DE4031921A1 - Verfahren zur ermittlung horizontaler bewegungen in den bildinhalten eines fernsehsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung horizontaler Bewegungen in den Bildinhalten zeitlich aufeinanderfolgender aus Bildzeilen aufgebauten Bilder oder Teilbilder eines Bildsignals.

Beispielsweise zur Wandlung der Übertragungsnorm eines Fernsehsignals oder für verschiedene Verfahren zur Verbesserung der Bildqualität eines Fernsehsignals sind Informationen darüber erforderlich, in welchen Bereichen eines Bildes eine Bewegung stattfindet und wie stark diese Bewegung ist. Dieses Problem stellt sich in verstärkter Form bei einem Fernsehsignal, dessen Vollbilder in Form zweier aufeinanderfolgender im Zwischenzeilenverfahren generierter Teilbilder vorliegen, da diese beiden Teil­ bilder verschiedene Bewegungsphasen einer gegebenenfalls vorliegenden Bewegung wiedergeben. Soll beispielsweise eine Verdoppelung der Vertikalfrequenz des Fernsehsignals zur Unterdrückung des Großflächen-Flimmerns vorgenommen werden, so müssen zwischen den vorliegenden Teilbildern des Fernsehsignals neue Bilder generiert werden. Soll eine gegebenenfalls in den Bildern des Fernsehsignals vor­ liegende Bewegung richtig wiedergegeben werden, so ist es für die Generierung der neuen Bilder erforderlich, zu wissen, in welchen Bereichen der Bildinhalte der Bilder eine Bewegung stattfindet und in welchem Umfang diese stattfindet.

Es sind verschiedene Verfahren zur Ermittlung von Bewegungen in den Bildinhalten der Bilder bzw. Teilbilder eines Fernsehsignals bekannt, welche meist zweidimensional arbeiten, also sowohl vertikale wie auch horizontale Bewegungen in den Bildinhalten ermitteln. Diese Verfahren sind meist sehr aufwendig und daher insbesondere für den Einsatz in Fernsehgeräten für Endverbraucher zu unwirt­ schaftlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, daß es gestattet, horizontale Bewegungen in den Bildinhalten anzugeben. Darüber hinaus soll das Verfahren mittels möglichst einfacher Anordnungen durchführbar sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• - durch Vergleich der Bildpunkt-Werte aufeinander­ folgender Bildpunkte in den Bildzeilen Kanten ermittelt werden,
• - durch Vergleich der Lage der ermittelten Kanten in aufeinanderfolgenden Bildern bzw. Teilbildern für jede ermittelte Kante ein Verschiebungsvektor bestimmt wird, der die horizontale Verschiebung der Kante angibt,
• - die Gültigkeit jedes der Verschiebungsvektoren durch Vergleich der Bildpunktwerte mehrerer hinter der jeweils zugeordneten Kante liegender Bildpunkte über­ prüft wird,
• - aus mehreren aufeinanderfolgenden Verschiebungs­ vektoren, für die diese Überprüfung ein positives Ergebnis erbracht hat, ein Kandidatenvektor ausge­ filtert wird und
• - für jeden Bildpunkt einer Bildzeile eines Bildes bzw. Teilbildes einzeln überprüft wird, ob eine Bewegung entsprechend eines oder mehrerer Kandidatenvektoren oder ob keine Bewegung des Bildpunktes vorliegt, indem der Wert des Bildpunktes mit dem Wert des um den Kandidatenvektor verschobenen Bildpunktes und des Bild­ punktes gleicher Lage des nachfolgenden Bildes bzw. Teilbildes verglichen wird.

Das Verfahren ist sowohl für Fernsehsignale einsetzbar, bei denen ohne Zeilensprung nacheinander vollständige Vollbilder übertragen werden, wie auch für solche Fernseh­ signale, bei denen sich ein Vollbild jeweils aus zwei nacheinander übertragenen, im Zeilensprungverfahren generierten Teilbildern zusammensetzt. Insbesondere für die letztgenannten Fernsehsignale ist, wie oben erläutert, eine Detektion der Bewegungen von besonderem Interesse. Die nachfolgend näher erläuterten Verfahrensschritte beziehen sich jeweils für zeitlich aufeinanderfolgend übertragene Bilder oder Vollbilder. Bei Fernsehsignalen der erstgenannten Art werden also immer zeitlich nach­ einander übertragene Vollbilder betrachtet, während bei Fernsehsignalen der zweitgenannten Art jeweils zeitlich aufeinanderfolgende Teilbilder zur Durchführung des Verfahrens herangezogen werden. Im folgenden wird nur noch die Rede sein von aufeinanderfolgenden Teilbildern eines Fernsehsignals, das Verfahren ist jedoch uneingeschränkt auch auf Fernsehsignale anwendbar, bei denen jeweils ein gesamtes Vollbild übertragen wird.

Zur Ermittlung horizontaler Bewegungen in den Bildinhalten der Teilbilder eines Fernsehsignals wird zunächst in jeder Bildzeile eines jeden Teilbildes eine Detektion von Kanten vorgenommen. Kanten in dem Fernsehsignal werden durch Vergleich der Bildpunkt-Werte aufeinanderfolgender Bild­ punkte innerhalb jeder Bildzeile ermittelt. Es ist ersichtlich, daß dann eine Kante vorliegt, wenn Bildpunkt- Werte benachbarter Bildpunkte stark voneinander abweichen. Wird in einem Teilbild N eine Kante in einer bestimmten Lage innerhalb einer bestimmten Bildzeile ermittelt, so wird in dem darauffolgenden Teilbild in der gleichen Bild­ zeile versucht, die zuvor detektierte Kante wieder aufzufinden. Wird in einem ähnlichen Bildpunktbereich innerhalb der gleichen Bildzeile des zweiten Teilbildes eine Kante ermittelt, so wird festgestellt, ob die Kante sich bewegt hat bzw. um welchen Wert die Kante sich bewegt hat. Wird eine Verschiebung der Kante festgestellt, so wird ein Verschiebungsvektor generiert, der das Maß der horizontalen Verschiebung der Kante angibt, der also angibt, um wieviele Bildpunkte sich die Kante in derselben Bildzeile zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Teil­ bildern verschoben hat.

Um sicherzustellen, daß es sich bei einem ermittelten Verschiebungsvektor nicht um ein Zufallsergebnis handelt, das beispielsweise durch Störungen oder Rauschen ausgelöst sein kann, wird die Gültigkeit eines jeden Verschiebungs­ vektors überprüft. Dies geschieht dadurch, daß für mehrere Bildpunkte hinter der ermittelten Kante deren Bildpunkt­ werte in den beiden Teilbildern verglichen werden. Hat sich nämlich eine Kante tatsächlich zwischen den beiden Teilbildern bewegt, so gilt dies auch für die nachfolgend übertragenen, bei üblicher Darstellung rechts der Kante befindlichen, Bildpunkte. Die Werte der Bildpunkte hinter der Kante müßten also in beiden Teilbildern auch bei Verschiebung der Kante bzw. der Bildpunkte ähnliche Werte aufweisen. Nur wenn dies der Fall ist, wird davon ausge­ gangen, daß eine tatsächlich bewegte Kante detektiert wurde. Es wird dann aus mehreren aufeinanderfolgenden Verschiebungsvektoren, d. h. also mehreren zeitlich hinter­ einander ermittelten Verschiebungsvektoren, ein Kandidatenvektor ausgefiltert. Dies bedeutet, daß die Werte mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Verschiebungsvektoren miteinander verglichen werden und daß beispielsweise eine Art Mittelwert als Kandidaten­ vektor herangezogen wird.

