DE3629536C2

DE3629536C2 - Schaltung zur pegelabhängigen Rauschverminderung

Info

Publication number: DE3629536C2
Application number: DE3629536A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter Mueller; Ernst Dipl Ing Rau; Hans-Wilhelm Dipl Ing Zappen
Original assignee: BTS Broadcast Television Systems GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2006-08-30
Also published as: JPS6362476A; DE3629536A1; US4851911A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur pegelabhängigen Rauschverminderung für ein Videosignal nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bekanntlich ist Rauschen in einem Videosignal im Bereich der hohen Frequenzen entalten. Daher ist durch Dämpfen der hohen Frequenzen eine Rauschverminderung möglich. Dies hat jedoch auch eine Auflösungsverminderung zur Folge, was die Bildqualität merklich verschlechtert. Aus diesem Grunde wird angestrebt, daß die hohen Frequenzen bei hohem Videosignalpegel möglichst ungedämpft übertragen werden und nur bei geringem Videosignalpegel gedämpft werden. Denn im wiedergegebenen Fernsehbild stört eine Auflösungsverschlechterung in dunklen Bildpartien weniger als ein überlagertes und hier sichtbares Rauschen.

Insbesondere an der Aufnahmeseite, wo ein verhältnismäßig kleines Videosignal der Bildaufnahmeröhre zur Verfügung steht, spielt das Signal-/Rausch-Verhältnis eine wichtige Rolle.

In der US 4 587 561 ist bereits eine Schaltung zur pegelabhängigen Rauschvermin derung für ein Videosignal einer Festkörperkamera beschrieben, wobei hohe Frequenzanteile des Videosignals bei geringem Signalpegel stärker gedämpft werden und bei hohem Signalpegel annähernd ungedämpft übertragen werden. Hierbei wird das Videosignal mittels eines Tiefpaßfilters in eine niederfrequente und mittels eines Hochpaßfilters in eine hochfrequente Bandkomponente aufgespalten, und nach Beeinflussung der hochfrequenten Bandkomponente werden beide Komponenten wieder addiert. Die Amplitude der hochfrequenten Bandkomponente wird dabei in Abhängigkeit vom Videosignalpegel so gesteuert, daß sie umso mehr abgeschwächt wird, je niedriger der Videosignalpegel ist.

Weiterhin ist aus der DE 33 47 218 A1 eine Schaltungsanordnung zur Elimination von im Videosignal einer Fernsehkamera enthaltenen NF-Störsignalen bekannt, welche z. B. durch sogenannte Mikrophonie oder Störungen in der Versorgungsnetz spannung hervorgerufen werden können. Hierzu wird ein regelbarer Frequenzfilter beim Auftreten des eine vorbestimmte Größe überschreitenden NF-Störsignals für eine programmierbare Zeitspanne zugeschaltet.

Aus der DE 31 39 360 C2 ist ferner eine Schaltung zur Rauschverminderung in einem Fernsehempfänger bekannt, bei welcher eine Hochfrequenz-Rauschkompo nente eines Fernsehbildsignals während eines Teils einer Zeilen-Rücklaufperiode erfaßt wird. Danach wird ein Schwellenwert, der für die Unterdrückung der Hochfrequenz-Komponente in einer Rauschunterdrückungsschaltung verwendet wird, abhängig von einer Amplitude des Erfassungssignals so gesteuert, daß eine Hochfrequenz-Komponente, die kleiner als eine bestimmte Amplitude ist, nicht in einem Bild auftritt, während eine Hochfrequenz-Komponente, die eine größere Amplitude als der Schwellenwert hat, verstärkt wird. Diese bekannte Rauschunter drückungsschaltung ist aber relativ aufwendig und verschlechtert unter Umständen den Frequenzgang des Videosignals durch die Verwendung mehrerer nichtlinearer Impedanzglieder.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur pegelabhängigen Rauschverminderung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher eine Störabstandsverbesserung durch eine derartige pegelabhängige Steuerung des Frequenzgangverhaltens, insbesondere bei Fernsehkameras, möglich ist, daß die hohen Frequenzanteile nur bei geringem Pegel gedämpft werden.

