DE4409283A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Impulsstörungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Impulsstörungen hoher Amplitude in einem Eingangs-Videosignal und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Impulsartige Störungen hoher Amplitude treten oftmals in Videosignalen auf, wobei Signalaussetzer (Drop-Outs) in den vom Magnetband abgenommenen oder Kratzer in den vom Laufbildfilm abgeleiteten Videosignalen oder HF-Störimpulse bei Satelliten-Signalen häufig die Ursache sind.

Bisher wurden derartige Impulsstörungen vorwiegend mit etwas aufwendigen Mitteln der Medianfilterung weitgehend eliminiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Videosignalen auftretende Impulsstörungen hoher Amplitude optimal und ohne großen Aufwand zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß sämtliche Arten von in Videosignalen vorkommenden Störimpulsen hoher Amplitude vollständig eliminiert werden, so daß ein unverzögertes störimpulsbefreites Ausgangssignal abnehmbar ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.

In weiteren Unteransprüchen ist eine vorteilhafte Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 Zeitdiagramme der in Fig. 1 vorkommenden Signale.

In Fig. 1 liegt das mit Impulsstörungen behaftete unverzögerte Eingangs-Videosignal V1 an Klemme 1 an, welches dadurch entstört werden soll, daß dessen gestörte Bildpunkte durch die entsprechenden ungestörten Bildpunkte des vorangegangenen Bildes ersetzt werden sollen. Dies wird mittels eines Umschalters 2 bewerkstelligt, an dessen ersten Eingang das Eingangs-Videosignal V1 und an dessen zweiten Eingang das mit einem Bildspeicher 3 um eine Teilbild- oder Vollbild-Periode verzögerte Videosignal V2 anliegen. Am Ausgang 4 des Umschalters 2 ist dann ein störbefreites Ausgangs-Videosignal V3 abnehmbar, welches sich aus den ungestörten Anteilen des Eingangs-Videosignals V1 und - bei darin auftretenden Störimpulsen - aus den entsprechenden ungestörten Anteilen des verzögerten Videosignals V2 zusammensetzt.

Der Umschalter 2 wird dabei von einem Umschaltsignal U gesteuert, welches von einer die Impulsstörungen im Eingangssignal V1 detektierenden Schaltung 5 abgeleitet wird.

Diese Detektorschaltung 5 enthält eine Subtraktionsstufe 6, welcher das unverzögerte Eingangs-Videosignal V1 und das verzögerte Videosignal V2 zugeführt werden. Am Ausgang der Subtraktionsstufe 6 ist eine Einrichtung 7 zur Absolutwertbildung angeschlossen, an deren ersten Ausgang D die Differenz (V1-V2) als Bewegungssignal A und an deren zweiten Ausgang Z ein Vorzeichensignal V abnehmbar sind.

Das Bewegungssignal A wird mit Hilfe eines Medianfilters 8 weiter verarbeitet und dem einen Eingang einer weiteren Subtraktionsstufe 9 mit Einrichtung zur Absolutwertbildung zugeführt, an deren anderen Eingang das Bewegungssignal A anliegt. Der Ausgang der Stufe 9 ist mit einem Eingang einer Komparatorstufe 11 verbunden, deren anderer Eingang an den Ausgang des Medianfilters 8 angeschlossen ist. An weiteren Eingängen der Komparatorstufe 11 liegen Schwellwertsignale S1 und S2 sowie das Vorzeichensignal V′ an. Am Ausgang der Komparatorstufe 11 ist ein Steuersignal G′ abnehmbar, welches zur Erzeugung des Umschaltsignals U über eine Verriegelungsschaltung 12 dient.

Die Verriegelungsschaltung 12 besteht hierbei aus einer UND-Verknüpfungsschaltung 13 und einem an deren invertierendem Eingang angeordneten Bildspeicher 14. Das Steuersignal G′ wird nun direkt dem einen Eingang und über den Bildspeicher 14 um eine Bildperiode verzögert dem anderen, invertierenden Eingang der UND-Verknüpfungsschaltung 13 zugeführt.

Zum Laufzeitausgleich für die der Komparatorstufe 11 zugeführten Signale G und V bezüglich des mediangefilterten Bewegungssignals M ist je ein Laufzeitglied 16 und 17 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 soll nun in Verbindung mit den in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagrammen näher erläutert werden, wobei in den Signalen V1 und V2 die impulsförmigen Störungen schraffiert dargestellt sind.

Von den Videosignalen V1 und V2 wird - wie bereits oben ausgeführt - durch Differenz- und Absolutwertbildung in den Stufen 6 und 7 ein Bewegungssignal A abgeleitet, in welchem die in den Signalen V1 und V2 enthaltenen impulsförmigen Störungen ebenfalls auftreten. Das mediangefilterte Signal M enthält dagegen erwartungsgemäß keine Impulsstörungen. Die Verarbeitung der Signale A′ und M in der Stufe 9 ergibt an deren Ausgang ein impulsförmiges Signal G.

Um nun zu einer eindeutigen Identifikation der tatsächlichen Störimpulse zu gelangen, werden die Signale G, M und das Vorzeichensignal V′ der Komparatorstufe 13 zugeführt. In dieser Stufe wird zum einen das Signal G mit einem Schwellwert S1 verglichen, wobei mit G < S1 Rauschen und kleine Bewegungsamplituden ausgeblendet werden. Aus dem Zeitdiagramm für das Signal G ist zu erkennen, daß die Störamplituden deutlich über dem Schwellwert S1 liegen. Weiterhin wird das Signal M in der Stufe 11 mit dem Schwellwert S2 verglichen. Mit der Bedingung M < S2 wird sichergestellt, daß die Stufe 11 nicht auf Bewegung fehlgetriggert wird.