Dieser Kandidatenvektor gibt nun quasi an, welches Ausmaß eine vermutete Bewegung haben könnte. Diese Bewegung muß jedoch nicht zwangsläufig für alle Bildpunkte eines Teil­ bildes oder auch nachfolgender Teilbilder gelten. Es wird daher für diejenigen Bilder bzw. Teilbilder oder auch einzelne Bildzeilen der Bilder bzw. Teilbilder außerdem eine Überprüfung vorgenommen, ob der oder die ermittelten Kandidatenvektoren eine für den einzelnen Bildpunkt tatsächlich zutreffende Bewegung angeben. Dazu werden für jeden Bildpunkt wenigstens zwei Vergleiche vorgenommen. Dies geschieht in dem für einen Bildpunkt, für den die Richtigkeit eines ermittelten Kandidatenvektors überprüft werden soll, der Wert dieses Bildpunktes mit dem ent­ sprechenden Bildpunkt des darauffolgenden Teilbildes ver­ glichen wird. Der entsprechende Bildpunkt liegt in dem zweiten Teilbild in der gleichen Bildzeile um den Kandidatenvektor verschoben. Es wird weiterhin eine zweite Überprüfung vorgenommen, in dem der betreffende Bildpunkt mit dem Bildpunkt gleicher Position innerhalb der gleichen Bildzeile des nachfolgenden Teilbildes verglichen wird. Es ist ersichtlich, daß der erste Vergleich ergibt, ob der betreffende Bildpunkt um den Kandidatenvektor verschoben in dem zweiten Teilbild in der gleichen Bildzeile wieder auftritt und daß der zweite Vergleich ergibt, ob der Bild­ punkt eventuell keine Bewegung zwischen den beiden Teil­ bildern erfahren hat. Aus diesen Vergleichen kann für jeden Bildpunkt einzeln festgestellt werden, ob er einer horizontalen Bewegung gemäß dem oder den Kandidaten­ vektoren unterliegt.

Es können wie gesagt für die Überprüfungen der Bildpunkte einer Bildzeile ein oder mehrere Kandidatenvektoren ermittelt werden. Diese Kandidatenvektoren können meist erst am Ende einer Bildzeile ermittelt werden, können also frühestens für die darauffolgende Bildzeile für die oben genannten Vergleicher herangezogen werden. Darüber hinaus gibt es jedoch auch die Möglichkeit, die Kandidaten­ vektoren für entsprechende oder ähnlich angeordnete Bild­ zeilen darauffolgender Bilder oder Teilbilder anzuwenden.

Das Verfahren ist mittels Schaltungsanordnungen durchführ­ bar, welche einen Umfang aufweisen, der beispielsweise die vollständige Integration einer solchen Schaltungsanordnung in einem IC und somit eine wirtschaftliche Anwendung auch für Endverbrauchergeräte gestattet.

Wie oben bereits erläutert wurde, können die ermittelten Kandidatenvektoren für verschiedene Bereiche nachfolgender Bildzeilen oder auch Teilbilder eingesetzt werden. Um eine noch sicherere Vorhersage von Bewegungen mittels der Kandidatenvektoren zu gestatten, hat es sich als vorteil­ haft erwiesen, die aus den Verschiebungsvektoren ausge­ filterten Kandidatenvektoren ihrerseits nochmals zu filtern. Dazu ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die aus den Verschiebungsvektoren ausgefilterten Kandidatenvektoren ihrerseits einer Nach­ filterung unterzogen werden und daß aus den für die gleichen Bildzeilen wenigstens zweier aufeinanderfolgender Bilder bzw. Teilbilder ermittelten Kandidatenvektoren ein nachgefilterter Kandidatenvektor ausgefiltert wird. Da im allgemeinen davon ausgegangen werden kann, daß die gleichen Bildzeilen aufeinanderfolgender Teilbilder auch ähnliche Bildinhalte aufweisen, müßte auch die Bewegung in den gleichen Zeilen der beiden Teilbilder ähnlich sein. Es ist daher vorteilhaft, die Kandidatenvektoren dieser Zeilen nochmals einer Nachfilterung zu unterziehen. Bei dieser Nachfilterung kann es sich wiederum um eine Art Mittelwertbildung handeln. Auf diese Weise wird die Voraussagesicherheit der Kandidatenvektoren weiter erhöht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für jede Bildzeile eines Bildes bzw. Teil­ bildes genau ein Kandidatenvektor aus den drei zuletzt ermittelten Verschiebungsvektoren ausgefiltert wird, welcher seinerseits der Nachfilterung unterzogen wird.

Die Ausfilterung der Kandidatenvektoren aus den Verschiebungsvektoren wird also in der Weise vorgenommen, daß pro Bildzeile genau ein Kandidatenvektor ermittelt wird. Dazu werden am Ende jeder Bildzeile die zuletzt ermittelten drei Verschiebungsvektoren herangezogen. Diese drei Verschiebungsvektoren müssen nicht unbedingt in dieser Zeile ermittelt worden sein, es kann sich, wenn beispielsweise in der betreffenden Zeile kein Ver­ schiebungsvektor ermittelt wurde, auch um die Ver­ schiebungsvektoren einer vorigen Bildzeile handeln. In jedem Falle werden aber zur Ermittlung eines Kandidaten­ vektors die zeitlich zuletzt ermittelten drei Verschiebungsvektoren ausgefiltert. Auch durch diese Ausfilterung wird der Vorteil erzielt, daß der gewonnene Kandidatenvektor mit größerer Sicherheit nicht durch Störungen verursacht wurde. So wird ein gegebenenfalls falscher Verschiebungsvektor in das Endergebnis kaum eingehen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Nachfilterung der Kandidatenvektoren diejenigen Kandidatenvektoren der gleichen Zeilen dreier aufeinanderfolgender Bilder bzw. Teilbilder herangezogen werden. Die oben beschriebene Nachfilterung der Kandidatenvektoren aus Kandidatenvektoren die für gleiche Bildzeilen aufeinanderfolgender Bilder bzw. Teilbilder ermittelt wurden, kann insbesondere für drei Kandidaten­ vektoren dreier aufeinanderfolgender Bilder bzw. Teil­ bilder vorgenommen werden. Es wird hierbei ein guter Kompromiß zwischen einerseits genügend schneller Reaktion der Kandidatenvektoren auf veränderte Bewegungen wie andererseits eine genügende Störsicherheit erzielt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Filterung der Verschiebungsvektoren und/oder die Nachfilterung der Kandidatenvektoren eine Median-Filterung ist. Eine Median- Filterung ist sowohl für die Ausfilterung der Verschiebungsvektoren zur Gewinnung eines Kandidaten­ vektors wie auch für die Filterung mehrerer Kandidaten­ vektoren zur Nachfilterung und zur Gewinnung eines gefilterten Kandidatenvektors vorteilhaft, da bei der Median-Filterung aus mehreren aufeinanderfolgenden Werten, beispielsweise aus drei Werten, der jeweils mittlere Wert als Filterwert entnommen wird. Dies hat zur Folge, daß ein "Ausreißer" in das Filterergebnis nicht eingeht.

