DE4011835A1 - Schaltungsanordnung zur generierung eines standbild-signals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbild-Signals aus einem digitalen Fernsehsignal, das je Vollbild zwei im Zwischenzeilen­ verfahren generierte Teilbilder aufweist.

Für die Darstellung eines Standbildes aus einem Fernseh­ signal, beispielsweise auf Fernsehgeräten bzw. Monitoren, ist in nach dem nach dem Stande der Technik bekannten Schaltungsanordnungen ein Bildspeicher vorgesehen, in welchen ein Teilbild eingelesen wird und zur Standbild­ darstellung wiederholt ausgelesen wird, wobei dieses eine Teilbild zweifach im Zwischenzeilenverfahren dargestellt wird, so daß also zwei benachbarte Zeilen des schließlich dargestellten Standbildes den gleichen Informationsgehalt aufweisen. Es ergibt sich somit gegenüber dem ursprüng­ lichen Vollbild eine halbierte Auflösung in vertikaler Richtung des Bildes.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbildsignals aus einem digitalen Fernsehsignal anzugeben, welche in der Lage ist, ein Standbild mit verbesserter vertikaler Auflösung zu generieren.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Teilbildspeicher zur Abspeicherung beider Teilbilder eines als Standbild darzustellenden Vollbildes vorgesehen sind, daß die Signale der beiden in den Teilbildspeichern abgespeicherten Teilbilder einem adaptiven Filter zugeführt werden, in welchem ein gefiltertes zweites Teilbild generiert wird, und daß ein Umschalter vorgesehen ist, welcher für die Generierung des an seinem Ausgang zur Verfügung stehenden Standbild-Signals eingangsseitig zyklisch zunächst auf das aus dem ersten Teilbildspeicher ausgelesene Teilbild und nachfolgend auf das das gefilterte zweite Teilbild des Standbildes darstellende Aussgangssignal des adaptiven Filters geschaltet wird.

Jedes Vollbild des digitalen Fernsehsignals weist je zwei Teilbilder auf. Soll nun ein bestimmtes Vollbild als Standbild dargestellt werden, so werden die Teilbilder des betreffenden Vollbildes in je einen Teilbildspeicher eingelesen. Die Signale der beiden in den beiden Teilbild­ speichern abgespeicherten Teilbilder werden einem adaptiven Filter zugeführt. In diesem Filter wird unter Heranziehung der Signale der beiden Teilbilder ein zweites Teilbild generiert, wobei eine vertikale Filterung über jeweils wenigstens drei Zeilen der beiden Teilbilder durchgeführt wird. Zur Generierung des Standbildsignals ist schließlich ein Umschalter vorgesehen, an dessen Ausgang das Standbild-Signal zur Verfügung steht und der eingangsseitig wechselweise auf das aus dem ersten Teilbildspeicher ausgelesene erste Teilbild und auf das von dem adaptiven Filter gelieferte, gefilterte zweite Teilbild geschaltet wird. Am Ausgang des Umschalters stehen diese beiden Teilbilder wechselweise zur Verfügung, so daß ein Standbild-Signal vorliegt, welches aus dem ersten Teilbild und dem gefilterten zweiten Teilbild besteht.

Dieses Standbild-Signal weist eine gegenüber den Anordnungen nach dem Stande der Technik deutlich ver­ besserte Vertikalauflösung auf, ohne daß es dabei zu störenden Bewegungsverschleifungen und Flackereffekten kommt, wie dieses der Fall wäre, wenn das zweite Teilbild in unveränderter, d. h. also nicht gefilterter Form ver­ wendet würde.

Es sind verschiedene Algorithmen für adaptive Filter der oben genannten Art bekannt, welche jedoch bisher nicht für die Generierung eines Standbild-Signales eingesetzt wurden. Eine besonders geeignete Art der Filterung stellt die nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehene Medinah-Filterung dar, bei der eine vertikale, zeitliche Filterung benachbarter Zeilen zweier Teilbilder vorge­ nommen wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuerung vorgesehen, welche das Ein- und Auslesen der Teilbilder in bzw. aus den Teilbildspeichern steuert und welche das Einlesen neuer Teilbilder stoppt, sobald die beiden Teilbilder des als Standbild darzustellenden Vollbildes in die beiden Teilbildspeicher eingelesen wurden.

