DE3786585T2 - Schaltung zur Verarbeitung eines Videosignals mit Bewegungsadaptation. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Videosignal-Verarbeitungsschaltung zur Verwendung im Farbfernsehen zum Verarbeiten eines Videosignals gemäß einer Bewegung eines Bildes. Im spezielleren bezieht sich diese Erfindung auf eine Y/C-Trennschaltung, die ein Videosignal in ein Luminanzsignal und ein Farbsignal auftrennt, in einer Fernsehsignal- Verarbeitungsschaltung, in der eine Abtastzeile zwischen Abtastzeilen eines Fernsehsignals eines Zwischenzeilensystems interpoliert wird, um die zu verwendende Anzahl von Abtastzeilen in einem Zeilen-sequentiellen Farbfernsehsystem zu verdoppeln, auf eine Videosignal-Verarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs, in der eine Y/C-Trennung oder -erzeugung eines Interpolations-Abtastsignals geeigneterweise erreicht werden kann, abhängig davon, ob es sich um ein Standbild oder ein sich bewegendes Bild handelt.
• Der Betrieb einer Y/C-Trennschaltung ist derart, daß im Falle eines Standbildes ein Luminanzsignal und ein Farbsignal durch eine arithmetische Operation mit einem Videosignal, das in dem vorhergehenden Rahmen angelegt wurde, getrennt werden, während in dem Falle eines sich bewegenden Bildes das Luminanzsignal und das Farbsignal durch arithmetische Operation mit dem Videosignal des gleichen Feldes getrennt werden. Wenn die Y/C-Trennung gemäß der arithmetischen Operation unter den Rahmen in dem Falle eines sich bewegenden Bildes gemacht wird, resultiert das Nichtvorhandensein einer Korrelation unter den Rahmen im Auftreten von Interferenz. Daher wird auf der Grundlage eines Erfassungsausgabesignals einer Bewegungserfassungsschaltung, die unterscheidet, ob ein Bild ein Standbild oder ein sich bewegendes Bild ist, und zwar auf der Grundlage eines Differenzsignals zwischen einem gegenwärtigen Signal und ein um einen Rahmen oder mehrere Rahmen früheres Signal, das Mischverhältnis zwischen der Y/C-Trennungsausgabe, die durch die arithmetische Operation zwischen den Rahmen erhalten ist, und der Y/C-Trennungsausgabe, die durch die arithmetische Operation in dem gleichen Feld erhalten ist, vorzugsweise gesteuert, um ein Luminanzsignal und ein Farbsignal hoher Bildqualität zu erzeugen. Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt.
• Wenn ein anzuzeigendes Bild ein Standbild im Fall einer Abtastzeilen- Interpolation ist, kann ein Zeilensignal, das repräsentativ ist für eine Abtastzeile, die in einem vorhergehenden Feld um ein Feld früher erscheint als das gegenwärtige Feld, direkt zwischen Abtastzeilen interpoliert werden. Wenn jedoch ein anzuzeigendes Bild ein sich bewegendes Bild ist, ist eine Interpolation einer Abtastzeile auf der Grundlage eines Zeilensignals, das in dem vorhergehenden Feld erscheint, nicht zufriedenstellend darin, daß eine fortlaufende Bewegung eines Teils des Bildes innerhalb 1/60 Sekunden in einer unerwünschten Verschlechterung der Qualität dieses Teils des Bildes resultiert. Es ist daher für den Fall eines sich bewegenden Bildes allgemeine Praxis, daß ein Mittel aus Abtastzeilen oberhalb und unterhalb der spezifischen Abtastzeile in dem gleichen Feld verwendet wird, um die interpolierte Abtastzeile zu bestimmen. In diesem Zusammenhang ist bekannt, daß auf der Grundlage eines Erfassungsausgabesignals einer Bewegungserfassungsschaltung, die identifiziert, ob ein Bild ein sich bewegendes Bild oder ein Standbild ist, indem die Differenz zwischen einem Zeilensignal, das in einem um einen Rahmen oder mehrere Rahmen früheren Feld erscheint, und einem Zeilensignal, das in dem gegenwärtigen Feld erscheint, erfaßt wird, das Mischverhältnis zwischen dem Zeilensignal, das in dem vorhergehenden Feld erscheint, und einem Mittelsignal eines Zeilensignals, das zu einem Zeitpunkt um eine Abtastzeile früher erscheint, und jenes der gegenwärtigen Abtastzeile gesteuert werden, um die Qualität des Bildes zu verbessern.
• Eine Technik zum Anzeigen eines Bildes hoher Qualität durch Verarbeiten eines Farbfernsehsignals ist z. B. in JP-A-58-177078 offenbart. Das Ziel der obigen Veröffentlichung ist, eine Kreuzfarbinterferenz, Punkt- Crawl-Interferenz und ähnliches zu verhindern, was auf Frequenzmultiplex-Superposition eines Farbsignals auf einem Luminanzsignal zurückgeführt werden kann, und eine Interferenz wie z. B. Zeilenflackern zu verhindern, das an Kanten seitlicher Ränder auftritt, und zwar aufgrund der Zwischenzeilen-Abtastung, und auch ein Absenken der Auflösung zu verhindern. Um die Qualität eines Standbildes zu verbessern, ist eine Y/C-Trennschaltung (oder eine Rahmenkämmschaltung) erforderlich, die die Tatsache ausnutzt, daß der Unterträger frequenzverschachtelt ist, und in der ein Y-Signal (das Luminanzsignal) und ein C-Signal (das Farbsignal) voneinander getrennt werden auf der Grundlage des Differenzsignals zwischen Rahmen. Zusätzlich zur Y/C-Schaltung ist es notwendig, eine Abtastzeile unter Verwendung der in dem vorhergehenden Feld erscheinenden zu interpolieren. Jedoch gibt es im Falle eines sich bewegenden Bildes nicht immer eine Koinzidenz zwischen Rahmensignalen. In solch einem Falle wird die Y/C-Trennung und die Abtastzeilen- Interpolation zwischen Feldern eher die Bildqualität vermindern. Daher wird eine Signalverarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs verwendet, in der; wenn ein Bild als Standbild erfaßt worden ist, eine Y/C-Trennung durch die Y/C-Trennschaltung und eine Abtastzeilen- Interpolation zwischen Zeilen wie oben beschrieben ausgeführt wird, jedoch, wenn das Bild als ein sich bewegendes Bild erfaßt worden ist, eine Signalverarbeitung immer in dem gleichen Feld ausgeführt wird.