Aufgrund der stufenweisen Ausfilterung des Kandidaten­ vektors aus den Verschiebungsvektoren und der nachfolgend vorgenommenen Nachfilterung der Kandidatenvektoren liegt ein solcher schließlich nachgefilterter Kandidatenvektor frühestens am Ende der Bildzeile desjenigen Bildes vor, in dem der in das Filterergebnis zuletzt eingehende Kandidatenvektor ermittelt wurde. Aus diesem Grunde kann der nachgefilterte Kandidatenvektor auch frühestens ab diesem Zeitpunkt für die bildpunktweise Überprüfung einer tatsächlich gemäß dem Kandidatenvektor vorliegenden Bewegung herangezogen werden. Der Kandidatenvektor steht also in dem betreffenden Bild eigentlich zu spät zur Verfügung. Es ist daher vorteilhaft, den Kandidatenvektor erst in einer Bildzeile eines nachfolgenden Teilbildes einzusetzen. Dazu ist nach einer vorteilhaften Ausgestal­ tung vorgesehen, daß der nachgefilterte Kandidatenvektor für die Bildpunkte einer Bildzeile zur Überprüfung herangezogen wird, ob eine Bewegung entsprechend diesem Kandidatenvektor oder keine Bewegung vorliegt, und daß diese Bildzeile in dem Bild bzw. Teilbild enthalten ist, das den Bildern bzw. Teilbildern zeitlich folgt, für die die Kandidatenvektoren ermittelt wurden, aus denen der nachgefilterte Kandidatenvektor hervorgegangen ist.

Da die Ausfilterung des nachgefilterten Kandidatenvektors sich über mehrere Zeilen hinzieht, wird sich sein Wert im Grunde genommen auf einen mittleren Wert der drei vorher­ gehenden Zeilen beziehen. Es ist aus diesem Grunde vorteilhaft, daß der nachgefilterte Kandidatenvektor in dem nachfolgenden Teilbild für Zeilen herangezogen wird, welche vor der Zeile liegen, für die der Kandidatenvektor an sich ermittelt wurde. Dazu ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der nachgefilterte Kandidatenvektor für die bildpunktweise Überprüfung derjenigen Bildzeile des nachfolgenden Bildes bzw. Teil­ bildes herangezogen wird, die drei Zeilen vor den Bild­ zeilen der vorigen Bilder bzw. Teilbilder liegt, für die die Kandidatenvektoren ermittelt wurden, aus denen der nachgefilterte Kandidatenvektor hervorgegangen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die für jeden Bildpunkt einer Bildzeile eines Bildes bzw. Teilbildes vorzunehmende Überprüfung, ob eine Bewegung entsprechend eines oder mehrerer Kandidaten­ vektoren oder ob keine Bewegung der Bildpunkte vorliegt, indem der Wert des Bildpunktes mit dem Wert des um den Kandidatenvektor verschobenen Bildpunktes und des Bild­ punktes gleicher Lage des nachfolgenden Bildes bzw. Teil­ bildes verglichen wird, in der Weise erfolgt, daß die Überprüfungsergebnisse für eine vorgebbare Anzahl von Bildpunkten, die etwa je zur Hälfte vor und hinter dem jeweils bezüglich seiner Bewegung zu untersuchenden Bild­ punkt in dessen Bildzeile liegen, getrennt für beide Über­ prüfungen aufsummiert werden und daß die Entscheidung, ob der, gegebenenfalls nachgefilterte, Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt gültig ist oder nicht, in Abhängigkeit des Wertes dieser Summe getroffen wird.

Auch wenn der, gegebenenfalls nachgefilterte, Kandidaten­ vektor richtig ermittelt wurde und einen an sich richtigen Wert aufweist, kann es bei den oben erläuterten bildpunkt­ weisen Überprüfungen zu Fehlergebnissen kommen. Daher ist es vorteilhaft, die Überprüfungen bzw. die Überprüfungs­ ergebnisse auf mehrere aufeinanderfolgende Bildpunkte aufzusummieren und den Kandidatenvektor gemeinsam für diese Bildpunkte in Abhängigkeit des Wertes der Summe für gültig oder ungültig zu erklären. Auf diese Weise wird der Einfluß von gegebenenfalls vorliegendem Bildrauschen oder Bildstörungen deutlich vermindert.

Es hat sich hierbei insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wie nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen ist, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bild­ punkt nur dann gültig ist, wenn für die vorgebbare Anzahl von Bildpunkten häufiger eine Bewegung entsprechend dem Kandidatenvektor als keine Bewegung ermittelt wurde und/oder, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt nur dann gültig ist, wenn für wenigstens die Hälfte der vorgebbaren Anzahl von Bildpunkten in der Über­ prüfung eine Bewegung entsprechend dem Kandidatenvektor ermittelt wurde.

Ferner sollte der Kandidatenvektor eine Bewegung von wenigstens drei Bildpunkten pro Bild bzw. Teilbild angeben, da eine Bewegung unterhalb dieses Wertes ohnehin in den meisten Fällen nicht auswertbar sein wird, d. h. insbesondere eine Differenzierung zwischen einer Bewegung gemäß dem Vektor und keiner Bewegung schwierig sein wird, und da für kleinere Werte die Störwahrscheinlichkeit zunimmt. Es ist daher nach weiterer Ausgestaltung vorge­ sehen, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bild­ punkt nur dann gültig ist, wenn der Kandidatenvektor selbst einen vorgebbaren Mindestwert überschreitet und daß der Mindestwert vorzugsweise eine Bewegung von zwei Bild­ punkten pro Bild bzw. Teilbild beträgt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vorgebbare Anzahl von Bildpunkten größer als 7 und kleiner als 25 ist.

Die vorgebbare Anzahl von Bildpunkten, für die die Über­ prüfungsergebnisse aufsummiert werden und für die eine gemeinsame Entscheidung der Gültigkeit oder Ungültigkeit des oder der Kandidatenvektoren vorgenommen wird, liegt vorteilhaft in diesem Bereich, da einerseits auch noch die Bewegung relativ kleiner Objekte richtig erkannt werden soll und andererseits diese Entscheidung mit genügender Sicherheit erkannt werden muß.

Wie oben bereits erläutert wurde, ist die Gültigkeit jedes ermittelten Verschiebungsvektors durch Vergleich der Bild­ punktwerte mehrerer hinter der jeweils zugeordneten Kante liegender Bildpunkte zu überprüfen. Dies kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß die Gültigkeit jedes der Verschiebungsvektoren durch Aufsummieren der Werte von jeweils acht Bildpunkten, die in den beiden Bildern bzw. Teilbildern hinter der ermittelten Kante liegen, und Vergleich der Werte der beiden Summen überprüft wird. Auch hier wird wieder durch Vergleich der Summenwerte der acht Bildpunkte eine genügende Störsicherheit erzielt.

Die Ermittlung von Kanten innerhalb der Bildzeilen kann vorteilhafterweise gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Weise vorgenommen werden, daß der Vergleich der Bildpunkt-Werte aufeinanderfolgender Bild­ punkte in den Bildzeilen zur Kantenermittlung mittels Differenzbildung der Bildpunktwerte vorgenommen wird und daß eine Kante nur dann detektiert wird, wenn diese Differenz einen in Abhängigkeit der Modulationsstufe des Fernsehsignals variierten Schwellwert überschreitet.

Es ist hierbei insbesondere wichtig, daß der Wert des Schwellwertes der Modulationstiefe des Fernsehsignals nachgeführt wird. Es kann somit eine Anpassung der Detektionsempfindlichkeit an das Fernsehsignal selbst erzielt werden. Andererseits werden in Abhängigkeit der Modulationstiefe relativ schwach ausgebildete Kanten und damit auch die meisten Störungen nicht als Kanten detektiert.

Die Nachführung des Wertes des Schwellwertes kann insbe­ sondere bildzeilenweise angepaßt werden. Dazu ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß der Schwellwert den halben Wert des maximalen Bildpunktwertes der vorigen Bildzeile aufweist.