Die erfindungsgemäße Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß mit relativ einfachen Mitteln eine wirkungsvolle Verbesserung des Störabstandes, insbesondere bei kleinen Signalpegeln erreichbar ist. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Schaltung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungswesentlichen Teiles einer Fernsehkamera,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Rauschverminderungsschaltung im Detail.

Bei der in Fig. 1 nur teilweise gezeichneten Fernsehaufnahmeröhre 1 ist von deren Signalelektrode 2 ein Videosignal abnehmbar, welches einem Vorverstärker 3 zugeführt wird. Danach wird das verstärkte Videosignal an eine erste Verstärkerstufe 4 weitergeleitet, in welcher es gemäß der an seinem Steuereingang anlegbaren Gleichspannung U₁ bzw. U₂ bzw. U₃ über den Umschalter 5 (sog. "dB- Schalter") verstärkt wird. Die Schaltkontakte 5′ bzw. 5′′ bzw. 5′′′ sind dabei mit den entsprechenden dB-Zahlen (0 bzw. 6 bzw. 12) gekennzeichnet. Nach Verstärkung des Videosignals in der ersten Verstärkerstufe 4 wird das Videosignal im nachfolgenden Videoprozessor 6 verschiedenen an sich bekannten Verarbeitungen, wie z. B. Klemmung, Weißwertkorrektur etc., unterzogen.

Am Ausgang des Prozessors 6 ist die erfindungsgemäße Rauschverminderungs schaltung 7 angeschlossen, welche als Prinzipschaltung in dem gestrichelt umrandeten Kästchen dargestellt ist. Über die Eingangsklemme 8 wird das zu verarbeitende Videosignal praktisch zwei parallel liegenden Wegen 9 und 11 zugeführt, wobei der Weg 9 direkt und der Weg 11 über einen Tiefpaß 12 an die Kontakte eines Umschalters 13 angeschlossen sind. Der Umschalter 13 wird in Abhängigkeit eines Signals gesteuert, welches am Ausgang einer Komparatorstufe 14 abnehmbar ist. In dieser wird der Pegel des am ersten Eingang 15 anliegenden Videosignals mit einer am zweiten Eingang 16 anliegenden Schwellwertspannung U_St verglichen, welche über einen Umschalter 17 wahlweise von den Gleichspan nungen U_St1 bzw. U_St2 bzw. U_St3 abgenommen wird. Der Umschalter 17 ist hierbei mit dem Umschalter 5 gekoppelt, so daß je nach Verstärkungsgrad der ersten Verstärkerstufe 4 auch die Schwellwertspannung U_St verändert wird, d. h. je höher der gewählte Verstärkungsgrad (dB-Zahl) ist, desto größer ist auch die anliegende Schwellwertspannung.

Die Komparatorstufe 14 gibt immer dann ein Schaltsignal ab, wenn sich die eine Eingangsspannung gegenüber der anderen erhöht. Solange also das Videosignal am Eingang 15 größer ist als die Schwellwertspannung am Eingang 16, wird der Umschalter 13 in der gezeichneten Stellung sein, und das an der Klemme 8 anliegende Videosignal wird ohne Veränderung direkt an die Ausgangsklemme 18 geleitet. Ist jedoch das Videosignal kleiner als die Schwellwertspannung, dann wird der Umschalter 13 in die gestrichelt dargestellte Stellung geschaltet, so daß das Videosignal über den Tiefpaß 12 geleitet wird. Der Tiefpaß 12 besitzt eine Grenzfrequenz von etwa 1,5 bis 2 MHz, wodurch gemäß dessen Frequenzgang verhalten nur niederfrequente Komponenten bis etwa 1,5 MHz durchgelassen werden, während die hochfrequenten Komponenten des Videosignals vollständig gesperrt werden. Somit wird das Rauschen in den dunklen Bildteilen wirkungsvoll unterdrückt. Dieses rauschbefreite Videosignal wird nun über die Ausgangsklemme 18 einer zweiten Verstärkerstufe 19 zur weiteren Verstärkung zugeführt und kann danach an der Ausgangsklemme 20 zur Weiterleitung abgenommen werden.

