DE4409283C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Beseitigung von Impulsstörungen - Google Patents

Description

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

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

Bisher wurden derartige Impulsstörungen vorwie­ gend mit etwas aufwendigen Mitteln der Medianfilte­ rung weitgehend eliminiert.

Weiterhin ist aus der EP 0 531 818 A1 ein Verfahren zur Beseitigung von drop-out-Störungen in einem Fernsehbild bekannt, bei welchem zusätzlich zu einem zu überprüfenden Pixel weitere Pixel als Eingang einem Medianfilter zugeführt werden. Die weiteren Pixel weisen entweder eine unterschiedliche vertikale Lage auf oder sie stammen in bezug auf das zu prüfende Pixel von einem unterschiedlichen Bild. Die Eingänge des Medianfilters sind dabei so gewählt, dass ein einziges Pixel nicht auf die Mehrzahl der Filtereingänge wirkt, dass die Mehrzahl der Filtereingänge Pixel aus der gleichen Zeile umfasst, in der das zu überprüfende Pixel liegt, und dass die Mehrzahl der Filtereingänge Pixel aus dem gleichen Bild umfasst wie das zu prüfende Pixel.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, 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 kenn­ zeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß sämtliche Arten von in Videosignalen vor­ kommenden Störimpulsen hoher Amplitude vollständig eliminiert werden, so daß ein unverzögertes störimpuls­ befreites 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 Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens,

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

In Fig. 1 liegt das mit Impulsstörungen behaftete un­ verzögerte Eingangs-Videosignal V1 an Klemme 1 an, welches dadurch entstört werden soll, daß dessen ge­ störte Bildpunkte durch die entsprechenden ungestör­ ten 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-Pe­ riode verzögerte Videosignal V2 anliegen. Am Ausgang 4 des Umschalters 2 ist dann ein störbefreites Ausgangs- Videosignal V3 abnehmbar, welches sich aus den unge­ störten Anteilen des Eingangs-Videosignals V1 und - bei darin auftretenden Störimpulsen - aus den entspre­ chenden ungestörten Anteilen des verzögerten Videosi­ gnals V2 zusammensetzt.

Der Umschalter 2 wird dabei von einem Umschaltsig­ nal U gesteuert, welches von einer die Impulsstörungen im Eingangssignal V1 detektierenden Schaltung 5 abge­ leitet wird.

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

Das Bewegungssignal A wird mit Hilfe eines Median­ filters 8 weiter verarbeitet und dem einen Eingang einer weiteren Subtraktionsstufe 9 mit Einrichtung zur Abso­ lutwertbildung zugeführt, an deren anderen Eingang das Bewegungssignal A anliegt. Der Ausgang der Stufe 9 ist mit einem Eingang einer Komparatorstufe 11 verbun­ den, deren anderer Eingang an den Ausgang des Me­ dianfilters 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' abnehm­ bar, welches zur Erzeugung des Umschaltsignals U über eine Verriegelungsschaltung 12 dient.

Die Verriegelungsschaltung 12 besteht hierbei aus ei­ ner UND-Verknüpfungsschaltung 13 und einem an de­ ren invertierendem Eingang angeordneten Bildspeicher 14. Das Steuersignal G' wird nun direkt dem einen Ein­ gang 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 median­ gefilterten 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 Zeit­ diagrammen näher erläutert werden, wobei in den Si­ gnalen V1 und V2 die impulsförmigen Störungen schraf­ fiert dargestellt sind.

Von den Videosignalen V1 und V2 wird - wie bereits oben ausgeführt - durch Differenz- und Absolutwert­ bildung in den Stufen 6 und 7 ein Bewegungssignal A abgeleitet, in welchem die in den Signalen V1 und V2 enthaltenen impulsförmigen Störungen ebenfalls auftre­ ten. Das mediangefilterte Signal M enthält dagegen er­ wartungsgemäß keine Impulsstörungen. Die Verarbei­ tung der Signale A' und M in der Stufe 9 ergibt an deren Ausgang ein impulsförmiges Signal G.

Um nun zu einer eindeutigen Identifikation der tat­ sächlichen 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 ausge­ blendet 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 wer­ den. 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-Ver­ knüpfungsschaltung 13; liegt nun am anderen, invertie­ renden Eingang ein vom Bildspeicher 14 geliefertes Si­ gnal mit Logisch 0 - das heißt ein ungestörtes Signal - an, dann wird das Umschaltsignal U ebenfalls auf Lo­ gisch 1 gesetzt und schaltet das vom Bildspeicher 3 ge­ lieferte 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 (5)

1. Verfahren zur Beseitigung von Impulsstörungen in einem Videosignal, bei welchem ein unverzögertes Videosignal (V1) mit einem verzögerten Videosignal (V2) verglichen wird und bei welchem gestörte Bildpunkte durch Bildpunkte eines vorangegangenen Bildes ersetzt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass durch Vergleich der Videosignale (V1, V2) ein Bewegungssignal (A) und ein Vorzeichensignal (V) abgeleitet wird,
dass von dem Bewegungssignal (A) und einem mediangefilterten Bewegungssignal (M) ein absolutes Differenzwertsignal (G) gebildet wird und
dass durch Vergleich des Differenzwertsignals (G) und des mediangefilterten Bewegungssignals (M) mit je einem Schwellwertsignal (S1, S2) ein Umschaltsignal (U) zur Umschaltung von dem unverzögerten Videosignal (V1) auf das verzögerte Videosignal (V2) des vorangegangenen Bildes erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Differenzwertsignals (G) und dem mediangefilterten Bewegungssignal (M) im Vergleich der Schwellwertsignale (S1, S2) sowie in Anhängigkeit eines vom Vorzeichenzeichensignal (V) abgeleitetes Vorzeichensignals (V') ein Steuersignal (G') gebildet wird, mit welchem das Umschaltsignal (U) erzeugt wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch
eine Subtraktionsstufe (6), an deren Eingängen das unverzögerte Videosignal (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 einem 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 ein erster Eingang mit dem Ausgang der weiteren Subtraktionsstufe (9), ein zweiter Eingang mit dem Ausgang des Medianfilters (8) und ein dritter Eingang mit einem Vorzeichenausgang (Z) der Einrichtung (7) zur Absolutwertbildung verbunden ist, bei welcher Komparatorstufe (11) an zwei weiteren Eingängen ein erstes (S1) und zweites (S2) entsprechend einstellbares Schwellwertsignal liegen und ein Ausgang der Komparatorstufe (11) mit dem Eingang einer Verriegelungsstufe (12) zur Erzeugung des Umschaltsignals (U) verbunden ist, und
eine Umschalteinrichtung (2), an deren ersten Eingang das unverzögerte Videosignal (V1) und deren zweiten Eingang das verzögerte Videosignal (V2) anliegen, deren Steuereingang mit dem Ausgang der Verriegelungsstufe (12) verbunden ist und an deren Ausgang (4) ein störbefreites Videosignal (V3) abnehmbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, 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.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, 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 eine Laufzeitglied (16, 17) angeschlossen ist.