Wurde eine Kante ermittelt, so wird in der gleichen Bild­ zeile des darauffolgenden Bildes bzw. Teilbildes eine Wiedererkennung der Kante angestrebt. Für in dieser Bild­ zeile erkannte Kanten kann nur dann eine Zuordnung zu der zuvor in dem vorausgehenden Bild bzw. Teilbild in der gleichen Bildzeile ermittelten Kante vorgenommen werden, wenn diese Kanten eine genügende Ähnlichkeit aufweisen. Dazu hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Wieder­ erkennung der Kante in der gleichen Zeile des nach­ folgenden Bildes bzw. Teilbildes nur dann erfolgt, wenn der für diese ermittelte Differenzwert um maximal 1/4 des maximalen Bildpunktwertes der vorigen Bildzeile von dem für die in dem anderen Bild bzw. Teilbild in der gleichen Bildzeile ermittelten Kanten-Differenzwert abweicht. Auch für diese Wiedererkennung der Kante wird also die Modulationstiefe eingesetzt, d. h. je kleiner diese Modulationstiefe ist, desto genauer muß die wiedererkannte Kante in ihrem Wert mit der zuvor erkannten Kante überein­ stimmen.

Ein ermittelter und gegebenenfalls nachgefilterter Kandidatenvektor wird, wie oben bereits erläutert, bild­ punktweise daraufhin überprüft, ob tatsächlich eine Bewegung entsprechend seinem Wert vorliegt. Da hier eine völlige Identität selten zu erreichen sein wird, wird auch für diesen Vergleich ein Schwellwert eingesetzt, dessen Wert in Abhängigkeit des Bildinhaltes nachgeführt wird. Hier ist es jedoch vorteilhaft, die vertikale und horizontale Ortsfrequenz des Bildinhaltes zur Variation des Schwellwertes heranzuziehen. Für relativ hohe Orts­ frequenzen kann dabei der Schwellwert höher eingesetzt werden, d. h. die tatsächlich vorliegende Bewegung darf von der von dem Kandidatenvektor vorgegebenen Bewegung umso höher abweichen, je höher die lokale Ortsfrequenz des Bildinhaltes ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für Fernsehsignale, welche im Zeilensprungverfahren generierte Teilbilder aufweisen, vorgesehen, daß in jeweils einem zweier aufeinanderfolgender Teilbilder vor Durchführung der Bewegungsermittlung eine vertikale Filterung, vorzugs­ weise eine Median-Filterung, vorgenommen wird.

Liegen im Zeilensprungverfahren generierte Teilbilder vor, so sind die Bildinhalte dieser Teilbilder in vertikaler Richtung quasi ineinander verkämmt, d. h. daß auch gleiche Bildzeilen der beiden Teilbilder an sich nicht den gleichen Bildinhalt wiedergeben. Um diesen Effekt wenigstens zu dämpfen, ist es daher vorteilhaft, jeweils eines zweier aufeinanderfolgender Teilbilder einer vertikalen Filterung zu unterziehen.

Für die Umwandlung eines Fernsehsignals von einer Übertragungsnorm in eine andere Übertragungsnorm oder auch für die Generierung zusätzlicher Teilbilder beispielsweise zur Verdopplung der Vertikalfrequenz des Fernsehsignals sind jeweils neue Bilder bzw. Teilbilder zu generieren. Für diese Bilder ergibt sich insbesondere für im Zeilen­ sprungverfahren generierte Teilbilder das Problem, daß diese verschiedene Bewegungsphasen wiedergeben, und daß die neu zu generierenden Teilbilder die Bewegung richtig wiedergeben sollen. Es muß also bekannt sein, welche Bild­ inhalte sich in welchem Umfange bewegen. Dazu ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft einsetzbar.

Für Fernsehsignale, welche im Zeilensprungverfahren generierte Teilbilder aufweisen, ergibt sich darüber hinaus das Problem, daß bei in Bildzeilenrichtung ver­ laufenden Kanten aufgrund des Zeilensprungverfahrens ein Hin- und Herspringen dieser Kanten ergibt. Es sind daher Verfahren bekannt, dieses Zeilensprung-Flickern zu unter­ drücken. Auch hierfür ist es jedoch wieder erforderlich zu wissen, in welchen Bereichen des Bildes bewegte Inhalte vorliegen. Auch hier ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine vorgeschaltete Speicheranordnung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung mehrerer aufeinander­ folgender Teilbilder zur Erläuterung der Gewinnung der Verschiebungs- und Kandidatenvektoren.

In Fig. 1 ist eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens schematisch in Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Der Anordnung ist eine Speicheranorndung 1 vorgeschaltet, der ein Luminanzsignal Y zugeführt wird, welches Bestandteil eines digitalen Farbfernsehsignals ist.

Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gliedert sich im wesentlichen in fünf Schaltungsblöcke, nämlich einer Anordnung 2 zur Verschiebungsvektor-Ermittlung und Überprüfung, einer Filteranordnung 3, einer Anordnung 4 zur Kandidatenvektor-Überprüfung, einer Anordnung 5 zur Schwellwertadaption und einer Anordnung 6 zur Gültigkeits- Entscheidung.

In der Speicheranordnung 1 ist ein erster Teilbild­ speicher 7 vorgesehen, dem das digitale Luminanzsignal Y zugeführt wird und dem ein zweiter Teilbildspeicher 8 nachgeschaltet ist. Dem Ausgang des zweiten Teilbild­ speichers 8 ist ein Zeilenspeicher 9 nachgeschaltet. Das Ausgangssignal des zweiten Teilbildspeichers 8 sowie das Ausgangssignal des Zeilenspeichers 9 ist auf je einen Eingang eines Addierers 10 geführt. Da es sich bei dem Luminanzsignal Y um ein solches handelt, das im Zeilen­ sprungverfahren generiert wird, in dem also jeweils zwei aufeinanderfolgende Teilbilder ein Vollbild bilden, wird mittels der Anordnung aus dem Zeilenspeicher 9 und dem Addierer 10 eine vertikale Interpolation jeweils zweier benachbarter Bildzeilen vorgenommen. Um einen richtigen Absolutwert des interpolierten Signals zu erhalten, kann dieses in nicht in der Figur dargestellter Weise mit einem Faktor 1/2 multipliziert werden. Am Ausgang des Addierers 10 steht das Luminanzsignal Y_B zur Verfügung, welches das vertikal interpolierte Luminanzsignal eines Teilbildes darstellt. Am Ausgang des ersten Teilbild­ speichers 7 steht das Luminanzsignanl Y_A zur Verfügung, welches das nicht interpolierte Luminanzsignal des vorigen Teilbildes darstellt. Die Luminanzsignale Y_A und Y_B stellen also die Luminanzsignale aufeinanderfolgender Teilbilder dar.

Diese beiden Luminanzsignale Y_A und Y_B sind je einem Eingang je eines Differenzwertbildners 11 bzw. 12 zuge­ führt. Dem jeweils anderen Eingang der Differenzwert­ bildner 11 und 12 ist das mittels eines Registers 13 bzw. 14 einen Abtasttakt, d. h. also einen Bildpunkt, ver­ zögerte Luminanzsignal zugeführt. Den Differenzwert­ bildnern 11 und 12 stehen somit die Werte aufeinander­ folgender Bildpunkte laufend zur Verfügung. In diesen Differenzwertbildnern 11 und 12 wird die Differenz dieser aufeinanderfolgenden Bildpunkte sowie des Vorzeichen dieser Differenz gebildet und eine einen Kantendetektor 15 geliefert.

