DE4214089C2 - Rauschdämpfungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rauschdämpfungsschal­ tung in einem Videogerät und insbesondere auf eine Schal­ tung zur Dämpfung von Rauschen, das in einem Luminanzsig­ nal enthalten ist, welches in ein Luminanzsignalverarbeitungssystem eines Videorecorders, eines Bildplattenspielers oder eines Farbfernsehers einge­ geben wird.

Ein Videogerät, wie z. B. ein Farbfernseher, ein Videorecorder oder ein Bildplattenspieler, benötigt ein Luminanzsignal, um die Helligkeit des Bildschirms zu steuern. Das Verhältnis der roten, grünen und blauen Luminanzsignale, d. h. der Primärfarben, beträgt ungefähr 0,3 : 0,59 : 0,11. Das Mischen der drei Signale in diesem Verhältnis dient der optimalen Einstellung auf die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges. Da jedoch ein derartiges Luminanzsignal Rauschen beinhaltet, wurde eine Schaltung für die Rauschunterdrückung entwickelt, die nachfolgend kurz beschrieben wird.

Fig. 3 zeigt eine z. B. aus der DE-OS 35 30 299 bekannte Schaltung zur Dämpfung des Rauschens eines Luminanzsig­ nals, wobei ein rauschbehaftetes Luminanzsignal (Fig. 2A) in einem Hochpaßfilter 1 gefiltert wird, und wodurch eine Wellenform gemäß Fig. 2B entsteht. Dieses Signal wird dann einem Begrenzer 2 zugeführt, der die Amplitude des Signals begrenzt und dadurch eine Wellenform gemäß Fig. 2C bildet. Danach wird das amplitudenbegrenzte Signal einem Subtrahierglied 3 zugeführt, das das Signal aus Fig. 2C, das durch den Begrenzer 2 gelaufen ist, von dem Luminanzeingangssignal (Fig. 2A) subtrahiert, was zur in Fig. 2D gezeigten Wellenform führt, in der das Rauschen gedämpft ist.

Jedoch läßt die bekannte Rauschdämpfungsschaltung ein Rauschen gemäß Fig. 2D zurück, welches sich aus dem übrigbleibenden Rauschen und einer Verzerrung ergibt, welche sich beide aufgrund der Verzögerung des Signals des Filters 1 im Umrißabschnitt des am Ende vom Subtrahierglied 3 ausgegebenen Signals ergeben. Entsprechend ist die Flanke des Luminanzsignals zusammengefallen.

Weiterhin sind Schaltungen zur Rauschdämpfung aus der US- PS 4 992 876 und der DE-OS 37 12 778 bekannt, bei dem eine Integratorschaltung ein ein erstes Hochpaßfilter durchlaufenes Signal aus der Summe des Eingangssignals und des verzögerten Eingangssignals über eine bestimmte Zeitdauer integriert bzw. eine Pegelexpandierschaltung verwendet wird, um die Amplitude eines infolge der Rauschbeseitigung amplitudenverringerten Signals wieder zu erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rauschdämpfungsschaltung zu schaffen, bei der die Flanken des Luminanzsignals erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird das Luminanzsignal zerhackt und dann ein mittlerer Gleichstrompegel eines derartigen Luminanzsignals erkannt, das zerhackte Luminanzsignal auf­ grund des mittleren Gleichstrompegels geklippt, das ge­ klippte Signal vom zerhackten Luminanzsignal subtrahiert, das subtrahierte Signal entsprechend dem mittleren Gleich­ strompegel verschoben und darauffolgend das verschobene Signal tiefpaßgefiltert, wodurch ein rauschfreies Lumi­ nanzsignal abgegeben wird, das im wesentlichen die glei­ chen Flanken wie das ursprüngliche Luminanzsignal hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rauschdämpfungsschaltung darstellt;

Fig. 2A bis 2D Betriebs-Zeitdiagramme einer herkömmlichen Rauschdämpfungsschaltung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer bekannten Rauschdämpfungsschaltung zeigt, und

Fig. 4A bis 4H Betriebs-Zeitdiagramme der Rauschdämpfungsschaltung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Eingang einer Torschaltung 10 mit einer Luminanzsignalquelle (nicht dargestellt) verbunden. Ein Takteingangsanschluß der Torschaltung ist mit dem Ausgang eines Taktgenerators 11 verbunden und deren Aus­ gang ist mit dem Eingang eines als Integratorschaltung ausgebildeten Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 und dem Minuendenanschluß einer Subtrahierschaltung 14 verbunden. Ein erster Eingang einer Klippschaltung 13 ist mit einem Ausgang des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 verbun­ den, wobei deren Ausgang mit dem Subtrahendenanschluß der Subtrahierschaltung 14 verbunden ist. Ein erster und zweiter Eingang einer Pegelverschiebungsschaltung 15 sind mit entsprechenden Ausgängen des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 und der Subtrahier­ schaltung 14 verbunden. Ein Ausgang der Pegelverschiebungsschaltung 15 ist mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 16 verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 1 unter Bezugnahme auf die Betriebszeitdiagramme der Fig. 4A bis 4H beschrieben.