• Ein zusammengesetztes Farbfernsehsignal ist ein Zwischenzeilensignal, und seine Unterträgerfrequenz ist verschachtelt. Daher ist die Anordnung von Abtastzeilen des Fernsehsignals wie jene, gezeigt in Fig. 2, in der die horizontale Achse Zeit darstellt und die vertikale Achse Abtastzeilen darstellt, die in einer Richtung senkrecht zum Schirm angeordnet sind, d. h. senkrecht zum Zeichenblatt. In Fig. 2 zeigt der Pfeil die Phase des Unterträgers an. Es wird von Fig. 2 gesehen werden, daß, wenn eine Bewegung eines Bildes zwischen Rahmen auf unterschiedlichen Abtastzeilen erfaßt ist, eine derartige Bewegung immer an einem vertikalen Kantenabschnitt erfaßt wird, und daher eine Bewegung gewöhnlich auf der Grundlage eines Differenzsignals zwischen einem gegenwärtigen Signal und einem um einen Rahmen oder mehrere Rahmen früheres Signal erfaßt wird.
• Die oben beschriebene Schaltung nach dem Stand der Technik kann optimale Y/C-Trennung und Abtastzeilen-Interpolation gewährleisten, wodurch die Bildqualität verbessert wird, wenn eine Bewegung eines Bildes genau erfaßt wird. Wenn jedoch eine Bewegung eines Bildes sehr schnell ist, kann eine Bewegungserfassung gemäß dem Differenzsignal zwischen Rahmen bei der Erfassung der Bewegung des Bildes Fehler machen, und verschiedene wie oben beschriebene Interferenzen können auftreten, wenn die Y/C-Trennung und die Abtastzeilen-Interpolation auf der Grundlage fehlerhafter Bewegungsinformation ausgeführt wird.
• Man betrachte nun z. B. eine Abtastzeilen-Interpolationsschaltung des bewegungsadaptiven Typs. Fig. 3 zeigt schematisch, daß ein schwarzer Körper mit einer Größe entsprechend drei Zeilen sich von einer unteren Position in Richtung auf eine obere Position auf einem Schirm bewegt. In Fig. 3 stellt die horizontale Achse Zeit dar; und die vertikale Achse stellt die vertikale Richtung dar. Symbol S&sub0; bezeichnet ein gegenwärtiges Abtastzeilensignal, S&sub1; bezeichnet ein Abtastzeilensignal, das zu einem Zeitpunkt um 1H früher als der gegenwärtige Zeitpunkt erscheint, usw. Es wird von Fig. 3 erkennbar werden, daß Bewegungsinformation zum Bereitstellen eines Interpolationssignals eines M-ten Feldes, das durch eine quadratische Markierung veranschaulicht ist, auf der Grundlage eines Zeilensignals S&sub5;&sub2;&sub5; eines (M-1)-ten Feldes und eines Zeilensignals S&sub0; eines (M+1)-ten Feldes erzeugt wird. Da sich jedoch das Bild in der Form des schwarzen Rechtecks in der vertikalen Richtung in einer Feldperiode wie gezeigt in Fig. 3 schnell bewegt, gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen dem Zeilensignal S&sub5;&sub2;&sub5; des (M-1)-ten Feldes und dem Zeilensignal S&sub0; des (M+1)-ten Feldes, und das Bild, das in dem M-ten Feld erscheint, wird als ein Standbild entschieden. Daher wird das Interpolationssignal des M-ten Feldes als ein Helligkeitssignal von den Helligkeitssignalen des (M-1)-ten und dem (M+1)-Feld erzeugt, und es tritt ein Problem auf, daß die quadratische Markierung, die ein schwarzes Bildelement sein soll, als ein heller Teil interpoliert wird.
• Das Dokument WO-A-85/02080 des Standes der Technik offenbart einen Bewegungsdetektor zum Erfassen einer Bewegung in einem Fernsehbild, wobei der Detektor einen Lokalbewegungsdetektor aufweist, der ein Ausgabesignal als Ergebnis des Vergleichens ähnlicher Eingabesignale von unterschiedlichen Feldern erzeugt. Das Ausgabesignal von dem Detektor wird einer Verarbeitung in einem Feldspeicherprozessor unterworfen, der das Ausgabesignal in Raum und in Zeit "verteilt" bzw. "spreizt". Der Prozessor weist eine rekursive Schleife, ein Feldverzögerungselement und eine Nachschlagetabelle auf, wobei die Nachschlagetabelle die Ausgabe von der rekursiven Schleife und die augenblickliche Eingabe an den Prozessor als Eingaben empfängt, um eine Steuersignalausgabe zu erzeugen.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Videosignalverarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs bereitzustellen, die genau feinste Bewegung eines Bildes erfassen kann und genauer eine Y/C-Trennung oder Abtastzeilen-Interpolation erreichen kann abhängig von einem Standbild oder von einem sich bewegenden Bild, wodurch die Qualität des Bildes verbessert wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Signal, das einen ersten Bewegungsbetrag anzeigt, der auf der Grundlage eines Differenzsignals zwischen einem Signal des gegenwärtigen Feldes und einem Signal eines entsprechenden Bildelementes, das in einem um einen Rahmen oder mehrere Rahmen früheren vorhergehenden Rahmen erscheint, erfaßt worden ist, um ein Feld verzögert, und nach einem sequentiellen Verzögern des ersten Bewegungsmengensignals und/oder des verzögerten ersten Bewegungsmengensignals in einem Horizontalfilter; werden die verzögerten Signale in dem Horizontalfilter synthetisiert, um in ein Signal umgewandelt zu werden, das eine zweite Bewegungsmenge anzeigt, wobei dieses zweite Bewegungsmengensignal zugrunde gelegt ist, um die Bewegung des Bildes zu erfassen und um die Schaltung des bewegungsadaptiven Typs zu steuern.
• Fig. 1A ist ein Blockdiagramm, das eine Form einer Systemkonstruktion zeigt, bei der die vorliegende Erfindung verwendet ist.
• Fig. 1B ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt, die in dem in Fig. 1A gezeigten System enthalten ist.
• Fig. 1C ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Form des Horizontalfilters zeigt, der ein Hauptteil der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt in Fig. 1B.
• Fig. 2 ist ein Graph, der schematisch das Konzept der Bewegungserfassung zeigt.
• Fig. 3 ist ein Graph, der schematisch eine Weise einer Abtastzeilen- Interpolation zeigt.
• Fig. 4 zeigt schematisch eine Weise einer Bewegungsverarbeitung unter Verwendung des Horizontalfilters.
• Fig. 5 bis 14 sind Blockdiagramme, die die Struktur anderer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen.
• Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Systemkonstruktion zeigt, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
• Fig. 16 ist ein Graph, der eine Weise einer Abtastzeilen-Interpolation in dem System von Fig. 15 zeigt.
• Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt, das auf das in Fig. 15 gezeigte System anwendbar ist.
• Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das noch eine weitere Systemkonstruktion zeigt, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
