DE3919817C2 - Schaltungsanordnung zur digitalen Aperturkorrektur eines Videosignals - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Die Aperturkorrektur von Videosignalen bewirkt eine Bildschärfeverbesserung dadurch, daß der Frequenzgangabfall der Bildaufnahmeeinrichtung kompensiert wird. Darüber hinaus werden gegebenenfalls bei einer Überkorrektur diejenigen Frequenzkomponenten verstärkt, die für das subjektive Schärfeempfinden wichtig sind. Um jedoch eine Rauschanhebung über die Aperturkorrektursignale in flächenhaften Bildbereichen zu vermeiden, ist eine Modifikation der Aperturkorrektursignale mit Hilfe einer Schwellwertkennlinie üblich. Dieses Verfahren wird auch Coring genannt.

Ein Vorschlag zur Durchführung dieses Verfahrens innerhalb einer digitalen Signalverarbeitung findet sich in M. Jacobsen und W. Weltersbach "Bildverbesserung durch prozessorgesteuerte digitale Signalverarbeitung im Pal-Farbfernsehempfänger", Tagungsband der neunten Jahrestagung der FKTG vom 21. bis 24.09.81, Seiten 429 bis 457, insbesondere Bild 7, Seite 450. Dort werden jedoch Kennlinien angegeben, welche jeweils einen flachen Verlauf unterhalb eines Schwellwertes und ansonsten einen linear ansteigenden Verlauf aufweisen. Derartige Kennlinien sind zwar mit digitalen Schaltungen leicht zu realisieren, führen jedoch nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen.

Eine Realisierung einer Kennlinie mit einem beliebigen Verlauf kann bei Digitalsignalen an sich in einfacher Weise dadurch erfolgen, daß die zu modifizierenden Signale als Adressen einem Speicher zugeführt werden, und die unter den jeweiligen Adressen abgelegten Werte das modifizierte Signal bilden. Dabei ergibt sich jedoch ein erheblicher Speicherbedarf, wenn eine möglichst wahlfreie Einstellung von Kennlinien erforderlich ist. Dafür wäre eine große Anzahl entsprechender Kennlinien abzuspeichern. So wären beispielsweise für eine Einstellmöglichkeit von acht Binärstellen für den Schwellwert und jeweils vier Binärstellen für die Steigung des positiven und des negativen Zweiges der Kennlinie 65536 komplette Kennlinien zu speichern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Aperturkorrektur vorzuschlagen, bei welcher mit möglichst geringem Aufwand abgerundete Kennlinien realisiert werden, die in vielfältiger Weise einstellbar sind.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß bei relativ geringem Aufwand an Speicherplätzen die Realisierung einer abgerundeten Kennlinie sowie deren Einstellbarkeit möglich ist. Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist anzusehen, daß durch eine getrennte Eingabe von Einstellwerten für den Schwellwert und die Steigung (gegebenenfalls getrennt für den positiven und negativen Zweig der Kennlinie) eine Einstellung entsprechend den bekannten Schaltungen durchgeführt werden kann. Dadurch kann je nach vorliegendem Videosignal, insbesondere dessen Störabstand und dessen Flankensteilheit, eine getrennte Einstellung derart durchgeführt werden, daß einerseits keine Verschlechterung des Störabstandes eintritt und andererseits eine möglichst optimale Schärfeverbesserung erfolgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zur Aperturkorrektur,