Um nun noch zu erkennen, ob der Störimpuls aus dem Video- Eingangssignal V1 oder aus dem Videosignal V2 stammt, muß das Vorzeichensignal V′ abgefragt werden. Ist das Signal V′ gleich 1, so liegt ein positiver Störimpuls im Videosignal V1 vor.

Sind nun diese drei Bedingungen alle erfüllt, gemäß der Gleichung G′= (V′ = 1) & (G < S1) & (M < S2), so wird das Signal G′ auf Logisch 1 gesetzt. In diesem Falle liegt dieser Wert auch am einen Eingang der UND-Verknüpfungsschaltung 13; liegt nun am anderen, invertierenden Eingang ein vom Bildspeicher 14 geliefertes Signal mit Logisch 0 - das heißt ein ungestörtes Signal - an, dann wird das Umschaltsignal U ebenfalls auf Logisch 1 gesetzt und schaltet das vom Bildspeicher 3 gelieferte Videosignal V2 als Ausgangssignal V3 auf die Ausgangsklemme 4.

Die Verriegelungsschaltung 12 verhindert zusätzlich, daß bei falscher Einstellung der Polarität ein Störimpuls in der Schleife eingefroren wird. Falls dieser Fall eintritt - wobei das G′-Signal in aufeinanderfolgenden Bildern auf Logisch 1 ist -, sorgt die UND-Verknüpfung 13 dafür, daß das Umschaltsignal U Logisch 0 wird und dadurch die Schleife aufgetrennt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zur Beseitigung von Impulsstörungen hoher Amplitude in einem Eingangs-Videosignal, dadurch gekennzeichnet, daß gestörte Bildpunkte des aktuellen Bildes durch die entsprechenden Bildpunkte des vorangegangenen Bildes ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale (V1 und V2) des aktuellen, unverzögerten Bildes und des um eine Teilbild- oder Vollbild-Periode verzögerten Bildes miteinander verglichen werden und bei Auftreten von Impulsstörungen im Videosignal (V1) des aktuellen, unverzögerten Bildes ein Umschaltsignal U zur Umschaltung vom unverzögerten auf das verzögerte Videosignal (V2) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Absolutwertbildung des Differenzwertes zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Videosignal (V1, V2) sowohl ein Bewegungssignal (A) als auch dessen Vorzeichen (V) abgeleitet werden, daß vom direkten und dem mediangefilterten Bewegungssignal (A, M) ein weiteres absolutes Differenzwertsignal (G) gebildet wird, und daß in Abhängigkeit von diesem Differenzwertsignal (G) und dem mediangefilterten Bewegungssignal (M) im Vergleich je eines entsprechenden Schwellwertsignals (S1, S2) sowie in Abhängigkeit eines vom Vorzeichen abgeleiteten Vorzeichensignals (V′) ein Steuersignal (G′) gebildet wird, mit welchem das Umschaltsignal (U) erzeugt wird.

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorangegangenen Ansprüchen gekennzeichnet durch

• - eine Subtraktionsstufe (6), an deren Eingängen das unverzögerte Video-Eingangssignal (V1) sowie das verzögerte Videosignal (V2) anliegen,
• - eine Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung, deren Eingang mit dem Ausgang der Subtraktionsstufe (6) verbunden ist,
• - ein zweidimensionales Medianfilter (8), dessen Eingang mit dem Betragssignalausgang (D) der Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung verbunden ist,
• - eine weitere Subtraktionsstufe (9) mit Einrichtung zur Absolutwertbildung, deren erster Eingang an die Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung und deren zweiter Eingang an den Ausgang des Medianfilters (8) angeschlossen ist,
• - eine mehrere Eingänge aufweisende Komparatorstufe (11), von denen der erste Eingang mit dem Ausgang der weiteren Subtraktionsstufe (9), der zweite Eingang mit dem Ausgang des Medianfilters (8) und der dritte Eingang mit dem Vorzeichenausgang (Z) der Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung verbunden sind, sowie zwei weitere Eingänge, an denen ein erstes (S1) und ein zweites (S2) entsprechend einstellbares Schwellwertsignal anliegen, und deren Ausgang mit dem Eingang einer Verriegelungsstufe (12) zur Erzeugung des Umschaltsignals (U) verbunden ist,
• - eine Umschalteinrichtung (2), an deren ersten Eingang das unverzögerte Videosignal (V1) und an deren zweiten Eingang das verzögerte Videosignal (V2) anliegen, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Verriegelungsstufe (12) verbunden ist und an deren Ausgang (4) das störbefreite Videosignal (V3) abnehmbar ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsstufe (12) aus einer UND-Verknüpfungsschaltung (13) besteht, an deren ersten Eingang das Steuersignal (G′) direkt und an deren zweiten, invertierenden Eingang das Steuersignal (G′) über einen Bildspeicher (14) anliegt und an deren Ausgang das Umschaltsignal (U) abnehmbar ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung und dem ersten Eingang der Subtraktionsstufe (9) sowie zwischen dem Vorzeichenausgang (Z) der Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung und dem dritten Eingang der Komparatorstufe (11) je ein Laufzeitglied (16, 17) angeordnet ist.