Gemäß Fig. 1 wird ein rauschbehaftetes Luminanzsignal (Fig. 4A) von der Luminanzsignalquelle in die Torschal­ tung 10 eingegeben, die einen elektronischen Schalter aufweist. Die Torschaltung 10 läßt das eingegebene Lumi­ nanzsignal nur während "hohen" Intervallen des Taktsig­ nals (Fig. 4B) des Taktgenerators 11 durch und sperrt das Luminanzsignal während der "niedrigen" Intervalle. Demzufolge teilt die Torschaltung 10 das Luminanzsignal einschließlich des Rauschens in vorbestimmte Intervalle entsprechend dem Taktsignal (Fig. 4B), das vom Taktgene­ rator 11 erzeugt wird, und erzeugt ein Rauschen enthal­ tendes und zerhacktes Luminanzsignal nach Fig. 4C. Zu diesem Zeitpunkt ist die vom Taktgenerator 11 gelieferte Frequenz des Taktsignals wenigstens zweimal so groß, wie die obere Grenze des reproduzierenden Bands des Luminanz­ signals entsprechend dem Nyquist-Theorem, um die ur­ sprüngliche Wellenform des Luminanzsignals aufrechtzuer­ halten. Das zerhackte Luminanzsignal wird dem Luminanzpegelmittelwertdetektor 12, der Klippschaltung 13 und der Subtrahierschaltung 14 eingegeben. Der Luminanzpegelmittelwertdetektor 12 integriert das zerhackte Luminanzsignal, um einen mittleren Gleichstrom­ pegel zu erkennen und gleichzeitig den mittleren Gleich­ stromluminanzpegel gemäß Fig. 4D der Klippschaltung 13 und der Pegelverschiebungsschaltung 15 zuzuführen.

In der Zwischenzeit klippt die Klippschaltung 13 das zer­ hackte Luminanzsignal adaptiv entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel des Luminanzsignals. D.h., die Klipp­ schaltung 13 klippt das zerhackte Luminanzsignal (Fig. 4C) beispielsweise durch eine Diode und führt das ge­ klippte Signal, das in Fig. 4E dargestellt ist, der Sub­ trahierschaltung 14 zu. In diesem Fall hat das von der Klippschaltung 13 ausgegebene Signal eine Wellenform gemäß Fig. 4E, wobei die Luminanzsignalkomponente eine Rauschkomponente enthält. Danach subtrahiert die Subtra­ hierschaltung 14 das geklippte Luminanzsignal (Fig. 4E), das von der Klippschaltung 13 abgegeben wird, von dem zerhackten Luminanzsignal (Fig. 4C), das von der Torschaltung 10 abgegeben wird, und gibt ein rauschfreies Luminanzsignal mit einer Wellenform entsprechend Fig. 4F an die Pegelverschiebungsschaltung 15 ab.

Die Pegelverschiebungsschaltung 15 addiert den mittleren Gleichstrompegel des subtrahierten Luminanzsignals (Fig. 4F) von der Subtrahierschaltung 14 zu dem mittleren Gleichstrompegel (Fig. 4D) des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 unter Verwendung eines Pegelverschiebers oder -addierers und kompensiert den geklippten Luminanzpegel der Klippschaltung 13, was zu einer Wellenform nach Fig. 4G führt. Das pegelver­ schobene Signal wird einem Tiefpaßfilter 16 zugeführt.

Die Pegelverschiebungsschaltung 15 ist außerdem in der Lage den Ausgangspegel der Subtrahierschaltung 14 zu ju­ stieren, wobei ein Benutzer manuell einen variablen Widerstand einstellt.

Das Tiefpaßfilter 16 läßt die Frequenzkomponente durch, die niedriger als die obere Grenze des reproduzierenden Bandes des von der Pegelverschiebungsschaltung 15 ausge­ gebenen pegelverschobenen Luminanzsignals ist, während höhere Frequenzkomponenten abgeschnitten werden.

Entsprechend weist der Ausgang des Tiefpaßfilters 16 die Originalwellenform gemäß Fig. 4H auf, so daß ein rauschfreies Luminanzsignal an eine nicht dargestellte Farbsignalverarbeitungseinrichtung ausgegeben wird.

Wie oben beschrieben, kann die Rauchdämpfungsschaltung ein Zusammenfallen der Flanken des Luminanzsignals ver­ hindern, was bei Verwendung von bekannten Filtern und Be­ grenzern auftritt, wodurch ein rauschfreies Luminanzaus­ gangssignal erhalten wird.

Claims (2)

1. Rauschdämpfungsschaltung mit:
einer Zerhackerschaltung (10, 11) zum Zerhacken eines rauschbehafteten Luminanzsignals mit einer vorbestimmten Frequenz entsprechend eines vorbestimmten Taktsignals;
einer Integratorschaltung (12) zur Integration des zerhackten Luminanzsignals, das von der Zerhackerschaltung abgegeben wird, wobei ein mittlerer Gleichstrompegel des Luminanzsignals berechnet wird;
einer Klippschaltung (13) zum Klippen des Ausgangssignals der Zerhackerschaltung entsprechend dem mittleren Gleichstrompegel;
einer Subtrahierschaltung (14) zum Subtrahieren des von der Klippschaltung (13) ausgegebenen, geklippten Signals von dem von der Zerhackerschaltung (10, 11) ausgegebenen zerhackten Luminanzsignal;
einer Pegelverschiebungsschaltung (15) zur Kompensation des Pegels des subtrahierten Luminanzsignals entsprechend dem mittleren Gleichstrompegel; und
einem Tiefpaßfilter (16) zum Filtern des pegelverschobenen Signals von der Pegelverschiebungsschaltung (15) und zur Wiederherstellung der ursprünglichen Wellenform des Luminanzsignals.

2. Rauschdämpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerhackerschaltung (10, 11) einen elektronischen Schalter (10) zum Durchlassen des rauschbehafteten Luminanzsignals entsprechend dem Taktsignal aufweist.