In dem Kantendetektor 15 werden nun in beiden Teilbildern aufgrund der von den Differenzwertbildnern 11 und 12 gelieferten Werte Kanten detektiert, wobei die Höhe der Differenzen ausgewertet wird. Es wird nur dann eine Kante detektiert, wenn die Differenzwerte einen bestimmten Schwellwert überschreiten. Die Höhe dieses Schwellwertes wird in Abhängigkeit der Modulationstiefe der vorigen Bildzeile des Fernsehsignals generiert. Dazu ist ein Maximum-Detektor 16 vorgesehen, welcher den maximalen Bildpunktwert der vorigen Bildzeile liefert. Dieser maximale Bildpunktwert wird einem Multiplizierer 17 sowie einem weiteren Multiplizierer 18 zugeführt. In dem Multiplizierer 18 wird dieser Maximumwert mit dem Faktor 1/2 multipliziert und dem Kantendetektor 15 zuge­ führt. Das Ausgangssignal des Multiplizierers 18 stellt den Schwellwert dar, der für die Detektion einer Kante in dem Kantendetektor 15 überschritten werden muß. Der Differenzwert muß also die Hälfte des maximalen Bildwertes der vorigen Bildzeile überschreiten. Ist dies der Fall, wird in dem Kantendetektor 15 in dem Luminanzsignal Y_A bzw. dem Luminanzsignal Y_B eine Kante detektiert. Diese Detektion findet in demjenigen Luminanzsignal zuerst statt, in dem die Kante zuerst auftritt. Ist eine solche Kante detektiert worden, wird in dem Kantendetektor 15 ein in der Figur nicht näher dargestellter Zähler in Gang gesetzt, der solange weiterzählt, bis die gleiche Kante in dem jeweils anderen Luminanzsignal wiederum detektiert wird. Zur Wiedererkennung der Kante darf der nunmehr fest­ gestellte Differenzwert von dem für die Kante zuerst fest­ gestellten Differenzwert Maximum um ± 1/4 des von dem Maximumdetektors 16 gelieferten Wertes abweichen. Die entsprechenden Toleranzwerte werden von dem Multipli­ zierer 17 geliefert, in dem der Maximumwert mit dem Faktor 1/4 multipliziert wird. Der Differenzwert der wiedererkannten Kante darf also um maximum ± 1/4 von dem der ursprünglch detektierten Kante abweichen. Ist diese Bedingung erfüllt, wird also die Kante in dem jeweils anderen Teilbild wiedererkannt, so wird der in dem Kanten­ detektor 15 enthaltene Zähler gestoppt. Der Zählerstand ist ein Maß dafür, um wieviele Bildpunkte sich die Kante verschoben hat. Es handelt sich hierbei um einen er­ mittelten Verschiebungsvektor. Dieser Verschiebungsvektor wird einem Register 20 sowie einer Anordnung 21 zur Über­ prüfung des Verschiebungsvektors zugeführt. Die in der Anordnung 2 enthaltene Anordnung 21 zur Überprüfung des Verschiebungsvektors bildet hinter einer detektierten Kante jeweils die Summe der acht nachfolgenden Bildpunkte in beiden Teilbildern. Diese beiden Summen werden mit­ einander verglichen. Unterschreitet die Differenz dieser beiden Summen einen vorgebbaren Schwellwert, so kann davon ausgegangen werden, daß der Verschiebungsvektor richtig ermittelt wurde. Die Anordnung 21 gibt dann ein ent­ sprechendes Freigabesignal an das Register 20, so daß an dessen Ausgang der gültige Verschiebungsvektor erscheint.

In dem Register 20 ist die Filteranordnung 3 dargestellt, in welcher das Ausgangssignal des Registers 20 einem weiteren Register 31 zugeführt wird, dem ein weiteres Register 32 nachgeschaltet ist. In die Register 31 bzw. 32 wird immer dann ein neuer Wert eingelesen, wenn ein neuer Verschiebungsvektor zur Verfügung steht. Die Ausgänge der Register 20, 31 und 32 sind jeweils mit einem Median­ filter 33 verbunden. Bei diesen Signalen handelt es sich also jeweils um die zeitlich zuletzt ermittelten drei Verschiebungsvektoren. In dem Medianfilter 33 wird eine Filterung dieser drei Verschiebungsvektoren zur Gewinnung eines Kandidatenvektors vorgenommen. Jeweils am Ende einer Bildzeile wird diese Filterung vorgenommen, so daß zu diesen Zeitpunkten jeweils ein neuer Kandidatenvektor zur Verfügung steht. Die Median-Filterung bedeutet dabei, daß aus den jeweils drei Werten der mittlere Wert ausgewählt wird. Am Ausgang des Medianfilters 33 steht also der zunächst noch ungefilterte Kandidatenvektor zur Verfügung.

In der Filteranordnung 3 ist nun jedoch eine weitere Nach­ filterung dieser Kandidatenvektoren vorgesehen. Diese weist drei hintereinander geschaltete Speicher 34, 35 und 36 auf. In diesen Speichern werden die von der Median- Filteranordnung 33 gelieferten Kandidatenvektoren um jeweils die Dauer eines Teilbildes verzögert. An den Ausgängen der drei Speicher 34, 35 und 36 stehen also die Kandidatenvektoren zur Verfügung, die jeweils in der gleichen Bildzeile dreier aufeinanderfolgender Teilbilder ermittelt wurden. Diese Ausgangssignale sind in der Filteranordnung 3 einem weiteren Medianfilter 37 zuge­ führt, in dem eine Median-Filterung dieser drei Kandida­ tenvektoren vorgenommen wird. Am Ausgang 38 des Median­ filters 37 steht also nach dieser Filterung ein nachge­ filterter Kandidatenvektor zur Verfügung, der zur Über­ prüfung der tatsächlich vorliegenden Bewegung herangezogen wird.

Dieser nachgefilterte Kandidatenvektor ist in der Figur mit v_XC bezeichnet.

In der Anordnung 4 zur Kandidatenvektor-Überprüfung sind ein erstes Schieberegister 41, dem das Luminanzsignal Y_A zugeführt wird, sowie ein zweites Schieberegister 42, dem das Luminanzsignal Y_B zugeführt wird, vorgesehen. Diese Schieberegister 41 und 42 sind in der Lage, jeweils aufeinanderfolgend die Bildpunktwerte von 21 Bildpunkten abzuspeichern. Die Schieberegister 41 und 42 weisen 21 Ausgänge auf, so daß auf jeden einzelnen Bildpunktwert jederzeit zugegriffen werden kann. In der Figur sind diese Ausgänge mit A_-10 bis A₁₀ bzw. mit B_-10 bis B₁₀ bezeichnet. In der Anordnung 4 zur Kandidatenvektor-Überprüfung wird nun für jeden Bildpunkt einer Bildzeile eines Teilbildes einzeln überprüft, ob dieser Punkt einer Bewegung ent­ sprechend des nachgefilterten Kandidatenvektors oder ob dieser Bildpunkt keiner Bewegung unterliegt. Aufgrund der sich durch die Anordnungen 2 und 3 bzw. 4 ergebenden zeit­ lichen Verzögerung geschieht dies in der Weise, daß der nachgefilterte Kandidatenvektor v_XS, dessen Ermittlung zuvor erläutert wurde, für die Bewegungsüberprüfung von Bildpunkten eingesetzt wird, die in dem Teilbild enthalten sind, das den drei Teilbildern folgt, aus deren unge­ filterten Kandidatenvektoren der nachgefilterte Kandidatenvektor gewonnen wurde. Innerhalb dieses nach­ folgenden Teilbildes wird der nachgefilterte Kandidaten­ vektor für die Überprüfung von Bildpunktwerten eingesetzt, die innerhalb dieses Teilbildes drei Zeilen vor den Zeilen liegen, von denen in den vorhergehenden Teilbildern die Kandidatenvektoren ermittelt wurden. Dieser Zusammenhang wird weiter unten anhand der Fig. 2 nochmals näher erläutert.