• Als erstes wird das Konzept der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
• Da eine Bewegungserfassungsschaltung eine Bewegung eines Bildes auf der Grundlage einer Information über einen Unterschied zwischen Rahmen erfaßt, tritt ein bereits dargelegtes Problem in einer Verarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs auf. In einer Bewegungsmengen- Verarbeitungsschaltung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein Signal, das eine erste Bewegungsmenge anzeigt, die durch eine Bewegungserfassungsschaltung erfaßt wird, um etwa eine Feldperiode verzögert, und das erste Bewegungsmengensignal und/oder das um ein Feld verzögerte erste Bewegungsmengensignal werden an ein Horizontalfilter angelegt, in dem das Signal oder die Signale sequentiell verzögert und synthetisiert werden. Die Signalverarbeitung in diesem Horizontalfilter schreitet entlang der Zeitbasis fort. Daher wird eine Bewegungsmenge eines Bildes bei einem bestimmten Zeitpunkt als eine Funktion von Bewegungsmengen bei einer Vielzahl von Punkten in der Richtung der Zeitbasis ausgedrückt. Das heißt, eine Bewegungsmenge eines Bildes zum Zeitpunkt t wird als eine Funktion von Bewegungsmengen zu Zeitpunkten t-1, t-2, t-3 . . . ausgedrückt.
• Daher verteilt sich der Datenbereich, der die Bewegungsmenge des Bildes zu einem Zeitpunkt t bestimmt, mit einer bestimmten Zeitkonstante in der Richtung der Zeitbasis. Da weiterhin das Signal, das die Bewegungsmenge des in dem vorhergehenden Feld erfaßten Bildes anzeigt, ebenso synthetisiert wird, um das Signal zu erzeugen, das die zweite Bewegungsmenge anzeigt, und da ebenso die Abtastzeilen in einem Feld von jenem in dem anderen Feld aufgrund des Zwischenzeilenabtastens versetzt sind, verteilt sich der Datenbereich, der die Bewegungsmenge zu einem spezifischen Zeitpunkt bestimmt, mit einer bestimmten Zeitkonstante in der vertikalen Richtung. Das heißt, neben einem Signal, das die Bewegungsmenge anzeigt, die auf der Differenz zwischen dem Punkt S&sub0; und dem Punkt S&sub5;&sub2;&sub5; in dem vorhergehenden Rahmen basiert, werden Signale, die Bewegungsmengen bei Punkten und S&sub2;&sub6;&sub3; auf einer oberen und einer unteren Abtastzeile in dem gleichen Feld anzeigen, ebenso als Signale zum Steuern eines Interpolationssignals entsprechend dem mit einem Rechteck markierten Punkt in Fig. 3 verwendet. Daher wird das Bild, das sich in einem Modus wie gezeigt in Fig. 3 bewegt, nicht als ein Standbild entschieden, und die erforderliche Abtastzeilen-Interpolation wird genau ausgeführt.
• Im Gegensatz zu Fig. 3, die eine Bewegung in der vertikalen Richtung veranschaulicht, zeigt Fig. 4A eine Bewegung in der horizontalen Richtung. Das heißt, Fig. 4A veranschaulicht eine Signalwellenform, die zwei Körper zeigt, die sich von der Linken in Richtung auf die Rechte in einer derartigen Beziehung bewegen, daß ihre Positionen in einem Feld von jenen in dem vorhergehenden Feld versetzt sind, und einer von ihnen sich mit dem anderen in jedem Rahmen überlappt. Wenn nun eine Signalwellenform, die die Bewegungsmenge anzeigt, die für eine Interpolation der Abtastzeilen des M-ten Feldes erforderlich ist, auf der Grundlage jener in dem (M+1)-ten und dem (M-1)-ten Feldes festgelegt werden soll, wie gezeigt in Fig. 4A, ist die erforderliche Signalwellenform durch den Absolutwert der Differenz zwischen jenen des (M+1)-ten und des (M-1)-ten Feldes gegeben, wie gezeigt in Fig. 4B. Daher erscheint in der resultierenden Signalwellenform ein Gebiet, das Null-Bewegungsabschnitte (a') und (b') einschließt (d. h. Standbildabschnitte) zwischen sich bewegenden Bildabschnitten (a) und (b), und es wird eine fehlerhafte Interpolation bewirkt. Wenn die in Fig. 4B gezeigte Signalwellenform durch ein Horizontalfilter verarbeitet wird, wird eine Signalwellenform wie gezeigt in Fig. 4C erhalten. Es wird in Fig. 4C gesehen werden, daß die Wellenform äquivalent zu einer ist, in der die Bewegungsmengen in der Horizontalrichtung gestreckt sind, und die Abschnitte, die als Standbildabschnitte in Fig. 4B beurteilt worden sind, sind in Fig. 4C reduziert.
• Eine Signalwellenform, die die Bewegungsmenge in dem vorhergehenden Feld anzeigt, d. h. des (M-1)-ten Feldes, wird weiterhin auf der Grundlage der Differenz zwischen jenen des (M-2)-ten und des M-ten Feldes festgelegt, wie gezeigt in Fig. 4D. Die in Fig. 4D gezeigte Signalwellenform wird durch ein Horizontalfilter verarbeitet, um eine Signalwellenform zu erhalten, wie gezeigt in Fig. 4E. Eine Signalwellenform, die die Maximalwerte der in Fig. 4C und Fig. 4E gezeigten Signalwellenformen einschließt, ist in Fig. 4F gezeigt, und diese Signalwellenform wird eingesetzt, um repräsentativ für die Bewegungsmengen in dem M-ten Feld zu sein. Auf diese Weise werden die sich bewegenden Bildabschnitte des M-ten Feldes, gezeigt in Fig. 4A, im wesentlichen vollständig in den sich bewegenden Bildabschnitten eingeschlossen, gezeigt in Fig. 4F und eine Interferenz, die auf eine fehlerhafte Abtastzeilen-Interpolation zurückgeführt werden kann, kann beträchtlich reduziert werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 1A bis 1C beschrieben werden. Zunächst bezugnehmend auf Fig. 1A schließt ein System, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird, einen digitalen Zwischenzeilensignal-Eingangsanschluß 1, einen Echtabtastzeilensignal-Ausgangsanschluß 2, einen Interpolationsabtastzeilensignal-Ausgangsanschluß 3, einen ersten und einen zweiten Bildspeicher 4 und 6, einen ersten 1H-Speicher 5 zum Verzögern des Ausgangssignals des Feldspeichers 4 um eine Abtastzeilenperiode, einen Addierer 7 zum Erzeugen eines Interpolationssignals eines sich bewegenden Bildes, einen weiteren Addierer 8 zum Erzeugen eines Interpolationssignals eines Standbildes, einen Mischer 9 zum Mischen des Interpolationssignals eines sich bewegenden Bildes und des Interpolationssignals eines Standbildes gemäß einer Bewegung eines Bildes, einen Subtrahierer 10 zum Erzeugen eines Differenzsignals zwischen Rahmen, eine Bewegungserfassungsschaltung 11 zum Erfassen einer Bewegungsmenge zwischen Rahmen auf der Grundlage des Differenzsignals zwischen Rahmen, das durch den Subtrahierer 10 erzeugt ist, und eine Bewegungsmengenerfassungsschaltung 12 zum Filtern der ersten Bewegungsmenge, die durch die Bewegungsmengenerfassungsschaltung 11 erfaßt ist, um das Auftreten eines Erfassungsfehlers zu verhindern, ein. Die Signale, die an dem Echtabtastzeilensignal-Ausgangsanschluß 2 und dem Interpolationsabtastsignal-Ausgangsanschluß 3 erscheinen, sind in der Zeitbasis komprimiert, und zwar auf eine Weise, die in der Technik wohlbekannt ist, und werden abwechselnd an ein Anzeigeteil in Intervallen von horizontalen Abtastzeilen übertragen, um ein zeilen-sequentielles Abtastsignal hoher Bildqualität zu gewährleisten.
