DE3927101C2 - - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zum Be­ arbeiten von Luminanzsignalen, also von Signalen, die die ört­ liche Helligkeit und damit den Inhalt eines Bildes bestimmen, wie es z. B. durch ein Fernsehsignal übertragen wird oder von einer Videokamera oder einem Videorecorder abgegeben wird.

Stand der Technik

Um Luminanzsignale zu entrauschen, ist es bekannt, ein Additions­ glied zu verwenden, dem die Luminanzsignale einerseits unmittel­ bar und andererseits um die Dauer einer Zeile verzögert zuge­ führt werden. Das mit dem Quotienten 2 geteilte Additionssig­ nal weist eine Rauschverbesserung um 3 dB auf. Außerdem gleicht diese Rauschverbesserungsschaltung Helligkeitsschwankungen aus, die von Zeile zu Zeile bestehen, wie dies bei Gleichkanalstörun­ gen auftreten kann. Ist eine Zeile etwas heller, als es dem Ori­ ginalbild entspricht, und ist die nächste Zeile etwas dunkler, und wiederholt sich dieser Fehler, weist das mit dem Quotienten 2 geteilte Additionssignal für alle Zeilen einen Wert auf, der der Helligkeit des Originales entspricht.

Die genannte, vor einigen Jahren in der Literatur diskutierte Rauschverbesserungsschaltung fand in der Praxis jedoch keinen Einsatz, vermutlich aufgrund der durch die Mittelung hervorge­ rufenen Kantenunschärfe. Liegt nämlich ein in Zeilenrichtung ver­ laufender Übergang von einer hellen zu einer dunklen Fläche vor, wird beim Übergang zum Signal der ersten dunklen Zeile das ver­ zögerte Signal der letzten hellen Zeile addiert und dann die Summe geteilt, wodurch ein Signal für nur mittelhellen Pegel ge­ bildet ist. Der Übergang zwischen hell und dunkel wird also ver­ schmiert.

Angesichts des beschriebenen Nachteiles bestand das altbekannte Problem weiter fort, ein Verfahren und eine Schaltung zum Ent­ rauschen und zum Beseitigen gewisser Gleichkanalstörungen in Luminanzsignalen anzugeben, welches Verfahren bzw. welche Schal­ tung nicht zu Kantenunschärfe führt.

Darstellung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren sorgt nicht grundsätzlich für eine Mittelung zwischen einem unverzögerten und einem verzöger­ ten Luminanzsignal, sondern diese Mittelung wird nur vorgenom­ men, wenn sich diese beiden Signale um weniger als einen vorge­ gebenen Differenzwert voneinander unterscheiden.

Unterscheiden sich die beiden Luminanzsignale um mehr als den vorgegebenen Differenzwert, kann in unterschiedlicher Art und Weise vorgegangen werden, je nach Schaltungsaufwand, der betrie­ ben werden soll. Sehr einfach ist ein Verfahren realisierbar, bei dem im eben genannten Fall immer dasjenige Luminanzsignal ausgegeben wird, das den höheren Pegel aufweist. Dies sorgt für scharfe Kantenübergänge, jedoch werden sich direkt abwechselnde helle und dunkle Zeilen nicht aufgelöst, was jedoch nur in Test­ bildern oder unter anderen seltenen Voraussetzungen auffällt. Sollten auch sich abwechselnde helle und dunkle Zeilen aufgelöst werden können, ist für den Fall, daß sich die beiden Luminanz­ signale um mehr als den vorgegebenen Differenzwert voneinander unterscheiden, ein komplizierteres Verfahren anzuwenden, das weiter unten zum Erläutern einer erfindungsgemäßen Schaltung näher beschrieben wird.

Eine erste erfindungsgemäße Schaltung weist neben einem Verzöge­ rungsglied zum oben genannten Verzögern eines Luminanzsignals und neben einem Additionsglied zum Addieren des verzögerten und des unverzögerten Luminanzsignales in bekannter Weise noch fol­ gende Funktionsglieder auf:

• - eine erste Durchlaß-Schwellenschaltung zwischen dem Ausgang des Verzögerungsgliedes und dem Ausgang des Additionsgliedes
• - und eine zweite Durchlaß-Schwellenschaltung zwischen der Lei­ tung für das unverzögerte Luminanzsignal und dem Ausgang des Additionsgliedes.

Diese Schaltung gibt immer das Luminanzsignal mit höherem Pegel aus, wodurch insgesamt eine Bildaufhellung erfolgt, jedoch keine merkbare Bildinhaltsverfälschung, jedenfalls so lange, wie nicht abwechselnde helle und dunkle Zeilen verstärkt auftreten, wie z. B. in einem Testbild.