Der am Ausgang 38 des Medianfilters 37 zur Verfügung stehende Kandidatenvektor ist je einem Schalter 43 bzw. 44 zugeführt, dessen Schalterposition in Abhängigkeit des Wertes des nachgefilterten Kandidatenvektors v_XC verändert wird. Diese Schalter 43 bzw. 44 dienen dazu, aus den Abgriffen der Schieberegister 41 bzw. 42 auf diejenigen Bildpunktwerte zuzugreifen, die gemäß dem ermittelten nachgefilterten Verschiebungsvektor v_XC miteinander korrespondieren. Es wird also auf diejenigen Bildpunkte in den jeweils gleichen Bildzeilen aufeinanderfolgender Teil­ bilder zugegriffen, die gemäß dem nachgefilterten Kandidatenvektor v_XC bei einer vorliegenden Bewegung gleich sein sollten. Gibt der nachgefilterte Kandidatenvektor beispielsweise eine Verschiebung um zehn Bildpunkte an, so wird mittels der Schalter 43 und 44 auf Bildpunktwerte in den beiden Teilbildern zugegriffen, die um diesen Verschiebungsvektor auseinanderliegen.

In der Anordnung 4 ist ein Detektor 45 vorgesehen, mittels dessen festgestellt wird, ob tatsächlich eine Bewegung gemäß dem ermittelten nachgefilterten Kandidatenvektor v_XC vorliegt. Dazu werden dem Detektor 45 über die ent­ sprechend gesteuerten Schalter 43 und 44 aus den Schiebe­ registern 41 und 42 diejenigen Bildpunkte geliefert, die um einen Wert gemäß dem Verschiebungsvektor innerhalb der betreffenden Bildzeile verschoben angeordnet sind. In dem Detektor 45 wird die Differenz dieser beiden Werte gebildet.

Es ist ferner ein weiterer Detektor 46 vorgesehen, der fest mit dem Mittelabgriff der beiden Verschiebungs­ register 41 bzw. 42 verbunden ist. Es werden hier also immer Bildpunkte gleicher Position innerhalb der Bild­ zeilen der beiden Teilbilder miteinander verglichen. Es wird auf diese Weise ermittelt, ob gegebenenfalls keine Bewegung vorliegt. Auch in dem Detektor 46 wird dazu die Differenz der beiden gelieferten Bildpunktwerte erzeugt.

Sowohl im Detektor 45 wie auch in dem Detektor 46 werden die ermittelten Differenzwerte mit Schwellwerten ver­ glichen. Diese Schwellwerte werden in Abhängigkeit der Ortsfrequenz des Fernsehsignals variiert. Dazu ist eine Anordnung 5 zur Schwellwertadaption vorgesehen, in welcher ein Differenzwertbildner 51 vorgesehen ist, dem das Ausgangssignal des zweiten Teilbildspeichers 8 sowie das des Zeilenspeichers 9 zugeführt wird. In diesem Differenz­ wertbildner wird also die Differenz solcher Bildpunkte geliefert, die in benachbarten Bildzeilen gleiche Position haben. Diese Differenz stellt ein Maß für die vertikale Ortsfrequenz dar. In einem weiterhin in der Anordnung 5 vorgesehenen Maximumdetektor 52 wird die horizontale Orts­ frequenz ermittelt. Dies geschieht dadurch, daß dem Maximumdetektor einerseits das von dem Differenzwert­ bildner 12 bereits ermittelte Differenzsignal zweier benachbarter Bildpunkte in derselben Bildzeile zugeführt wird. Mittels eines Registers 53 wird dieses Signal nochmals verzögert und ebenfalls dem Maximumdetektor 52 zugeführt, in dem das Maximum dieser beiden aufeinander­ folgenden Differenzwerte gebildet wird. Dieses Signal stellt ein Maß für die horizontale Ortsfrequenz dar. Die von dem Differenzwertbildner 51 und dem Maximumdetektor 52 gelieferten Signale werden einem Addierer 54 zugeführt, in dem diese Signale aufsummiert werden. Dieser Summe wird außerdem ein konstanter Faktor k addiert. Das Ausgangs­ signal des Addierers 54 stellt nun einen Schwellwert dar, der in Abhängigkeit sowohl der vertikalen wie auch der horizontalen Ortsfrequenz variiert wird. Dieser Schwell­ wert ist dem Detektor 46 zugeführt. In dem Detektor 46 wird dann festgestellt, daß keine Bewegung vorliegt, wenn die gebildete Differenz kleiner oder gleich diesem Schwellwert ist. Der Detektor 46 liefert an seinem Ausgang 47 dann ein entsprechendes Ausgangssignal.

Das von dem Addierer 54 gelieferte Schwellwertsignal wird außerdem dem Detektor 45 zugeführt, in dem dann eine Bewegung gemäß dem nachgefilterten Kandidatenvektor v_XC ermittelt wird, wenn die Differenz der beiden ihm zuge­ führten Bildpunktwerte kleiner oder gleich dem Schwell­ wertsignal ist. Sollte dies der Fall sein, liefert der Detektor 45 an seinem Ausgang 48 ein entsprechendes Ausgangssignal.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der Detektor 46 dann für einen bestimmten Bildpunkt ein Ausgangssignal liefert, wenn dieser Bildpunkt zwischen den beiden Teilbildern keine Bewegung erfahren hat. Hat der Bildpunkt jedoch eine Bewegung gemäß dem nachgefilterten Kandidatenvektor v_XC erfahren, so liefert der Detektor 45 für diesen Bildpunkt an seinem Ausgang ein entsprechendes Signal.

Diese Ausgangssignale der Detektoren 45 und 46 geben bereits eine gegebenenfalls detektierbare horizontale Bewegung an. Um dieses Ergebnis jedoch sicherer, insbe­ sondere störsicherer, zu machen, ist der Anordnung 4 eine Anordnung 6 zur Gültigkeits-Entscheidung nachgeschaltet, in der diese Ausgangssignale der Detektoren 45 und 46 nochmals nachbearbeitet werden.

Der Ausgang 47 des Detektors 46 ist mit einem Summier­ glied 61 verbunden, in dem jeweils für 21 aufeinander­ folgende Bildpunkte die Ausgangssignale des Detektors 46 aufsummiert werden. In entsprechender Weise ist der Ausgang 48 des Detektors 45 mit einem Summierglied 62 verbunden, in dem ebenfalls für 21 aufeinanderfolgende Bildpunkte die Ausgangssignale des Detektors 45 auf­ summiert werden. Die von den Summiergliedern 61 und 62 gelieferten Summensignale sind einer Auswerte- und Entscheidungseinheit 63 zugeführt. In dieser Auswerte­ einheit 63 wird in Abhängigkeit der von den Summier­ gliedern 61 und 62 gelieferten Summe eine Entscheidung bezüglich der Gültigkeit des nachgefilterten Verschiebungsvektors für die betreffenden 21 Bildpunkte getroffen. Von der Auswerteeinheit 63 wird der betreffende nachgefilterte Verschiebungsvektor nur dann für gültig erklärt, wenn drei Bedingungen erfüllt sind. Es muß nämlich die von dem Summierglied 62 gelieferte Summe größer als 10 sein, außerdem muß diese Summe größer als die von dem Summierglied 61 gelieferte Summe sein. Darüber hinaus muß der nachgefilterte Kandidatenvektor v_XC einen Wert größer 2 aufweisen. Nur wenn diese drei Bedingungen erfüllt sind, gibt die Auswerteeinheit 63 ein ent­ sprechendes Gültigkeitssignal ab, das einem Multiplexer 64 zugeführt wird.