Fig. 2 ein Beispiel für eine sogenannte Coring-Kennlinie und

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei der in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellten digitalen Schaltungsanordnung zur Aperturkorrektur werden die von einem Videosignalgeber 1 erzeugten Farbwertsignale R, G, B einem Analog/Digital-Wandler 2 zugeführt, an dessen Ausgängen die digitalen Farbwertsignale Rd, Gd, Bd anstehen. Aus dem Farbwertsignal Gd wird mit Hilfe eines digitalen Filters 3 in an sich bekannter Weise ein Aperturkorrektursignal COR_in abgeleitet. Dieses wird über eine Schaltung 4 mit einer sogenannten Coring-Kennlinie geleitet und als Signal COR_out nach einer Nachverarbeitung bei 5, die im wesentlichen eine Verstärkungseinstellung ermöglicht, einer Addierschaltung 6 zugeführt. Weitere Eingänge der Addierschaltung 6 sind mit den digitalen Farbwertsignalen Rd, Gd, Bd beaufschlagt, welche zuvor in einer Verzögerungsschaltung 7 bezüglich ihrer Laufzeit an die Signallaufzeit der Schaltungen 3 bis 5 angepaßt wurden. Am Ausgang der Addierschaltung 6 stehen die aperturkorrigierten Farbwertsignale Rd′, Gd′ und Bd′ zur Verfügung, die bei Bedarf mit Hilfe eines Digital/Analog-Wandlers 8 in analoge Signale R′, G′, B′ umgewandelt und am Ausgang 9 der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 abgenommen werden können. Anstelle des Farbwertsignals Gd kann zur Ableitung des Aperturkorrektursignals auch ein Luminanzsignal verwendet werden, was im übrigen mit Hilfe einer geeigneten Matrixschaltung gebildet wird.

Fig. 2 zeigt eine geeignete Kennlinie als Funktion des Ausgangssignals COR_out vom Eingangssignal COR_in der Schaltung 4. Dabei ist für kleinere Werte des Eingangssignals COR_out = 0 und steigt im Bereich der Schwellwerte -Uc und +Uc zunächst langsam und dann schneller an. Bei einem Vielfachen der Schwellwerte -m·Uc bzw. +m·Uc geht die Kennlinie in einen flacheren im wesentlichen dann linear ansteigenden Verlauf über. Die Doppelpfeile deuten die Einstellmöglichkeiten an, die durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gegeben sind. Dabei entsprechen die Bezeichnungen der Doppelpfeile denjenigen der Signale, die bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zur betreffenden Einstellung dienen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden die Aperturkorrektursignale COR_in über einen Eingang 11 einer Multiplizierschaltung 12 zugeführt. Der Ausgang der Multiplizierschaltung 12 ist mit dem Adresseneingang eines Speichers verbunden, der vorzugsweise als Nur-Lesespeicher (PROM) ausgebildet ist. Der Datenausgang des Speichers 13 ist mit dem Eingang einer zweiten Multiplizierschaltung 14 verbunden, an deren Ausgang 15 die modifizierten Aperturkorrektursignale COR_out entnommen werden können.

In dem Speicher 13 ist eine Musterkennlinie abgelegt, welche beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten Verlauf hat. Zur Veränderung der sich insgesamt ergebenden Kennlinie gegenüber der Musterkennlinie sind drei Codierschalter 16, 17, 18 vorgesehen, an denen jeweils das Verhältnis zwischen dem gewünschten Wert und dem betreffenden Wert der Musterkennlinie eingestellt werden kann.

Der Codierschalter 16 dient zur Einstellung des Schwellwertes Uc gegenüber einem Schwellwert der Musterkennlinie Ucm. Das von dem Codierschalter 16 erzeugte beispielsweise 8 bit breite Digitalsignal C = Uc/Ucm wird den Adressen eines weiteren Nur-Lesespeichers 19 zugeleitet, wo unter den den jeweiligen Werten des Signals C entsprechenden Adressen deren Kehrwerte abgelegt sind. Der jeweilige Kehrwert 1/C wird der Multiplizierschaltung 12 zugeführt.