In die beiden oben erwähnten Teilbildspeicher werden solange immer wieder neue Teilbilder eingelesen, bis die beiden Teilbilder des als Standbild darzustellenden Vollbildes eingelesen wurden. Die Steuerung stoppt dann das Einlesen neuer Teilbilder in die Teilbildspeicher. Die beiden dann in den Teilbildspeichern befindlichen Teil­ bilder werden dann in der oben beschriebenen Weise zur Erzeugung eines Standbild-Signals eingesetzt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerung für eine Darstellung des laufenden Fernsehsignals an Stelle eines Standbildes laufend die neuen Teilbilder des Fernsehsignals in die beiden Teilbildspeicher einliest und das adaptive Filter abschaltet, so daß ausschließlich die aus dem zweiten Teilbildspeicher ausgelesenen Teilbilder das Filter unverändert passieren.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann insofern auch für die Darstellung des laufenden Fernsehsignals eingesetzt werden, als während der Zeiten, in denen keine Standbild-Darstellung erwünscht ist, in die beiden Teilbildspeicher laufend immer wieder die neuen Teilbilder eingelesen werden. Das adaptive Filter wird in diesem Falle abgeschaltet, so daß die aus dem zweiten Teilbild­ speicher ausgelesenen Teilbilder das Filter unverändert passieren und die dem Filter ebenfalls zugeführten Signale des aus dem ersten Teilbildspeicher ausgelesenen Teil­ bildes in dem Filter gesperrt werden. An den Umschalter gelangen dann die unveränderten Teilbilder, wie sie in den Teilbildspeichern abgespeichert sind. Zur Darstellung des laufenden Fernsehsignals schaltet der Umschalter in gleicher Weise wie zur Darstellung eines Standbildes laufend zyklisch zwischen den beiden ihm zugeführten Teilbild-Signalen um.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbild-Signals mit vorgeschaltetem Analog/Digital-Umsetzer und

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen verschiedener Voll- bzw. Teilbilder, anhand deren die Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 erläutert wird.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer digitalen Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbild- Signals aus einem digitalen Fernsehsignal dargestellt, der ein Analog/Digital-Umsetzer 1 vorgeschaltet ist. Dem Analog/Digital-Umsetzer 1 wird ein analoges Fernsehsignal zugeführt, wie es beispielsweise von dem Tuner eines Fernsehempfängers oder aus einem Videorekorder stammen kann. Das Fernsehsignal weist je Vollbild zwei im Zwischenzeilenverfahren generierte Teilbilder auf, welche bei der normalen Darstellung des Fernsehsignals in ineinander verkämmter Weise dargestellt werden.

In dem Analog/Digital-Umsetzer 1 wird das analoge Fernseh­ signal in den digitalen Bereich umgesetzt, in dem es schließlich in Form zeitdiskreter digital codierter Abtastwerte vorliegt.

Das digitale Fernsehsignal ist in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbild- Signals gemäß Fig. 1 sowohl einem ersten Teilbild­ speicher 2 wie auch einem zweiten Teilbildspeicher 3 zugeführt. In der Schaltungsanordnung ist ferner eine Steuerung 4 vorgesehen, welche das Ein- und Auslesen der verschiedenen Teilbilder in die beiden Teilbildspeicher 2 und 3 steuert. Der zweite Teilbildspeicher 2 ist ausgangs­ seitig sowohl mit einem Eingang eines adaptiven Filters 5, wie auch mit einem ersten Eingang eines Umschalters 6 verbunden. Das adaptive Filter 5 ist mit einem zweiten Eingang mit dem Ausgang des zweiten Teilbildspeichers 3 verbunden. Ein Ausgang des adaptiven Filters 5 ist mit einem zweiten Eingang des Umschalters 6 verbunden. Das adaptive Filter 5 und der Umschalter 6 sind ferner mit der Steuerung 4 verbunden, mittels derer sie gesteuert werden.

Die Erzeugung eines Standbild-Signals in der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung geschieht in folgender Weise:
Das von dem Analog/Digital-Umsetzer 1 gelieferte digitale Fernsehsignal bestehend aus einer Folge von Vollbildern, welche jeweils zwei Teilbilder aufweisen. Diese werden in die beiden Teilbildspeicher 2 und 3 laufend in der Weise eingelesen, daß das jeweils erste Teilbild eines Vollbildes in den Teilbildspeicher 2 und das jeweils zweite Teilbild eines Vollbildes in den Teilbildspeicher 3 eingelesen wird. Soll nun ein bestimmtes Vollbild als Standbild dargestellt werden, so werden die beiden Teilbilder in der oben beschriebenen Weise in die beiden Teilbildspeicher 2 und 3 eingelesen. Nach diesem Einlesen der darzustellenden Teilbilder werden jedoch die nach­ folgenden Teilbilder nicht mehr eingelesen, d.h. also der Einlesevorgang wird gestoppt. In den beiden Teilbild­ speichern 2 und 3 sind nun die Teilbilder des als Stand­ bild darzustellenden Vollbildes abgespeichert. Die diesbe­ zügliche Steuerung des Einlesevorganges wird von der Steuerung 4 vorgenommen.