• Fig. 1B zeigt im Detail die Struktur der Bewegungsmengenverarbeitungsschaltung 12, gezeigt in Fig. 1A. Bezugnehmend auf Fig. 1B schließt die Bewegungsmengenverarbeitungsschaltung 12 einen Signal-Eingangsanschluß 13, an den das erste Bewegungsmengensignal von der Bewegungserfassungsschaltung 11 angelegt ist, einen Signal-Ausgangsanschluß 14, an dem ein zweites Bewegungsmengensignal erscheint, um den Mischer 9 zu steuern, ein erstes und ein zweites Horizontalfilter 15 und 16, einen Dämpfer 17 zum Abschwächen der Ausgabe des zweiten Horizontalfilters 16 und zum Hervorheben von Bewegungsmengen, die einem interpolierten Abschnitt am nächsten sind, einen dritten Feldspeicher 18 zum Verzögern der Ausgabe des Dämpfers 17 um 262H, einen zweiten 1H- Speicher 19 zum Verzögern der Ausgabe des Feldspeichers 18 um etwa 1H, und eine Maximalwertschaltung 20 zum Ableiten von Maximalwerten des Horizontalfilters 15, des dritten Horizontalfeldspeichers 18 und des zweiten 1H-Speichers 19 ein.
• Jeder der in Fig. 1B gezeigten Horizontalfilter 15 und 16 hat eine Struktur wie gezeigt in Fig. 1C. Bezugnehmend auf Fig. 1C schließt das Horizontalfilter einen Signal-Eingangsanschluß 21, einen Signal-Ausgangsanschluß 22, eine Gruppe aus 2n Verzögerungselementen 23, die Bildelementen entsprechen, zum sequentiellen Verzögern des Eingabesignals während horizontalen Abtastens, eine Gruppe aus (2n+ 1)-Koeffizientenelementen 24, die die Abgriffe der jeweiligen Verzögerungselemente 23 gewichten, und eine Maximalwertschaltung 25, die Maxiinalwerte von Ausgaben der Koeffizientenelemente 24 ableitet, ein.
• Das erste Bewegungsmengensignal, das von der Bewegungserfassungsschaltung 11 an den Eingangsanschluß 13 der in Fig. 1B gezeigten Bewegungsmengenerfassungsschaltung 12 angelegt ist, ist in äquivalenter Weise in der horizontalen Richtung durch das erste Horizontalfilter 15 gestreckt und erscheint in einer Wellenform, wie beispielhaft gezeigt in Fig. 4C. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine solch horizontalgestrecke Ausgabewellenform des ersten Horizontalfilters 15 weiterhin in der horizontalen Richtung durch das zweite Horizontalfilter 16 gestreckt, und das resultierende Signal wird dann mit einem Dämpfungskoeffizienten β in dem Dämpfer 17 multipliziert. Das Ausgabesignal des Dämpfers 17 wird um etwa ein Feld durch die Kombination des dritten Feldspeichers 18 und des zweiten 1H-Speichers 19 verzögert, und die Maximalwertschaltung 20 erfaßt Maximalwerte der Ausgaben (1) (2) und (3) des ersten Horizontalfilters 15, des dritten Feldspeichers 18 bzw. des zweiten 1H-Speichers 19. Das Ausgangssignal 14 der Maximalwertschaltung 20 steuert den Mischer 9. Daher ist das Steuersignal zum Steuern der Abtastzeilen-Interpolation an einem Punkt in einem M-ten Feld eine Funktion der erfaßten Bewegungsmenge, die durch das Signal (1), n Punkte auf jedweden Seiten des darüberliegenden Punktes in der horizontalen Richtung und 2n Punkte auf jedweden Seiten der Abtastzeilen oberhalb und unterhalb der Abtastzeile des (M-1)-ten Feldes dargestellt wird und die durch die Signale (2) und (3) dargestellt wird. Mit anderen Worten, wenn eine Bewegung an einem Punkt in dem M-ten Feld auftritt, wird ein Signal, das die Bewegungsmenge darstellt, auf das Ausmaß von n Punkten auf jedweder Seite in der horizontalen Richtung in dem M-ten Feld gestreckt und wird dann auf das Ausmaß einer Zeile auf jedweder Seite in der vertikalen Richtung in dem (M+1)-ten Feld gestreckt. Das Signal wird weiterhin auf das Ausmaß von 2n Punkten auf jedweder Seite in der horizontalen Richtung gestreckt. Daher wird die Möglichkeit, eine fehlerhafte Interpolation für die Bewegung zu bewirken, wie gezeigt in Fig. 3 oder 4, reduziert, um eine unerwünschte Verschlechterung der Bildqualität zu verhindern. Weiterhin ist das vorliegende Ausführungsbeispiel, das die Horizontalfilter zur Bewegungsverarbeitung einsetzt, darin vorteilhaft, daß ein Wechsel zwischen einer Anzeige eines sich bewegenden Bildes und einer Anzeige eines Standbildes glatt erhalten werden kann, ohne den Betrachtern ein Gefühl der Unordnung zu geben.
• In Fig. 1B ist die Verarbeitungsschaltung 12 gezeigt, eine Maximalwertschaltung 20 einzuschließen. Jedoch kann diese Maximalwertschaltung 20 z. B. durch einen Addierer ersetzt werden. Ebenso ist die Struktur des Horizontalfilters in keiner Weise zu jener in Fig. 1C gezeigten beschränkt, und die Maximalwertschaltung 25 kann z. B. durch einen Addierer ersetzt werden. Die Koeffizientenelemente 24 brauchen nicht symmetrisch angeordnet zu sein. Weiterhin kann das Horizontalfilter eine Struktur eines IIR-Typs haben. Auf das in Fig. 1B gezeigte Ausführungsbeispiel wird als ein Mitkopplungs-Typ (abgekürzt hiernach als ein FF-Typ, Feed Forward Type) Bezug genommen.
• Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 bezeichnen Bezugszeichen 13 bis 20 jeweils die gleichen Elemente, wie jene gezeigt in Fig. 1B. Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine Abänderung des in Fig. 1B gezeigten FF-Typs, und es wird darauf als ein Rückkopplungstyp (hiernach abgekürzt als ein FB- Typ - Feed Back Type) Bezug genommen. Wenn eine Bewegung an einem Bildelement auftritt, wird das Signal, das dessen Bewegungsmenge darstellt, durch das Horizontalfilter 15 gestreckt, von der Maximalwertschaltung 20 rückgekoppelt, um durch das Horizontalfilter 16 weiter gestreckt zu werden, durch den Dämpfer 17 abgeschwächt und nach Verzögerung um ein Feld durch den Feldspeicher 18 wiederum an die Maximalwertschaltung 20 angelegt. Damit wird die Bewegungsmenge sowohl in die Horizontalrichtung als auch in die Vertikalrichtung gestreckt, während es abgeschwächt wird, so wie das Feld fortschreitet. Daher ist die Möglichkeit, eine fehlerhafte Interpolation von Abtastzeilen auszuführen, reduziert, um die Bildqualität zu verbessern.
• Fig. 6 bis 14 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. In diesen Ausführungsbeispielen sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen in Fig. 1B gezeigten Teile zu bezeichnen. Diese Ausführungsbeispiele sind Abänderungen der in Fig. 1B gezeigten Schalttechnik darin, daß die Art des Verteilens der Bewegung, die an einem Punkt auftritt, von einem Feld zu einem anderen, sich von jener von Fig. 1B unterscheidet. Mit anderen Worten unterscheiden sich diese Ausführungsbeispiele voneinander in dem Bereich von Bewegungsinformation, die verwendet wird, um die bei einem Punkt auftretende Bewegungsmenge zu bestimmen.
• Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel ist vom FF-Typ. Wenn eine Bewegung an einem Punkt in einem M-ten Feld auftritt, wird das Signal, das die Bewegungsmenge darstellt, nach einer Abschwächung in dem Dämpfer 17 um ein Feld in dem Feldspeicher 18 verzögern und dann um eine Zeile in dem Zeilenspeicher 19 verzögert. In dem (M+1)-ten Feld wird das Signal auf das Ausmaß einer darüberliegenden und darunterliegenden Zeile gestreckt und wird dann auf das Ausmaß von n Punkten auf jedweder Seite der Mitte durch das Horizontalfilter 15 gestreckt.
• Fig. 7 zeigt ebenso ein Ausführungsbeispiel des FF-Typs und unterscheidet sich von dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel in der Position des Horizontalfilters 15. Jedoch ist die Art der Verteilung der Bewegungsmenge ähnlich zu jener in dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel.
• Fig. 8 zeigt ebenso ein Ausführungsbeispiel des FF-Typs. In dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 gezeigte Horizontalfilter 15 eliminiert und durch das zweite Horizontalfilter 16 ersetzt. In dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Signal, das die Bewegungsmenge in einem M-ten Feld darstellt, an den Eingangsanschluß 13 angelegt, um an dem Ausgangsanschluß 14 durch die Maxiinalwertschaltung 20 zu erscheinen, und die Bewegung verteilt sich nicht. In dem (M+1)-ten Feld wird das Signal, das die Bewegungsmenge darstellt, die in dem Horizontalfilter 16 gestreckt wird, durch den Dämpfer 17 abgeschwächt wird und durch den Feldspeicher 18 um ein Feld verzögert wird, in der Horizontalrichtung verteilt.
• Fig. 9 zeigt ebenso ein Ausführungsbeispiel des FF-Typs und ist eine Abänderung des in Fig. 1B gezeigten Ausführungsbeispiels darin, daß das erste Horizontalfilter 15 in der letzten Stufe angeordnet ist. Die Art der Verteilung der Bewegungsmenge ist ähnlich zu jener des in Fig. 1B gezeigten Ausführungsbeispiels.
• Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des FB-Typs und dieses Ausführungsbeispiel ist eine Abänderung des in Fig. 5 gezeigten darin, daß das zweite Horizontalfilter 16 in dem letzteren eliminiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel des FB-Typs wird das Signal, das die Bewegungsmenge darstellt, die in der Horizontalrichtung gestreckt wird, in dem Dämpfer 17 abgeschwächt, nachdem es durch die Maximalwertschaltung 20 durchgeführt wurde, und nachdem es durch den Feldspeicher 18 um ein Feld verzögert ist, wird es durch den Zeilenspeicher 19 um eine Zeile verzögert. Ein derartiger Betrieb wird wiederholt, und die Bewegungsmenge verteilt sich bei einer Rate von einer Zeile pro Feld, während sie gemäß der vorbestimmten Dämpferkonstante abgeschwächt wird. Das heißt, da das erste Horizontalfilter 15 außerhalb der Rückkopplungsschleife angeordnet ist, verteilt sich die Bewegungsmenge, die in dem M- ten Feld auftritt, auf das Ausmaß von n Punkten auf jedweder Seite in der horizontalen Richtung. Jedoch kann die Art einer Verteilung in der horizontalen Richtung in dem (M+1)-ten und nachfolgenden Feldern sehr geringfügig sein, und die Bewegungsmenge verteilt sich im wesentlichen nur in der Vertikalrichtung.
• Ein in Fig. 11 gezeigtes Ausführungsbeispiel ist eine Abänderung von jenem in Fig. 10 gezeigten darin, daß das erste Horizontalfilter 15 in der letzten Stufe angeordnet ist. Die Art der Verteilung der Bewegungsmenge ist ähnlich zu jener der in dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel.
• Fig. 12 zeigt eine Abänderung des in Fig. 11 gezeigten FB-Typs. In Fig. 12 ist das erste Horizontalfilter 15 eliminiert, und das zweite Horizontalfilter 16 ist bereitgestellt. Die Bewegungsmenge, die in einem M-ten Feld auftritt, verteilt sich nicht in der Horizontalrichtung, sondern verteilt sich sowohl in der Horizontalrichtung und in der Vertikalrichtung in den (M+1)-ten und nachfolgenden Feldern.
• Fig. 13 zeigt eine Abänderung des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels. In Fig. 13 ist das erste Horizontalfilter 15 in der letzten Stufe angeordnet, und die Art der Verteilung der Bewegungsmenge ist ähnlich zu jener des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels.
• Fig. 14 zeigt eine Abänderung des in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiels. In Fig. 14 sind das erste und zweite Horizontalfilter 15 und 16 durch ein einzelnes Horizontalfilter ersetzt. Die Art der Verteilung der Bewegungsmenge ist ähnlich zu jener des in Fig. 5 und 13 gezeigten Ausführungsbeispiels, und das in Fig. 14 gezeigte Ausführungsbeispiel hat als Besonderheit die Tatsache, daß eines der Horizontalfilter eliminiert werden kann.