In Fig. 2 ist eine der Schaltung 7 entsprechende Detailschaltung zur Rauschvermin derung eines an Klemme 8 anliegenden Videosignals dargestellt. Der im Videosig nalweg liegende Tiefpaß ist hier aus einem RC-Glied mit Längswiderstand 21 und Querkondensator 22 gebildet. Die Komparatorstufe besteht aus zwei Transistorstufen 23, 24 in Emitterschaltung, wobei der Stufe 23 über den Widerstand 26 das Eingangsvideosignal und der Stufe 24 gemäß dem Spannungsteilerverhältnis der Widerstände 27, 28 die Schwellwertspannung U_St1 bzw. U_St2 bzw. U_St3 zugeführt wird. Der Schaltungspunkt 29, welcher gleichzeitig Fußpunkt des Kondensators 22 ist, ist über einen Widerstand 30 an den negativen Pol der Betriebsspannung U angeschlossen, während die Kollektoren der Transistoren 23 und 24 am positiven Pol der Betriebsspannung U liegen.

Das Videosignal wird hierbei ebenfalls bei niedrigen Pegeln gemäß dem Frequenzgang des einstellbaren RC-Gliedes 21, 22 übertragen, d. h. bis zu einer entsprechenden Größe der Schwellwertspannung in den hohen Frequenzen abgesenkt. Bei die Schwellwertspannung übersteigenden Videosignalpegeln wird der Transistor 23 leitend, so daß an beiden Enden des Kondensators 22 gleiches Potential anliegt, und dieser dann unwirksam wird. Dadurch wird das Videosignal ohne Veränderung an die Ausgangsklemme 18 übertragen.

Claims

1. Schaltung zur pegelabhängigen Rauschverminderung für ein Videosignal, wobei hohe Frequenzanteile des Videosignals bei geringem Signalpegel stark gedämpft und bei hohem Signalpegel ungedämpft übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Videosignalweg ein bei niedrigen Signalpegeln des Videosignals einschaltbarer Tiefpaß (12) angeordnet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komparatorschaltung (14) vorgesehen ist, deren ersten Eingang (15) das Videosignal zugeführt ist und an deren zweiten Eingang (16) eine maximal 10% der Videosignalamplitude betragende Schwellwertspannung (U′_St) anliegt und deren Ausgangssignal die Einschaltung des Tiefpasses (12) beeinflußt.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertspannung einstellbar ist.

4. Schaltung nach Anspruch 2 bei Verwendung in einer Fernsehkamera mit Verstärkungsgradumschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsgradumschalter (5) mit einem die Schwellwertspannung stufenweise verstellbaren Umschalter (17) gekoppelt ist.

5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (12) aus einem RC-Glied mit Längswiderstand (21) und Querkondensator (22) besteht, und daß das Potential am Fußpunkt (29) des Kondensators (22) bei niedrigen Videosignalpegeln von der Schwellwertspannung festgelegt und bei hohen, die Schwellwertspannung übersteigenden Videosignalpegeln davon neutralisierbar ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Transistorstufe (23) in Emitterfolgerschaltung parallel zum RC-Glied (21, 22) angeordnet ist, wobei deren Eingangselektrode an den Videosignalweg und deren Ausgangselektrode am Fußpunkt (29) des Kondensators (22) angeschlossen ist, und daß eine zweite Transistorstufe (24) in Emitterfolgerschaltung vorgesehen ist, an deren Eingangselektrode die einstellbare Schwellwertspannung (U′_St) anliegt und deren Ausgangselektrode ebenfalls mit dem Fußpunkt (29) des Kondensators (22) verbunden ist.