Sobald eine Standbild-Darstellung gewünscht wird, gibt die Steuerung 4 außerdem ein entsprechendes Signal an das adaptive Filter 5, welches daraufhin aus den beiden ihm zugeführten Signalen der beiden in den Teilbildspeichern 2 und 3 abgespeicherten ersten und zweiten Teilbilder ein gefiltertes zweites Teilbild generiert. Bei dieser Filterung werden jeweils benachbarte Zeilen der beiden Teilbilder einer Filterung unterzogen. Dieses so gefilterte zweite Teilbild wird dem Umschalter 6 zuge­ führt, ebenso wie das in dem ersten Teilbildspeicher 2 abgespeicherte erste Teilbild. Gesteuert durch die Steuerung 4 wird in dem Umschalter 6 nun in zyklischer Folge eine Umschaltung zwischen den beiden an seinen Eingängen anliegenden Signalen in der Weise vorgenommen, das zur Darstellung eines Standbildes, das sich aus zwei Teilbildern, welche in verkämmter Darstellung auf einem in der Figur nicht dargestellten Bildschirm erscheinen sollen, jeweils zunächst das erste Teilbild auf den Ausgang des Umschalters 6 geschaltet wird. Anschließend wird das von dem adaptiven Filter 5 gelieferte gefilterte zweite Teilbild auf den Ausgang des Umschalters 6 geschaltet. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch, so daß an dem Ausgang des Umschalters 6 wechselweise die beiden Teilbilder erscheinen. Das Ausgangssignal des Umschalters 6 stellt somit ein Standbild-Signal dar, das die nahezu vollständige vertikale Auflösung des Vollbildes aufweist.

Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung kann jedoch mittels der Steuerung 4 auch zur Darstellung des laufenden Fernsehsignals umgeschaltet werden, so daß also während der Zeiten, in denen keine Standbilddarstellung gewünscht wird, das laufende Fernsehsignal die Schaltungs­ anordnung unverändert passiert. Dazu werden in die beiden Teilbildspeicher 2 und 3 laufend immer wieder die neuen Teilbilder eingelesen. Die Steuerung 4 schaltet in diesem Falle das adaptive Filter ab. Die Ausgangssignale des zweiten Teilbildspeichers 3 passieren dann dieses Filter unverändert und gelangen so an den zweiten Eingang des Umschalters 6. Der Umschalter 6 nimmt dann in unver­ änderter Weise eine zyklische Umschaltung zwischen den beiden Eingängen vor, so daß am Ausgang des Umschalters 6 wechselweise die beiden Teilbilder der Vollbilder des laufenden Fernsehsignals erscheinen.

Die Arbeitweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 wird anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert, in denen einige Vollbilder bzw. Teilbilder in schematischer Weise dargestellt sind.

Fig. 2a zeigt ein Vollbild mit zur Vereinfachung der Darstellung nur 14 Zeilen. Der Bildinhalt dieses Vollbildes ist ein mit einer Spitze nach oben gerichtetes Dreieck. In Fig. 2b ist das erste Teilbild dieses Vollbildes dargestellt, das nur die ungradzahligen Zeilen des Vollbildes beinhaltet. Soll beispielweise das in Fig. 2a dargestellte Vollbild mittels der erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung als Standbild dargestellt werden, so wird dieses erste Teilbild in den ersten Teilbildspeicher 2 eingelesen.

In Fig. 2c ist das zweite Teilbild des in Fig. 2a darge­ stellten Vollbildes dargestellt, das die gradzahligen Zeilen beinhaltet. Zur Darstellung des Vollbildes gemäß Fig. 2a als Standbild wird dieses zweite Teilbild in den zweiten Teilbildspeicher 3 der Anordnung gemäß Fig. 1 eingelesen. Die Fig. 2f zeigt das Ausgangssignal, wie es als Standbildsignal am Ausgang des Umschalters 6 der Anordnung gemäß Fig. 1 auftritt. Es ist erkennbar, daß das Signal gegenüber dem Vollbild gemäß Fig. 2a so gut wie nicht abweicht und insbesondere die volle vertikale Auflösung aufweist.