Die von der Auswerteeinheit 63 vorgenommenen Ent­ scheidungen bewirken, daß für den einzelnen Bildpunkt vorgenommene Entscheidung, ob der nachgefilterte Kandidatenvektor v_XC gültig ist oder nicht, in Abhängigkeit der von den Detektoren 45 und 46 abgegebenen Detektions­ ergebnisse der jeweils 20 benachbarten Bildpunkte getroffen wird. Die Auswerteeinheit 63 liefert nur dann ein Gültigkeitssignal, wenn für die überwiegende Zahl dieser Bildpunkte der nachgefilterte Kandidatenvektor eine tatsächlich vorliegende Bewegung angibt und wenn für die überwiegende Zahl dieser Bildpunkte diese Bewegung häufiger ermittelt worden ist als eine nicht vorliegende Bewegung.

Während der Zeiten, in denen von der Auswerteeinheit 63 der nachgefilterte Kandidatenvektor für gültig erklärt wird, wird dieser Kandidatenvektor, der am Ausgang 38 des Medianfilters 37 der Filteranordnung 3 zur Verfügung steht, am Ausgang 65 des Multiplexers 64 erscheinen. Während der übrigen Zeiten erscheint an dem Ausgang 65 des Multiplexers 64 der Wert Null. Dieses am Ausgang 65 des Multiplexers 64 zur Verfügung stehende Signal ist nun dasjenige, welches eine gegebenenfalls in den Bildinhalten vorliegende horizontale Bewegung detektiert und daß das Maß dieser Bewegung anliegt.

In Fig. 2 ist zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung gemäß Fig. 1 vier aufeinanderfolgende Teilbilder schematisch dargestellt. Anhand dieser Darstellung soll der Modus der Ermittlung der Verschiebungsvektoren, der Kandidatenvektoren und des nachgefilterten Kandidaten­ vektors näher erläutert werden.

Der Einfachheit halber weisen die Teilbilder gemäß der Darstellung in Fig. 2 nur jeweils sechs Zeilen auf. Es handelt sich Teilbilder A1 und B1 eines ersten Vollbildes und Teilbilder A2 und B2 eines zweiten Vollbildes.

In dem Teilbild A1 ist exemplarisch für die Bildzeile 5 die Ermittlung der Verschiebungsvektoren und des Kandidatenvektors dargestellt. Dieser hier für die Bild­ zeile 5 dargestellte Vorgang gilt selbstverständlich in entsprechender Weise für alle anderen Bildzeilen 1 bis 6 in gleicher Weise, in der Darstellung gemäß Fig. 2 wurde jedoch der Übersichtlichkeit halber die Ermittlung dieser Vektoren für die Bildzeile 5 angedeutet.

Am Ende einer Bildzeile, beispielsweise der Bildzeile 5 des Teilbildes A1 wird ein Kandidatenvektor jeweils aus den zeitlich zuletzt ermittelten drei Verschiebungs­ vektoren gebildet. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist dies in dem Teilbild A1 für drei Verschiebungsvektoren der Fall, die in der Bildzeile 5 ermittelt wurden, deren Ermittlungszeitpunkt in der Fig. schematisch mit einem Kreuz markiert ist. Am Ende der Bildzeile 5 des Teil­ bildes A1 wird dann der Kandidatenvektor K_A1,5 ermittelt. Dieser Kandidatenvektor K_A1,5 wird durch Median-Filterung aus den drei Verschiebungsvektoren ausgefiltert.

In dem Teilbild B1 wird ebenfalls am Ende der Bildzeile 5 ein Kandidatenvektor K_B1,5 ermittelt. Auch für diesen Vektor gilt selbstverständlich, daß er aus den drei zuletzt ermittelten Verschiebungsvektoren gebildet wird. Da in dem in der Fig. 2 für das Teilbild B1 gewählten Beispielsfalle in der Bildzeile 5 dieses Teilbildes jedoch nur zwei Verschiebungsvektoren ermittelt wurden, wird außerdem der zuletzt in der Bildzeile 4 ermittelte Verschiebungsvektor zur Bildung des Kandidatenvektors K_B1,5 herangezogen.

Auch in dem dem Teilbild wiederum nachfolgenden Teil­ bild A2 wird am Ende der Bildzeile 5 der Kandidaten­ vektor K_A2,5 aus den zuletzt ermittelten drei Verschiebungs­ vektoren ausgefiltert. In dem in der Fig. 2 für das Teil­ bild A2 gewählten Beispielsfalle wurde in der Bildzeile 5 kein Verschiebungsvektor und in den Bildzeilen 4, 3 und 2 nur jeweils ein Verschiebungsvektor ermittelt. Für die Ermittlung des Kandidatenvektors K_A2,5 am Ende der Bild­ zeile 5 stellen diese drei in den Bildzeilen 2, 3 und 4 ermittelten Verschiebungsvektoren die drei zuletzt ermittelten Verschiebungsvektoren dar, so daß aus diesen der Kandidatenvektor K_A2,5 gebildet wird.

Aus diesen drei Kandidatenvektoren K_A1,5, K_B1,5 und K_A2,5 wird in der Anordnung gemäß Fig. 1, dort speziell in der Filteranordnung 3, ein nachgefilterter Kandidatenvektor gewonnen, der jedoch erst in dem Teilbild B2 gemäß Fig. 2 eingesetzt wird, das dem Teilbild A2 folgt. Der nachge­ filterte Kandidatenvektor wird also erst in dem Teilbild eingesetzt, das dem letzten Teilbild folgt, in dem der letzte der drei Kandidatenvektoren ermittelt wurde, die zur Gewinnung des nachgefilterten Kandidatenvektors einge­ setzt wurden.

In dem Teilbild B2 wird dieser nachgefilterte Kandidaten­ vektor K_nB2,2 jedoch nicht für die Bildzeile 5 eingesetzt, an deren Ende in den vorhergehenden Teilbildern jeweils die Kandidatenvektoren ermittelt wurden. Der nachge­ filterte Kandidatenvektor K_nB2,2 wird für drei Zeilen vorher, also für die Bildzeile 2 eingesetzt. Für die Bild­ punkte dieser Bildzeile wird nun in der Anordnung 4 die Überprüfung vorgenommen, ob eine Verschiebung gemäß diesem nachgefilterten Kandidatenvektor K_nB2,2 vorliegt, oder ob keine Bewegung vorliegt. Diesen nachgefilterten Kandidatenvektor K_nB2,2 für drei Zeilen vor denjenigen Bild­ zeilen einzusetzen, aus denen die Kandidatenvektoren ge­ wonnen wurden, die zur Gewinnung des nachgefilterten Kandidatenvektors eingesetzt wurden, hat den Vorteil, daß ggf. erst mit einer gewissen Verzögerung detektierte obere Objektbegrenzungen, die mit großer Wahrscheinlichkeit auch schon in vorigen Bildzeilen auftreten, in diesen bereits berücksichtigt werden können, d. h. eine Bewegung detektierter Kanten bereits überprüft werden kann.