Eine andere erfindungsgemäße Schaltung weist neben dem genannten Verzögerungsglied und dem genannten Additionsglied noch folgende Funktionsglieder auf:

• - ein Subtraktionsglied zum Subtrahieren der beiden Luminanzsig­ nale voneinander und zum Ausgeben des dabei gebildeten Diffe­ renzsignales,
• - eine Durchlaß-Schwellenschaltung, zum Ausgeben eines entstör­ ten Signales, wobei diese Schaltung so ausgebildet ist, daß das von ihr ausgegebene Signal einen ersten, vorgegebenen Pe­ gel aufweist, wenn das Differenzsignal zwischen einem oberen Schwellenwert und einem unteren Schwellenwert liegt, aber einen variablen Pegel aufweist, wenn das Differenzsignal außerhalb dem Bereich zwischen den beiden Schwellenwerten liegt, wobei der variable Pegel der Differenz zwischen dem Pegel des Diffe­ renzsignales und dem Schwellenwert gleichen Vorzeichens ent­ spricht,
• - und ein zweites Additionsglied, das das entstörte Signal zur Summe der beiden Luminanzsignale addiert und das dabei gebil­ dete Signal als bearbeitetes Ausgangssignal ausgibt.

Diese Schaltung mittelt geringe Helligkeitsunterschiede zwischen benachbarten Zeilen aus, gibt aber tatsächlich helle und dunkle Zeilen als solche wieder. Übersteigen die Helligkeitsunterschiede nämlich die genannten Schwellwerte, wird zur Summe der beiden Luminanzsignale ein weiteres Signal addiert, das aus der Diffe­ renz der beiden Luminanzsignale gebildet ist. Dadurch wird die mittelnde Wirkung der ersten Addition wieder aufgehoben, so daß helle und dunkle Zeilen tatsächlich als solche erscheinen.

Damit mit dem Differenzsignal die Wirkung des Additionssignales aufgehoben werden kann, muß der Pegel des entstörten Signals im wesentlichen dem Pegel des Differenzsignals entsprechen. Das ent­ störte Signal unterscheidet sich vom Differenzsignal dadurch, daß der Schwellenwert abgezogen ist. Dieser Schwellenwert muß also entweder immer dann addiert werden, wenn die Durchlaß- Schwellenschaltung ein variables Signal ausgibt, oder der variab­ le Pegel muß entsprechend verstärkt werden. Das Verstärken er­ folgt mit Hilfe einer Verstärkungsanordnung, die an beliebiger Stelle im Signalaufbereitungsweg für den variablen Pegel ange­ ordnet ist. In der einfachsten Ausführungsform ist sie auf einen festgelegten Verstärkungsfaktor eingestellt, der vorzugsweise so bemessen ist, daß eine weiße Zeile auch genau wieder als solche wiedergegeben wird.

Aus der Druckschrift DE 30 29 342 A1 ist zwar eine Kammfilterschaltung bekannt, in der aus einem unverzögerten und dem um eine Videozeile verzögerten eingangsseitigen Videosignal ebenfalls ein Differenzsignal gebildet wird. Mit diesem Differenzsignal wird jedoch nicht die Wirkung des Additionssignales des offenbarten Kammfilters aufgehoben, sondern der Pegel des verzögerten eingangsseitigen Videosignales so gesteuert, daß es gleich dem Pegel des unverzögerten eingangsseitigen Videosignales am Eingang der Additionsschaltung des Kammfilters ist. Diese Pegelgleichheit bewirkt in der Additionsschaltung des offenbarten Kammfilters die Auslöschung der Signalanteile des Farbartsignales, so daß das in der Druckschrift offenbarte Kammfilter am Ausgang der Additionsschaltung das vom Chrominanzsignal befreite Luminanzsignal des eingangsseitigen Videosignales liefert.

Die Schaltung mit dem Subtraktionsglied kann auf einfache Weise so weitergebildet werden, daß sie zu einer zusätzlichen opti­ schen Verbesserung der Kantenschärfe führt. Zur Verbesserung der optischen Kantenschärfe ist die sogenannte Crispening-Schaltung bekannt, die dafür sorgt, daß zu einem Luminanzsignal mit sich sprunghaft änderndem Pegel ein pulsförmiges Signal addiert wird, das durch Differenzierung des Luminanzsignales gebildet ist.

Wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung mit Subtraktionsglied ein zweites Verzögerungsglied verwendet, ergibt sich bei sprung­ hafter Änderung des Luminanzsignales ein Puls. Dieser wird durch die bereits genannte zweite Additionsschaltung zu den Luminanz­ signalen addiert, wodurch in bezug auf die optische Verbesserung der Kantenschärfe die Wirkung der Crispening-Schaltung erzielt ist. Der Unterschied liegt darin, daß der korrigierende Impuls nicht durch Differenzierung, sondern durch eine Verzögerungsmaß­ nahme gewonnen wird. Das springende Signal und das Pulssignal müssen in bekannter Weise mit einem gewissen Zeitversatz zusam­ mengefügt werden. Hierzu dient ein drittes Verzögerungsglied.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 Schaltung zum Bearbeiten von Luminanzsignalen mit Hilfe zweier Durchlaß-Schwellenschaltungen;

Fig. 2 Schaltung zum Bearbeiten von Luminanzsignalen mit Hilfe zweiter Additionsglieder, eines Subtraktions­ gliedes und einer Durchlaß-Schwellenschaltung;

Fig. 3 schematische Darstellung eines Bildschirms mit einer vorgegebenen Helligkeitsverteilung;

Fig. 4a schematische Darstellung der Helligkeitsverteilung mehrerer Zeilen im oberen Bereich des Bildschirms gemäß Fig. 3;

Fig. 4b Darstellung des örtlichen Helligkeitsverlaufs für eine ungeradzahlige Zeile in Fig. 4a;

Fig. 4c Darstellung entsprechend Fig. 4b, jedoch für eine geradzahlige Zeile;

Fig. 4d Darstellung gemäß Fig. 4a, jedoch für Zeilen im un­ teren Bereich des Bildschirms gemäß Fig. 3;

Fig. 4e Darstellung des örtlichen Helligkeitsverlaufs für eine ungeradzahlige Zeile in der Darstellung gemäß Fig. 4d;

Fig. 4f Darstellung entsprechend Fig. 4e, jedoch für eine geradzahlige Zeile;

Fig. 5a-5f Darstellungen entsprechend denen der Fig. 4, jedoch für den Fall eines Fehlers in der Helligkeits­ verteilung im oberen rechten Quadranten des Bild­ schirms;

Fig. 6a-6f Darstellungen entsprechend denen von Fig. 4, je­ doch mit korrigiertem Fehler im oberen rechten Quad­ ranten des Bildschirms, bei welcher Korrektur ein Fehler im unteren rechten Quadranten entstanden ist;

Fig. 7 Folge von Signalen (ortskorrelierter Helligkeitsver­ läufe) zum Erläutern der Funktion der Schaltung gemäß Fig. 2;

Fig. 8 Schaltung ähnlich der von Fig. 2, jedoch mit zwei zusätzlich Verzögerungsgliedern zum optischen Verbes­ sern der Kantenschärfe, und

Fig. 9 Darstellung von Signalen (ortskorrelierter Hellig­ keitsverläufe) zum Erläutern der Funktion der Schal­ tung gemäß Fig. 8.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Die Schaltung gemäß Fig. 1 weist ein Verzögerungsglied 11, ein Additionsglied 12, eine erste Diode 13.1 als erste Durchlaß- Schwellenschaltung und eine zweite Diode 13.2 als zweite Durch­ laß-Schwellenschaltung auf. Das Verzögerungsglied ist ein sol­ ches, das ein Eingangssignal um eine Horizontalperiode (1 H), also um die Dauer einer Zeile, verzögert. Das von ihm verzögerte Luminanzsignal und das unverzögerte Luminanzsignal werden im Additionsglied 12 addiert und die Summe wird halbiert. Das so gemittelte Signal weist eine Rauschverbesserung von 3 dB gegen­ über dem unbearbeiteten Luminanzsignal auf. Außerdem werden ab­ wechselnde Helligkeitsunterschiede von Zeile zu Zeile gemittelt. Damit dieses Mitteln von Helligkeitsunterschieden nur dann er­ folgt, wenn die Helligkeitsunterschiede von Zeile zu Zeile nur gering sind, bei größeren Unterschieden, wie sie an Kanten zwi­ schen hellen und dunklen Flächen auftreten, aber kein verwisch­ ter Übergang erfolgt, sind die beiden Dioden vorhanden. Jede Diode verbindet einen der beiden Eingänge des Additionsgliedes 12 mit dessen Ausgang. Dadurch ist gewährleistet, daß das ausgege­ bene Signal den höheren Pegel von den beiden Pegeln der dem Addi­ tionsglied 12 zugeführten Luminanzsignale aufweist.