Demgegenüber ist in den Fig. 2d und e eine Standbild­ darstellung gegeben, wie sie nach dem Stande der Technik bekannt ist. Es ist dazu ein Teilbildspeicher vorgesehen, in den beispielsweise das erste Teilbild gemäß Fig. 2d eingelesen wird. Zur Darstellung eines Standbildes wird dieses Teilbild gemäß der Darstellung Fig. 2e zweifach im Zwischenzeilenverfahren dargestellt. Die Fig. 2e zeigt deutlich, daß die vertikale Auflösung durch diese Art der Darstellung etwa halbiert wurde.

Die Darstellung gemäß Fig. 3 dient vor allem dazu, zu zeigen, daß das mittels der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung generierte Standbild-Signal eine Darstellung ohne Bewegungsverschleifungen und Flackereffekten gestattet.

Dazu ist in Fig. 3a zunächst ein Vollbild dargestellt, welches sich ähnlich der Darstellung gemäß Fig. 2 aus Gründen vereinfachter Darstellung aus nur 14 Zeilen zusammensetzt. Der Bildinhalt des Vollbildes wird von einem vertikalen Balken gebildet, welcher sich in horizontaler Richtung bewegt. Dies wird deutlicher anhand der Darstellungen gemäß Fig. 3b und c. Fig. 3b zeigt das erste Teilbild des Vollbildes gemäß Fig. 3a und beinhaltet lediglich die ungradzahligen Zeilen dieses Vollbildes. Fig. 3c zeigt demgegenüber das zweite Teilbild, das die übrigen Zeilen des Vollbildes gemäß Fig. 3a beinhaltet. Eine Gegenüberstellung der beiden Teilbilder gemäß Fig. 3b und c zeigt deutlich, daß der vertikale Balken in dem Zeitabschnitt zwischen dem ersten Teilbild und dem zweiten Teilbild sich in der Darstellungsebene in horizontaler Richtung nach rechts bewegt hat. Würden nun für eine Standbild-Darstellung diese beiden Teilbilder gemäß Fig. 3b und c in unveränderter Weise eingesetzt, so würde ein Flackereffekt auftreten, da sich der Balken in den beiden Teilbildern in unterschiedlicher Position befindet. Durch den Einsatz der adaptiven Filterung in der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird jedoch das zweite Teilbild einer solchen Filterung unterzogen, daß der Balken des zweiten Teilbildes in der gleichen Position erscheint wie im ersten Teilbild gemäß Fig. 3b. Dieses Ausgangssignal der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist in Fig. 3d dargestellt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erlaubt also die Generierung eines Standbildsignals, welches eine nahezu unveränderte vertikale Auflösung des als Standbild darzustellenden Vollbildes gewährleistet und darüber hinaus ist der Lage ist, auch bewegte Inhalte ohne Bewegungsverschleifungen darzustellen.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung zur Generierung eines Standbild-Signals aus einem digitalen Fernsehsignal, das je Vollbild zwei im Zwischenzeilenverfahren generierte Teilbilder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teilbildspeicher (2, 3) zur Abspeicherung beider Teilbilder eines als Standbild darzustellenden Vollbildes vorgesehen sind, daß die Signale der beiden in den Teilbildspeichern (2, 3) abge­ speicherten Teilbilder einem adaptiven Filter (5) zuge­ führt werden, in welchem ein gefiltertes zweites Teilbild generiert wird, und daß ein Umschalter (6) vorgesehen ist, welcher für die Generierung des an seinem Ausgang zur Verfügung stehenden Standbild-Signals eingangsseitig zyklisch zunächst auf das aus dem ersten Teilbild­ speicher (2) ausgelesene Teilbild und nachfolgend auf das das gefilterte zweite Teilbild des Standbildes darstellende Aussgangssignal des adaptiven Filters (5) geschaltet wird.

2. Schaltunganordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem adaptiven Filter (5) eine Median-Filterung vorgenommen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (4) vorgesehen ist, welche das Ein- und Auslesen der Teilbilder in bzw. aus den Teilbildspeichern (2, 3) steuert und welche das Einlesen neuer Teilbilder stoppt, sobald die beiden Teilbilder des als Standbild darzustellenden Vollbildes in die beiden Teilbildspeicher (2, 3) eingelesen wurden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (4) für eine Darstellung des laufenden Fernsehsignals an Stelle eines Standbildes laufend die neuen Teilbilder des Fernseh­ signals in die beiden Teilbildspeicher (2, 3) einliest und das adaptive Filter (5) abschaltet, so daß ausschließlich die aus dem zweiten Teilbildspeicher (3) ausgelesenen Teilbilder das Filter (5) unverändert passieren.