• Gemäß diesen Ausführungsbeispielen verteilt sich die Bewegungsmenge, die an einem Punkt in einem M-ten Feld aufgetreten ist, in sowohl die Horizontalrichtung als auch die Vertikalrichtung in den (M+1)-ten und nachfolgenden Feldern. Es gibt daher im wesentlichen keine Möglichkeit ein sich bewegendes Bild als ein Standbild falsch aufzufassen, so daß eine unerwünschte Verschlechterung der Bildqualität verhindert werden kann. Die Struktur des ersten und zweiten Horizontalfilters 15 und 16 ist in keiner Weise durch jene in Fig. 1C gezeigte begrenzt, und die Maximalwertschaltung 20 kann z. B. ein Addierer sein.
• Jedes der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist ebenso auf ein System anwendbar; wie z. B. eines gezeigt in Fig. 15, zusätzlich zu seiner Anwendung an dem in Fig. 1A gezeigten System. In Fig. 15 bezeichnen Bezugszeichen 26 und 27 eine Verzögerungsschaltung, die ein digitales Zwischenzeilen-Eingangssignal um einen Rahmen verzögert, und eine Koeffizientenschaltung, die ein Signal eines sich bewegenden Bildes mit einem Koeffizientenmultiplizierer; der ½ ist. In Fig. 15 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Teile zu bezeichnen, die in Fig. 1A gezeigt sind. In dem in Fig. 15 gezeigten System ist ein Interpolationsabtast-Zeilensignal zum Anzeigen eines sich bewegenden Bildes bereitgestellt, indem an den Addierer 7 Abtast-Zeilensignale S&sub1; und S&sub0; oberhalb und unterhalb eines Abtast-Zeilensignals, das an einem Punkt interpoliert werden soll, der durch eine quadratische Markierung in Fig. 16 angezeigt ist angelegt werden, und indem das Ausgangssignal des Addierers 7 durch die Koeffizientenschaltung 27 gemittelt wird. Auf der anderen Seite wird in dem Fall eines Standbildes das Abtast-Zeilensignal, das durch den Feldspeicher 6 um ein Feld verzögert ist, verwendet, um das Interpolationsabtast-Zeilensignal bereitzustellen. Damit wird der Abschnitt, der durch die quadratische Markierung in Fig. 16 angezeigt ist, durch das Standbild-Interpolationsabtast-Zeilensignal interpoliert, und nur das Bildelement in dem (M-1)-ten Feld wird zur Interpolation verwendet, ungleich dem in Fig. 1A gezeigten System.
• In dem in Fig. 15 gezeigten System basiert das Signal, das die Bewegungsmenge darstellt und von der Bewegungserfassungsschaltung 11 erzeugt ist, auf der Differenz zwischen den Signalen S&sub0; und S&sub5;&sub2;&sub5;, gezeigt in Fig. 16. Da die Signale S&sub0; und S&sub5;&sub2;&sub5; vertikal um eine Zeile nach unten von der Position des zu interpolierenden Abtast-Zeilensignals versetzt sind, kann eine wie in Fig. 17 gezeigte Schaltung zu dem in Fig. 15 gezeigten System hinzugefügt werden. Bezugnehmend auf Fig. 17 schließt die Schaltung einen Signal-Eingangsanschluß 28 der Bewegungsmengen-Verarbeitungsschaltung 12, die mit der Bewegungserfassungsschaltung 11 verbunden ist, einen Eingangsanschluß 29 für ein sich bewegendes Bild, einen Eingangsanschluß 30 für ein Standbild, einen Zeilenspeicher 31, der das Ausgangssignal der Schaltung 12 um 1H verzögert, und eine Maximalwertschaltung 32, die die Maximalwerte der Bewegungsmengen von Bildelementen in benachbarten Abtastzeilen berechnet, ein. Die Symbole 3 und 9 sind die gleichen wie jene in Fig. 15 gezeigten. Wenn die in Fig. 17 gezeigte Schaltung zu dem in Fig. 15 gezeigten System hinzugefügt wird, wird eine Bewegung eines Bildes zum Zeitpunkt der vorhergehenden Zeile, d. h. die Differenz zwischen den Signalen S&sub1; und S&sub5;&sub2;&sub6; in Fig. 16 ebenso in der Berechnung durch die Maximalwertschaltung 32 berücksichtigt, und der Mischer 9 wird gemäß der Bewegungsmenge gesteuert, die die Differenz zwischen den Abtastzeilen S&sub1; und S&sub0; oberhalb und unterhalb der zu interpolierenden Abtastzeilen darstellt. Daher kann die Möglichkeit, ein sich bewegendes Bild als ein Standbild falsch aufzufassen, reduziert werden, um eine unerwünschte Verschlechterung der Bildqualität zu verhindern. Die Maximalwertschaltung 32 kann z. B. ein Addierer sein.
• In den vorgenannten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Dämpfer 17 vor dem Feldspeicher 18 oder nach dem zweiten Horizontalfilter 16 angeordnet sein.
• Das Signal, das die Bewegungsmenge darstellt, die durch die Schaltung der vorliegenden Erfindung erhalten ist, kann verwendet werden, um eine Y/C-Trennschaltung des bewegungsadaptiven Typs zu steuern, zusätzlich zu ihrer Anwendung der Steuerung, einer Abtastzeilen-Interpolationsschaltung des bewegungsadaptiven Typs, wie oben beschrieben.
• Fig. 18 zeigt eine Anwendung der Videosignal-Verarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs der vorliegenden Erfindung an einer Y/C- Trennschaltung. Das in Fig. 18 gezeigte System schließt einen Videosignal-Eingangsanschluß 33, einen Luminanzsignal-Ausgangsanschluß 34, einen Farbsignal-Ausgangsanschluß 35, einen Rahmenspeicher 36, eine In- Field-Y/C-Trennschaltung 37, eine Zwischenrahmen-Y/C-Trennschaltung 38, Mischer 39, 40 und einen Subtrahierer 41, der ein Zwischenrahmen- Differenzsignal erzeugt, ein.
• In dem in Fig. 18 gezeigten System werden in Antwort auf das Anlegen des Ausgangssignals der oben beschriebenen Bewegungsmengen-Verarbeitungsschaltung 12 Ausgangssignale der In-Field- und Zwischenrahmen- Y/C-Trennschaltungen 37 und 38 in den Mischern 30 und 40 gemischt, so daß ein Luminanzsignal und ein Farbsignal, die in einer optimalen Weise verarbeitet sind, an den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 34 und 35 erscheinen. Da ein optimales Steuersignal gemäß der vorliegenden Erfindung an die Mischer 30 und 40 angelegt wird, werden das Luminanzsignal und das Farbsignal am geeignetsten getrennt.
• Es wird von der vorstehenden detaillierten Beschreibung verstanden werden, daß die Videosignal-Verarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bewegungsmengen- Verarbeitungsschaltung einschließt, die eine unerwünschte Verschlechterung der Bildqualität aufgrund einer fehlerhaften Steuerung verhindert, die auf eine unvollständige Erfassung einer Bewegung zurückgeführt werden kann, so daß ein Bild hoher Qualität frei von irgendeiner Interferenz angezeigt werden kann.