Es sei angenommen, daß Schwarz einem Pegel von 0 Volt und Weiß einem Pegel von 10 Volt entspreche. Findet nun ein Wechsel von einer weißen Fläche in eine schwarze Fläche statt, weist das un­ verzögerte Luminanzsignal den Pegel 0 Volt auf, während das ver­ zögerte Signal noch auf dem Pegel 10 Volt steht. Über die Diode 13.1, der das verzögerte Signal zugeführt wird, wird dann eine Spannung von 9,4 Volt (10 Volt Luminanzsignalspannung -0,6 Volt Diodenschwellspannung) auf die Ausgangsleitung gegeben. In der folgenden Zeile weisen beide Luminanzsignale den Pegel für Schwarz auf. Dementsprechend gibt das Additionsglied 12 0 Volt aus; die Dioden sperren. Der Übergang zwischen einer weißen und einer schwarzen Fläche wird somit über eine fast weiße Zeile bewirkt. Entsprechendes gilt für einen Übergang von einer schwar­ zen auf eine weiße Fläche. Ohne die beiden Dioden 13.1 und 13.2 wäre der Übergang durch eine graue Zeile gegeben.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 sorgt somit aufgrund der Mittelung bei kleinen Unterschieden in den Pegeln der Luminanzsignale für verringertes Rauschen und für das Beseitigen von zeilenweisen Hell-Dunkel-Störungen, weist aber dennoch gute Kantenschärfe bei flächenhaften Übergängen von hell nach dunkel auf. Einzelne auf­ einanderfolgende helle und dunkle Zeilen, wie sie insbesondere in Testbildern oder bei Monitoranwendungen vorkommen, können jedoch nicht aufgelöst werden. Dies ist jedoch mit der Schaltung gemäß Fig. 2 möglich, unter Aufrechterhalten der eben genannten weiteren Vorteile.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 verfügt über das bereits genannte Verzögerungsglied 11 und das Additionsglied 12. Außerdem sind ein Subtraktionsglied 14, eine Durchlaß-Schwellenschaltung 15 mit zwei antiparallel geschalteten Dioden, ein einstellbarer Verstärker 16, ein zweites Additionsglied 17 und ein Divisions­ glied 18 vorhanden. Dem Subtraktionsglied 14 werden das unver­ zögerte Luminanzsignal (Signal A) und das verzögerte Luminanz­ signal (Signal B) vom Verzögerungsglied 11 zugeführt. Sein Aus­ gangssignal gelangt über die Durchlaß-Schwellenschaltung 15 und den Verstärker 16 an das zweite Additionsglied 17, wo Addition zur Summe aus den beiden Luminanzsignalen erfolgt, also zum Additionssignal, wie es vom Additionsglied 12 ausgegeben wird, dem die beiden genannten Luminanzsignale zugeführt werden. Das Divisionsglied 18 halbiert den Pegel des Signals vom zweiten Additionsglied 17.

Bevor auf die Funktion dieser Schaltung näher eingegangen wird, seien verschiedene Varianten der Schaltung erläutert, die sich unmittelbar aus dem Aufbau der Schaltung erkennen lassen. Z. B. kann ein Halbieren von Signalen an beliebiger Stelle des Signal­ verarbeitungsweges erfolgen, angefangen beim Eingangssignal. Zweckmäßig ist es jedoch, die Halbierung möglichst spät vorzu­ nehmen, damit auf dem Signalweg das Signal/Rausch-Verhältnis möglichst hoch bleibt. Die Verstärkung des Signals, das dem zweiten Additionsglied 17 zugeführt wird, kann an beliebiger Stelle im zugehörigen Signalverarbeitungsweg erfolgen, z. B. da­ durch, daß bereits die dem Subtraktionsglied 14 zugeführten bei­ den Luminanzsignale vorverstärkt werden.

Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 2 wird an einem Beispiel erläutert, das von einer Helligkeitsverteilung eines Luminanz­ signales ausgeht, das auf einem Bildschirm zu einer Helligkeits­ verteilung führt, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die linke Hälfte des Bildschirms ist ganz schwarz, der obere rechte Quad­ rant ist fast weiß, nämlich mit etwa 90% der Helligkeit von weiß, und im unteren rechten Quadranten verlaufen abwechselnd weiße und schwarze Zeilen. Die genannten Helligkeitsverläufe sind detailliert aus den Fig. 4a und 4b für jeweils vier aufein­ anderfolgende Zeilen erkennbar. Die jeweils oberste der vier Zeilen ist als ungeradzahlige Zeile u bezeichnet. Fig. 4b stellt den zeitlichen (und damit örtlichen) Verlauf entlang einer Zeile des Luminanzsignales für eine ungeradzahlige Zeile in der oberen Bildhälfte dar. Fig. 4c zeigt Entsprechendes für eine geradzah­ lige Zeile, Fig. 4e Entsprechendes für eine ungeradzahlige Zeile in der unteren Bildhälfte und Fig. 4f Entsprechendes für eine geradzahlige Zeile in der unteren Bildhälfte.

