesignal
um die Summe der Dauer beider Phasen mit Hilfe einer
Signalverbreiterungsschaltung 23 (z. B. um vier Bild
perioden) verlängert wird. Das Ergebnis der Rausch
messung muß dann um die Dauer des Anschwellens der
Bewegung mit Hilfe einer an die Rauschmeßschaltung
16 angeschlossenen Verzögerungseinrichtung 24 zur
Verzögerung des vom Rauschsignal abgeleiteten Steuer
signals (z. B. um zwei Bildperioden) verzögert werden,
um mit der Halteschaltung 18 den ungestörten Meßwert
festhalten zu können.
Damit im Bewegungssignal vorhandene Rauschanteile ver
ringert werden, kann zwischen Detektor 8 und Summier
schaltung 21 außerdem ein Tiefpaß 26 vorgesehen sein.
Claims (4)
1. System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernseh
signal, bei welchem das Fernsehsignal um eine Bildperiode
verzögert und das verzögerte und unverzögerte Fernseh
signal nach Differenzbildung und Bewertung mit einem
Korrekturfaktor dem unverzögerten Fernsehsignal hinzu
addiert wird un bei welchem durch Differenzbildung
zwischen dem verzögerten und dem unverzögerten Signal
ein Bewegungssignal abgeleitet, über eine Einrichtung
mit steuerbarer Übertragungscharakteristik geführt und
zur Bildung des Korrekturfaktors herangezogen wird, wo
bei die Übertragungscharakteristik mit Hilfe einer aus
dem Fernsehsignal abgeleiteten, die Amplitude des Rau
schens darstellenden Steuerspannung steuerbar ist, da
durch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung einer Halte
schaltung (18) zugeführt ist und daß die Halteschaltung
(18) in Abhängigkeit vom Bewegungssignal steuerbar ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bewegungssignal über eine Summierschaltung (21)
und eine Schwellwertschaltung (22) geführt ist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bewegungssignal nach der Schwellwertschaltung (22)
außerdem über eine Signalverbreiterungsschaltung (23)
und daß die Steuerspannung über eine Verzögerungsein
richtung (24) geführt ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bewegungssignal zusätzlich über einen Tiefpaß (26)
geführt ist.
Priority Applications (3)
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