Durch die Multiplikation des Aperturkorrektursignals mit dem Signal 1/C wird praktisch der Maßstab der Achse für das Aperturkorrektursignal COR_in in Fig. 2 verändert. Entsprechend verändern sich der Schwellwert Uc und die Steigung im weiteren Verlauf des positiven und negativen Zweiges der Kennlinie. Um letzteres zu kompensieren, wird das aus dem Speicher 13 ausgelesene Signal nicht nur mit einem Signal Sp multipliziert, das die Steigung angibt, sondern auch mit dem Signal C. Dazu werden zuvor die Signale Sp und C miteinander multipliziert. Dazu dient eine in einem Nur-Lesespeicher 20 abgelegte Tabelle. Die Adressen werden dabei aus den Binärstellen beider Signale C und S gebildet.

Um eine getrennte Einstellbarkeit der Steigung des positiven Zweiges und der Steigung des negativen Zweiges zu ermöglichen, sind ein weiterer Codierschalter 18 zur Einstellung eines Signals Sn und ein weiterer Nur-Lesespeicher 21 zur Bildung des Produkts C·Sn vorgesehen. Ein steuerbarer Umschalter 22 leitet eines der Ausgangssignale der Nur-Lesespeicher 20, 21 zur Multiplizierschaltung 14 in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Aperturkorrektursignals weiter.

Anstelle der Codierschaltung können auch andere Möglichkeiten zur Eingabe der Einstellwerte vorgesehen sein - beispielsweise eine digitale Schnittstelle 23, welcher gegebenenfalls von einem Computer entsprechende Signale zuführbar sind.

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung zur digitalen Aperturkorrektur eines Videosignals, wobei ein digitales Aperturkorrektursignal aus dem Videosignal abgeleitet, mit Hilfe einer Schaltung mit einstellbarer nichtlinearer Kennlinie modifiziert wird und das modifizierte Aperturkorrektursignal zum Videosignal hinzuaddiert wird und wobei die nichtlineare Kennlinie derart verläuft, daß bei kleinen Werten des Aperturkorrektursignals das modifizierte Aperturkorrektursignal im wesentlichen 0 ist und mit größer werdenden Werten des Aperturkorrektursignals ansteigt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Speicher (13) eine Musterkennlinie abgelegt ist, daß das Aperturkorrektursignal über eine erste Multiplizierschaltung (12) Adresseneingängen des Speichers (13) zuführbar ist, daß das modifizierte Aperturkorrektursignal von Datenausgängen des Speichers (13) über eine zweite Multiplizierschaltung (14) abnehmbar ist und daß den Multiplizierschaltungen (12, 14) einstellbare Signale zur Veränderung der Kennlinie zuführbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Multiplizierschaltung (12) ein Signal (1/C) zur Einstellung eines Schwellwertes der Kennlinie und der zweiten Multiplizierschaltung (14) ein Signal zugeführt wird, welches durch Multiplikation des Kehrwertes (C) des Signals zur Einstellung des Schwellwertes und einem Signal (Sp, Sn) zur Einstellung der Steigung der Kennlinie oberhalb des Schwellwertes gebildet wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Einstellung des Schwellwertes und das Produkt des Kehrwertes des Signals zur Einstellung des Schwellwertes und dem Signal zur Einstellung der Steigung als Tabellen in einem Speicher (19, 20) abgelegt sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Aperturkorrektursignals ein Signal (Sp) zur Einstellung der Steigung des positiven oder ein Signal (Sn) zur Einstellung der Steigung des negativen Teils der Kennlinie zuführbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Tabelle (21) das Produkt des Kehrwertes des Signals zur Einstellung des Schwellwertes und eines die Steigung des negativen Teils der Kennlinie einstellenden Signals (Sn) abgelegt ist und daß ein Umschalter (22) vorgesehen ist, dem als Steuersignal das Vorzeichen des Aperturkorrektursignals zuführbar ist, dessen Eingängen die aus den Tabellen ausgelesenen Produkte zuführbar sind und dessen Ausgang mit der zweiten Multiplizierschaltung (14) verbunden ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Einstellung des Schwellwertes und der Steigung mit Hilfe von Codierschaltern (16, 17, 18) eingebbar sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Einstellung des Schwellwertes und der Steigung über eine digitale Schnittstelle (23) eingebbar sind.