Es sei nun angenommen, daß im oberen rechten Quadranten ein Feh­ ler auftrete, z. B. durch eine Gleichkanalstörung oder durch ge­ wisse Signalverarbeitungsmaßnahmen. Im oberen rechten Quadranten sollen nämlich nicht mehr alle Zeilen einen Pegel aufweisen, der 9/10 von Weiß entspricht, sondern die Zeilenhelligkeit soll ab­ wechselnd um jeweils etwa 10% abgesenkt bzw. angehoben sein, so daß die Helligkeit in der rechten Hälfte einer ungeradzahligen Zeile etwa 8/10 von Weiß entspricht, während sie in der rechten Hälfte einer geradzahligen Zeile gerade Weiß entspricht. Der In­ halt der Signale für die untere Hälfte des Bildschirms sei un­ verändert.

Die bekannte Maßnahme des Addierens des unverzögerten Luminanz­ signales für eine Zeile zum verzögerten Luminanzsignal für die Vorzeile führt dazu, daß der Fehler im oberen rechten Quadran­ ten behoben wird, wie dies in Fig. 6a dargestellt ist; die rech­ ten Hälften aller Zeilen weisen wieder einen Pegel von 9/10 von Weiß auf, wie dies auch aus den Fig. 6b und 6c hervorgeht. Von der Mittelung wurden aber auch die sich abwechselnden hellen und dunklen Zeilen im unteren rechten Quadranten erfaßt, so daß dort die rechten Hälften aller Zeilen jeweils denselben Pegel aufwei­ sen, der 1/2 von Weiß entspricht. Dies ist auch aus den Fig. 6e und 6f erkennbar.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 sorgt dafür, daß der in Fig. 5a dar­ gestellte Fehler korrigiert wird, ohne den Bildinhalt gemäß Fig. 5d zu zerstören. Fig. 7 stellt in vier Kolonnen die zeit­ lichen Verläufe der Luminanzsignale für die Quadranten "oben links", "oben rechts", "unten links" und "unten rechts" im Bild­ schirm gemäß Fig. 3 dar. Der jeweilige Signalinhalt ist für die meisten innerhalb der Schaltung von Fig. 2 auftretenden Signale davon abhängig, ob das unverzögerte Signal A eines für eine ge­ radzahlige Zeile g oder eines für eine ungeradzahlige Zeile u ist. Diese Unterschiede sind in drei Kolonnen vor den vier Ko­ lonnen für die Verläufe des Luminanzsignales markiert.

Das Additionsglied 12 addiert die beiden Luminanzsignale A und B und gibt das Additionssignal C aus. Dieses ist für alle Zeilen in der oberen bzw. der unteren Bildschirmhälfte jeweils gleich, da es bei der Summenbildung unerheblich ist, welches von den beiden Luminanzsignalen A und B dasjenige für eine geradzahlige und welches dasjenige für eine ungeradzahlige Zeile ist.

Das Subtraktionsglied 14 zieht das verzögerte Luminanzsignal B vom unverzögerten Signal A ab. Da sich die Inhalte der geradzah­ ligen und ungeradzahligen Zeilen sowohl in der oberen wie auch in der unteren Bildhälfte beim Fall von Fig. 5, der diesen Aus­ führungen zugrunde liegt voneinander unterscheiden, hängt der Wert des Differenzsignales D davon ab, ob das unverzögerte Sig­ nal A dasjenige für eine geradzahlige Zeile g oder dasjenige für eine ungeradzahlige Zeile u ist. Das Differenzsignal für den erstgenannten Fall ist in Fig. 7 mit Dg bezeichnet, dasjenige für den zweiten Fall mit Du. Im Beispielsfall ist der Pegel des Signals Dg in der rechten Hälfte einer oberen Zeile -2/10 des Weißpegels, während er für die rechte Hälfte einer unteren Zeile gerade dem negativen Wert des Pegels für Weiß entspricht. Für das Signal Du sind die Vorzeichen umgekehrt.

Durch die Durchlaß-Schwellenschaltung 15 wird nur derjenige An­ teil des Pegels des Differenzsignales D (Dg oder Du) weiterge­ geben, der betragsmäßig über einen Schwellenwert mit dem Vorzei­ chen des Differenzsignales liegt, also entweder über einem oberen Schwellenwert SH oder unter einem unteren Schwellenwert SL. Gemäß Fig. 7 sind die Schwellenwerte so bemessen, daß sie be­ tragsmäßig 20% des Weißpegels ausmachen. Derartig hoch liegende Schwellen sind in der Praxis nicht erforderlich, wurden jedoch für die Darstellungen gemäß Fig. 7 zum Veranschaulichen der Vor­ gänge gewählt. Bei praktischen Versuchen stellte sich heraus, daß gute Ergebnisse mit Schwellenwerten erzielt werden, die be­ tragsmäßig bei etwa 5-10% des Weißpegels liegen. Unter Anwen­ dung der Durchlaß-Schwellenschaltung 15 gemäß Fig. 2 mit anti­ parallelen Dioden bedeutet dies, daß das Differenzsignal im Sub­ traktionsglied 14 so aufzubereiten ist, daß es für Weiß einen Pegel von etwa 6-7 Volt aufweist.