Claims (13)

1. Eine Videosignalverarbeitungsschaltung des bewegungsadaptiven Typs, die eine Schaltung aufweist zum Identifizieren einer Bewegung eines Bildes in einem Videosignal durch Bewegungsmengenverarbeitung auf der Grundlage eines Differenzsignals, das als eine Differenz zwischen Pixel-Werten der gleichen Positionen erzeugt wird, deren eine in einem M-ten Feld und deren andere in mindestens einem (M-2)-ten Feld ist, um ein Videosignal in einer unterschiedlichen Weise zu verarbeiten, abhängig davon, ob ein Abschnitt des anzuzeigenden Videosignals ein Standbild oder ein sich bewegendes Bild ist, wobei die Bewegungsmengenverarbeitungsschaltung (12) aufweist:

eine Eingangsschaltung, an die das Differenzsignal eingegeben wird und von der ein Ausgabesignal ausgegeben wird;

eine Serienschaltung, die eine Kaskadenverbindung einer Abschwächschaltung (17) zum Abschwächen eines ersten Signals und Verzögerungseinrichtungen (18, 19) zum im wesentlichen Verzögern des abgeschwächten ersten Signals um etwa 1 Feld aufweist;

eine Ausgangsschaltung (20), die auf der Grundlage des Ausgabesignals und eines zweiten Signals, das von der Serienschaltung angelegt wird, ein drittes Signal erzeugt, das eine Bewegung des Bildes darstellt; und