Claims (21)

1. Verfahren zur Ermittlung horizontaler Bewegungen in den Bildinhalten zeitlich aufeinanderfolgender aus Bildzeilen aufgebauten Bilder oder Teilbilder eines Bild­ signals, dadurch gekennzeichnet, daß

• - durch Vergleich der Bildpunkt-Werte aufeinander­ folgender Bildpunkte in den Bildzeilen Kanten ermittelt werden,
• - durch Vergleich der Lage der ermittelten Kanten in aufeinanderfolgenden Bildern bzw. Teilbildern für jede ermittelte Kante ein Verschiebungsvektor bestimmt wird, der die horizontale Verschiebung der Kante angibt,
• - die Gültigkeit jedes der Verschiebungsvektoren durch Vergleich der Bildpunktwerte mehrerer hinter der jeweils zugeordneten Kante liegender Bildpunkte über­ prüft wird,
• - aus mehreren aufeinanderfolgenden Verschiebungs­ vektoren, für die diese Überprüfung ein positives Ergebnis erbracht hat, ein Kandidatenvektor ausge­ filtert wird und
• - für jeden Bildpunkt einer Bildzeile eines Bildes bzw. Teilbildes einzeln überprüft wird, ob eine Bewegung entsprechend eines oder mehrerer Kandidatenvektoren oder ob keine Bewegung des Bildpunktes vorliegt, indem der Wert des Bildpunktes mit dem Wert des um den Kandidatenvektor verschobenen Bildpunktes und des Bild­ punktes gleicher Lage des nachfolgenden Bildes bzw. Teilbildes verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Verschiebungs­ vektoren ausgefilterten Kandidatenvektoren ihrerseits einer Nachfilterung unterzogen werden und daß aus den für die gleichen Bildzeilen wenigstens zweier aufeinander­ folgender Bilder bzw. Teilbilder ermittelten Kandidaten­ vektoren ein nachgefilterter Kandidatenvektor ausgefiltert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bildzeile eines Bildes bzw. Teilbildes genau ein Kandidatenvektor aus den drei zuletzt ermittelten Verschiebungsvektoren ausge­ filtert wird, welcher seinerseits der Nachfilterung unter­ zogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgefilterten Kandidatenvektoren aus den Kandidatenvektoren der gleichen Bildzeilen dreier aufeinanderfolgender Bilder bzw. Teil­ bilder herangezogen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterung der Verschiebungsvektoren und/oder die Nachfilterung der Kandidatenvektoren eine Median-Filterung ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgefilterte Kandidaten­ vektor für die Bildpunkte einer Bildzeile zur Überprüfung herangezogen wird, ob eine Bewegung entsprechend diesem Kandidatenvektor oder keine Bewegung vorliegt, und daß diese Bildzeile in dem Bild bzw. Teilbild enthalten ist, das den Bildern bzw. Teilbildern zeitlich folgt, für die die Kandidatenvektoren ermittelt wurden, aus denen der nachgefilterte Kandidatenvektor hervorgegangen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgefilterte Kandidaten­ vektor für die bildpunktweise Überprüfung derjenigen Bild­ zeile des nachfolgenden Bildes bzw. Teilbildes herange­ zogen wird, die drei Zeilen vor den Bildzeilen der vorigen Bilder bzw. Teilbilder liegt, für die die Kandidaten­ vektoren ermittelt wurden, aus denen der nachgefilterte Kandidatenvektor hervorgegangen ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die für jeden Bildpunkt einer Bildzeile eines Bildes bzw. Teilbildes vorzunehmende Über­ prüfung, ob eine Bewegung entsprechend eines oder mehrerer Kandidatenvektoren oder ob keine Bewegung der Bildpunkte vorliegt, indem der Wert des Bildpunktes mit dem Wert des um den Kandidatenvektor verschobenen Bildpunktes und des Bildpunktes gleicher Lage des nachfolgenden Bildes bzw. Teilbildes verglichen wird, in der Weise erfolgt, daß die Überprüfungsergebnisse für eine vorgebbare Anzahl von Bildpunkten, die etwa je zur Hälfte vor und hinter dem jeweils bezüglich seiner Bewegung zu untersuchenden Bild­ punkt in dessen Bildzeile liegen, getrennt für beide Über­ prüfungen aufsummiert werden und daß die Entscheidung, ob der, gegebenenfalls nachgefilterte, Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt gültig ist oder nicht, in Abhängigkeit des Wertes dieser Summe getroffen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt nur dann gültig ist, wenn für die vorgebbare Anzahl von Bildpunkten häufiger eine Bewegung entsprechend dem Kandidatenvektor als keine Bewegung ermittelt wurde.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt nur dann gültig ist, wenn für wenigstens die Hälfte der vorgebbaren Anzahl von Bild­ punkten in der Überprüfung eine Bewegung entsprechend dem Kandidatenvektor ermittelt wurde.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kandidatenvektor für den untersuchten Bildpunkt nur dann gültig ist, wenn der Kandidatenvektor selbst einen vorgebbaren Mindestwert überschreitet und daß der Mindestwert vorzugsweise eine Bewegung von zwei Bildpunkten pro Bild bzw. Teilbild beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Anzahl von Bildpunkten größer als 7 und kleiner als 25 ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gültigkeit jedes der Verschiebungsvektoren durch Aufsummieren der Werte von jeweils acht Bildpunkten, die in den beiden Bildern bzw. Teilbildern hinter der ermittelten Kante liegen, und Vergleich der Werte der beiden Summen überprüft wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Bildpunkt- Werte aufeinanderfolgender Bildpunkte in den Bildzeilen zur Kantenermittlung mittels Differenzbildung der Bild­ punktwerte vorgenommen wird und daß eine Kante nur dann detektiert wird, wenn diese Differenz einen in Abhängig­ keit der Modulationsstufe des Fernsehsignals variierten Schwellwert überschreitet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert den halben Wert des maximalen Bildpunktwertes der vorigen Bildzeile aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedererkennung der Kante in der gleichen Zeile des nachfolgenden Bildes bzw. Teil­ bildes nur dann erfolgt, wenn der für diese ermittelte Differenzwert um maximal 1/4 des maximalen Bildpunktwertes der vorigen Bildzeile von dem für die in dem anderen Bild bzw. Teilbild in der gleichen Bildzeile ermittelten Kanten-Differenzwert abweicht.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die bildpunktweise Über­ prüfung, ob eine Bewegung entsprechend der oder des, gegebenenfalls nachgefilterten Kandidatenvektors vorliegt, ein Schwellwert eingesetzt wird, dessen Wert, der bei dem Vergleich nicht überschritten werden darf, in Abhängigkeit der vertikalen und horizontalen Ortsfrequenz des Bild­ inhalts des Fernsehsignals variiert wird, wobei der Schwellwert zu hohen Ortsfrequenz hin zunimmt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 für ein Fernsehsignal, welches im Zeilensprungverfahren generierte Teilbilder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einem zweier aufeinanderfolgender Teilbilder vor Durchführung der Bewegungsermittlung eine vertikale Filterung, vorzugsweise eine Median-Filterung, vorgenommen wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bildsignal um ein digitales Bildsignal handelt, in welchem Luminanz- und Chrominanz-Anteile enthalten sind und daß für das Verfahren nur der Luminanz-Signalanteil herangezogen wird.

20. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für ein Verfahren zur Generierung neuer Bilder bzw. Teilbilder die in zeitlich zwischen den Bildern bzw. Teilbildern des Fernsehsignals angeordnet werden.

21. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für ein Verfahren zur Reduktion des Flickerns, das durch den Zeilensprung in einem entsprechend generierten Fernsehsignal entlang in Bildzeilenrichtung verlaufender Kanten hervorgerufen wird.