Die der Schwellenprüfung unterzogenen Signale E hängen in ihrem zeitlichen Verlauf wiederum davon ab, ob das unverzögerte Signal dasjenige für eine geradzahlige Zeile war (dies führt zum be­ werteten Signal Eg) oder ob es sich dabei um eine ungeradzahlige Zeile handelte (was das Signal Eu zur Folge hat). Die Differenz­ angabe |g-u| für das Signal Eg bedeutet nicht, daß es sich hier um eine betragsmäßige Darstellung der Differenz g-u handelt, sondern die senkrechten Striche sollen anzeigen, daß die Diffe­ renz zwischen dem unverzögerten Luminanzsignal für eine gerad­ zahlige Zeile g und dem verzögerten Luminanzsignal für eine un­ geradzahlige Zeile u einer Schwellenbeurteilung unterzogen wur­ den. Die bewerteten Signale Eg und Eu unterscheiden sich nicht mehr für geradzahlige und ungeradzahlige Zeilen in der oberen Bildhälfte, in der Unterschiede in den Zeilen nur durch Störun­ gen zustande kamen. Die Signale Eg und Eu unterscheiden sich da­ gegen voneinander für die Zeilen der unteren Bildhälfte, in der tatsächlich unterschiedliche Zeilen, nämlich weiße und schwarze Zeilen darzustellen sind.

Die unterschiedlichen Verläufe der entstörten Signale für Zeilen in der oberen bzw. der unteren Bildhälfte werden im zweiten Addi­ tionsglied 17 genutzt. Dieses erhält, wie bereits oben ausge­ führt, das Additionssignal C vom Additionsglied 12. Im Additions­ glied 12 wurden alle Zeilenunterschiede ausgemittelt, unabhängig davon, ob dieses Mitteln zum Ausgleichen von Störungen erwünscht ist oder ob es unerwünscht ist, da eigentlich helle und dunkle Zeilen dargestellt werden sollen. Werden zu diesem gemittelten Additionssignal C die bei der Schwellenprüfung gebildeten ent­ störten Signale E addiert, hat dies zur Folge, daß das Additions­ signal nicht verändert wird, wenn die entstörten Signale Schwarz­ pegel aufweisen, da das Differenzsignal die Schwellenwerte nicht überschritt. Die vom Additionsglied 12 hervorgerufene Mittelung bleibt somit erhalten, so daß im Beispielsfall im oberen rechten Quadranten wieder ein gleichmäßig helles Bild mit etwa 90% des Weißpegels erscheint. In den Fällen jedoch, in denen das Diffe­ renzsignal die Schwellenwerte übersteigt, sind die Helligkeits­ unterschiede für unterschiedliche Zeilen durch unterschiedliche Pegel der entstörten Signale gegeben. Da diese Signale zum ge­ mittelten Additionssignal C addiert werden, zeigt das bearbeitete Ausgangssignal die ursprünglichen Helligkeitsunterschiede wieder an.

Wenn in einem Originalbild von Zeile zu Zeile ein Helligkeits­ unterschied besteht, der einer Potentialdifferenz der Luminanz­ signale von 8 Volt entspricht, gibt die Durchlaß-Schwellenschal­ tung 15 ein entstörtes Signal von nur knapp über 7 Volt aus. Zum Additionssignal C müssen jedoch 8 Volt addiert werden, um die ursprüngliche Helligkeitsdifferenz wieder darstellen zu kön­ nen. Allgemein gilt, daß das dem zweiten Additionsglied 17 von der Subtraktionsseite her zugeführte Signal F im wesentlichen denjenigen Pegel aufweisen sollte, der dem Pegel des Differenz­ signales entspricht. Mit mathematischer Exaktheit ließe sich dies dadurch erzielen, daß zum entstörten Signal E dann, wenn es einen der Schwellenwerte übersteigt, genau der zugehörige Schwel­ lenwert addiert wird. Eine entsprechend schnell arbeitende Schal­ tung läßt sich jedoch nur mit großem Aufwand realisieren. Für die Praxis reicht es aus, die Summierung durch eine Verstärkung nachzubilden. Hierzu dient der Verstärker 16, der als variabler Verstärker dargestellt ist. Es kann sich um einen logarithmischen Verstärker handeln. Es hat sich aber gezeigt, daß es für die Praxis ausreicht, einen Verstärker mit festem Verstärkungsfaktor einzusetzen, und zwar mit demjenigen Verstärkungsfaktor, der er­ forderlich ist, um abwechselnde schwarze und weiße Zeilen wieder genaue als schwarze und weiße Zeilen auszugeben. Bei kleineren Pegeln ergeben sich dann leichte Korrekturfehler, die jedoch auch in Testbildern nur bei besonderer Aufmerksamkeit in Grau­ stufenskalen auffallen.

Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 7 auch das Ausgangssignal des Divisionsgliedes 18 dargestellt ist. Wie bereits oben erläu­ tert, kann eine Division mit dem Quotienten 2 auch an anderer Stelle der Schaltung erfolgen. In diesem Fall würde bereits das Ausgangssignal G vom zweiten Additionsglied 17 den Verlauf auf­ weisen, wie er in Fig. 7 für das Signal H vom Divisionsglied 18 dargestellt ist.

Durch Vergleich der ersten beiden Diagramme in Fig. 7 mit den letzten beiden Diagrammen in Fig. 7 wird erkennbar, daß sich am Verlauf der Luminanzsignale für unterschiedliche Zeilen in der unteren Bildhälfte nichts geändert hat, während die Luminanzsig­ nale in der oberen Bildhälfte nach dem Bearbeiten durch die Schaltung gemäß Fig. 2 gleich sind, während sie aufgrund des an­ hand von Fig. 5 besprochenen Fehlers am Eingang der Schaltung ungleich waren.

Durch Vergleich der genannten Diagramme fällt weiter auf, daß die Schaltung dann, wenn sie das Luminanzsignal einer geradzah­ ligen Zeile als unverzögertes Signal verarbeitet, ein Signal aus­ gibt, das dem Signal für eine geradzahlige Zeile entspricht. Würde die Subtraktion im Subtraktionsglied 14 mit umgekehrten Vorzeichen vorgenommen werden, würde also das unverzögerte Lumi­ nanzsignal vom verzögerten abgezogen werden, würde die Schaltung dann, wenn gerade das Luminanzsignal für eine geradzahlige Zeile ausgegeben wird, das Signal für eine ursprünglich ungeradzahlige Zeile ausgeben. Die Schaltung würde dann den gesamten Bildinhalt um eine Zeile verschieben, was für die Anwendung unerheblich ist.

Die Schaltung gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 2 durch zwei weitere Funktionsglieder, nämlich ein zweites Verzögerungsglied 19 und ein drittes Verzögerungsglied 20, die beide Verzögerungszeiten aufweisen, die einem geringen Bruchteil einer Zeilendauer, z. B. einem Tausendstel bis einem Hundertstel einer Zeilendauer, entsprechen. Über das zweite Ver­ zögerungsglied 19 wird das zunächst unverzögerte Lumianzsignal A dem Subtraktionsglied 14 zugeführt. Es dient zum weiteren Verzö­ gern des unverzögerten Luminanzsignales A und des verzögerten Luminanzsignales B um eine zweite kleine Zeitspanne gegeneinan­ der. Das zweite Verzögerungsglied kann dementsprechend auch an einer anderen Stelle der Schaltung liegen, sofern die genannte gegenseitige Verzögerung erzielt wird. Das dritte Verzögerungs­ glied 20 liegt zwischen dem Additionsglied 12 und dem zweiten Additionsglied 17. Es dient zum Verzögern des entstörten Signa­ les F und des Additionssignales C gegeneinander um eine zweite kleine Zeitspanne. Auch dieses Verzögerungsglied kann an anderer Stelle der Schaltung liegen, solange die genannte gegenseitige Verzögerung erzielt wird.