ein Horizontalfilter (15, 16), das in mindestens eine der Schaltungen aus Eingangsschaltung, Serienschaltung und Ausgangsschaltung eingefügt ist, um mindestens eines der Signale aus dem Differenzsignal, dem Ausgabesignal, dem verzögerten abgedämpften ersten Signal und dem dritten Signal auszubreiten innerhalb einer Zeile des Videosignals auszubreiten durch Empfangen des Signals als ein Eingabesignal;

wobei das Ausgabesignal von der Eingangsschaltung eingegeben wird oder das dritte Signal von der Ausgangsschaltung zurück zu der Serienschaltung gespeist wird.

2. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 1, worin das Horizontalfilter eine Gruppe von kaskadenverbundenen Verzögerungselementen (23) aufweist, wobei jedes das Eingabesignal um ein Bildelement während einer horizontalen Abtastung verzögert, und Synthetisiereinrichtungen (24, 25) zum Kombinieren der einzelnen Ausgabesignale des Verzögerungselements aufweist.

3. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 2, worin die Synthetisiereinrichtung eine Einrichtung (24) zum Gewichten der einzelnen Ausgabesignale der Verzögerungselemente und eine Ausgabeeinrichtung (25) zum Erzeugen eines Ausgabesignals durch Kombinieren der Ausgabesignale der Gewichtungseinrichtung aufweist.

4. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 3, worin die Ausgabeeinrichtung (25) eine Maximalwertschaltung ist, die den maximalen Wert des Ausgabesignals des Verzögerungselements auswählt.

5. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 3, worin die Ausgabeeinrichtung (25) ein Addierer ist, der die Ausgabesignale der Verzögerungselemente addiert.

6. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Verzögerungseinrichtung einen Feldspeicher (18) aufweist.

7. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Ausgangsschaltung (20) eine Maximalwertschaltung ist, die ein größeres Signal aus dem Ausgabe- und dem zweiten Signal auswählt.

8. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Ausgangsschaltung (20) eine Einrichtung zum Addieren des Ausgabesignals und des zweiten Signals ist.

9. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, worin die Verzögerungseinrichtung weiterhin eine Zeilenverzögerungseinrichtung (19) zum Verzögern des Ausgabesignals des Feldspeichers (18) um eine Zeile aufweist und worin die Ausgangsschaltung (20) ein viertes Signal empfängt, das von der Zeilenverzögerungseinrichtung als ein Eingabesignal empfangen wird, und ein Signal erzeugt, das eine Bewegung des Bildes identifiziert.

10. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß Anspruch 9, worin die Zeilenverzögerungseinrichtung (19) ein Zeilenspeicher ist.

11. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Horizontalfilter (15, 16) das Differenzsignal als ein Eingabesignal empfängt und das erste Signal erzeugt.

12. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Horizontalfilter (15, 16) das dritte Signal von der Ausgangsschaltung (20) als ein Eingabesignal empfängt und das Signal erzeugt, das eine Bewegung des Bildes identifiziert.

13. Videosignalverarbeitungsschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein Horizontalfilter (15) mit dem Ausgang der Ausgangsschaltung (20) verbunden ist und worin das dritte Signal zurück zu der Reihenschaltung durch das Horizontalfilter (15) gespeist wird.