Zum Veranschaulichen der Schaltung von Fig. 8 dient das Diagramm von Fig. 9. In diesem ist davon ausgegangen, daß in zwei aufein­ anderfolgenden Zeilen die Bildhelligkeit jeweils an derselben Stelle in horizontaler Richtung des Schirmes von Schwarz nach Weiß wechselt. Die Diagramme für das unverzögerte Luminanzsignal und das verzögerte Luminanzsignal, das zu einer Vorzeile gehört, sind daher deckungsgleich. Die Differenz zwischen den genannten Luminanzsignalen ist daher dauernd Null. Nicht dauernd Null ist dagegen die Differenz zwischen dem geringfügig verzögerten Lumi­ nanzsignal A′ und dem um eine Zeile verzögerten Luminanzsignal B. Das entstörte Signal F ist dadurch pulsförmig. Dieser Puls wird zu dem etwas verzögerten Additionssignal C addiert, das nach Verzögerung als Signal C′ bezeichnet ist. Die Addition des puls­ förmigen Signales F zum sich sprunghaft ändernden Signal C′ führt zu einer Versteilerung der Anstiegsflanke im bearbeiteten Ausgangssignal G. Das Summieren des sich sprunghaft ändernden Signales und des pulsförmigen Signales entspricht dem Vorgehen, wie es in einer Crispening-Schaltung zum Verbessern des optischen Eindrucks von Kantenschärfe verwendet wird. Die erste und die zweite Zeitspanne in den Verzögerungsgliedern 19 und 20 sind nach Größe und Richtung so zu bemessen, daß die Anstiegsflanke an einer Kante von dunkel nach hell möglichst steil ist. An einem Abfall von hell nach dunkel soll die abfallende Flanke möglichst steil sein.

Claims (5)

1. Verfahren zum Bearbeiten von Luminanzsignalen, bei dem ein unverzögertes Luminanzsignal (A) und ein verzögertes Luminanz­ signal (B) gemittelt werden, um ein bearbeitetes Ausgangs­ signal (G) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelung nur vorgenommen wird, wenn sich die beiden Lu­ minanzsignale (A, B) um weniger als einen vorgegebenen Diffe­ renzwert voneinander unterscheiden.

2. Schaltung zum Bearbeiten von Luminanzsignalen mit

• - einem Verzögerungsglied (11) zum Verzögern eines Luminanz­ signales um eine Zeilendauer (1 H) und
• - einem Additionsglied (12) zum Addieren des verzögerten Lu­ minanzsignales (B) zu einem unverzögerten Luminanzsignal (A) und zum Ausgeben des dabei gebildeten Additionssignales (C), gekennzeichnet durch
• - eine erste Durchlaß-Schwellenschaltung (13.1) zwischen dem Ausgang des Verzögerungsgliedes (11) und dem Ausgang des Additionsgliedes (12),
• - und eine zweite Durchlaß-Schwellenschaltung (13.2) zwischen der Leitung für das unverzögerte Luminanzsignal (A) und dem Ausgang des Additionsgliedes (12).

3. Schaltung zum Bearbeiten von Luminanzsignalen mit

• - einem Verzögerungsglied (11) zum Verzögern eines Luminanz­ signales um eine Zeilendauer (1 H) und
• - einem Additionsglied (12) zum Addieren des verzögerten Lu­ minanzsignales (B) zu einem unverzögerten Luminanzsignal (A) und zum Ausgeben des dabei gebildeten Additionssignales (C), gekennzeichnet durch
• - ein Subtraktionsglied (14) zum Subtrahieren der beiden Luminanzsignale (A, B) voneinander und zum Ausgeben des dabei gebildeten Differenzsignales (D),
• - eine Durchlaß-Schwellenschaltung (15) zum Ausgeben eines entstörten Signales (E), wobei diese Schaltung so ausgebil­ det ist, daß das von ihr ausgegebene Signal
  • - einen ersten, vorgegebenen Pegel, (S) aufweist, wenn das Differenzsignal (D) zwischen einem oberen Schwellenwert (SH) und einem unteren Schwellenwert (SL) liegt,
  • - aber einen variablen Pegel aufweist, wenn das Differenz­ signal außerhalb dem Bereich zwischen den beiden Schwellen­ werten liegt, wobei der variable Pegel der Differenz zwi­ schen dem Pegel des Differenzsignales und dem Schwellen­ wert gleichen Vorzeichens entspricht,
• - und ein zweites Additionsglied (17), das das entstörte Signal (E) zum Additionssignal (C) addiert und das dabei gebildete Signal als bearbeitetes Ausgangssignal (G) aus­ gibt.

4. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Verstärkungsanordnung (16) zum Einstellen des variablen Pegels des entstörten Signales (E) auf einen Pegel, der im wesentlichen dem Pegel des Differenzsignals (D) entspricht.

5. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

• - ein zweites Verzögerungsglied (19) zum weiteren Verzögern des unverzögerten Luminanzsignales (A) und des verzögerten Luminanzsignales (B) gegeneinander um eine erste kleine Zeitspanne, die einem geringen Bruchteil einer Zeilendauer entspricht,
• - und ein drittes Verzögerungsglied (20) zum Verzögern des entstörten Signales (F) und des Additionssignales (C) ge­ geneinander um eine zweite kleine Zeitspanne,
• - wobei die erste und die zweite Zeitspanne nach Größe und Richtung so bemessen sind, daß mit dem bearbeiteten Aus­ gangssignal eine optische Kantenschärfenverbesserung er­ zielt wird.