DE4423467C2 - Verfahren zur Reduzierung von Linienflackereffekten bei der Darstellung von Standbildern, wie Testbildern, in Fernsehempfangsgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Linienflackereffekten bei der Darstellung von Standbil­ dern, wie Testbildern, in Fernsehempfangsgeräten mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen so­ wie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah­ rens.

Um das Großflächenflimmern bei der Wiedergabe von Fern­ sehbildern in der PAL-, NTSC- oder SECAM-Norm mit einer Vertikalwechselfrequenz von 50 Hz bzw. 60 Hz und dem Zeilensprungverfahren zu vermeiden, ist es bekannt, die Videosignale zu digitalisieren und in Speichern zwischenzuspeichern. Die Halbbildsignale werden dabei mit der Halbbildfrequenz eingeschrieben und mit einer höheren bzw. der doppelten Geschwindigkeit ausgelesen und in Folgeschaltungen aufbereitet sowie auf dem Display, z. B. einer Bildröhre, mit der höheren Vertikalfrequenz angezeigt. Dadurch wird der Effekt des Großflächenflimmerns, der beispielsweise bei der PAL-Norm einer Bildwechselfrequenz von 25 Hz und einer Vertikalfrequenz von 50 Hz gegeben ist, weitestgehend vermieden. Die Erfindung erstreckt sich aber nicht nur auf die geradzahlige Verdopplung der Vertikalablenk­ frequenz für die Darstellung der aus zwei ein Vollbild zusammensetzenden Halbbildern auf dem Bildschirm sondern auch auf jede von der Norm abweichende höhere vertikal­ frequente Ablenkung, z. B. 60 Hz- oder 70 Hz-Darstellung.

Um Bewegungsabläufe im Bild nicht zu verfälschen, ist es üblich, aus den beiden Halbbildern oder Speicherbereichen eines Vollbildspeichers Halbbilder in der Reihenfolge: Halbbild 1, Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 2 auszulesen. In die ausgelesenen Speicher werden die Halb­ bilder sodann mit der Vertikalfrequenz des empfangenen Signals synchronisiert in die beiden Halbbildspeicher mit der normalen Normgeschwindigkeit eingeschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß z. B. bei der 100 Hz Darstellung zwar das Großflächenflimmern auf einer Bildröhre vermie­ den wird, nicht jedoch Linienflackereffekte gänzlich beseitigt sind. Diese Linienflackereffekte werden bei Bewegtbildablauf von dem Betrachter praktisch nicht auf­ genommen, treten jedoch bei Standbildwiedergabe, z. B. bei der Testbildwiedergabe, merklich in Erscheinung und wer­ den von dem empfindlichen Auge registriert. Diese Linien­ flackereffekte in den horizontalen Linien werden durch das Zeilensprungverfahren bewirkt und können auch durch Erhöhung der Vertikalfrequenz bis zu 100 Hz nicht elimi­ niert werden.

Aus der DE 38 38 204 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der unter Verwendung eines Halbbildspeichers die Bildwechselfrequenz eines Fernsehsignals verdoppelt wird. In einer ersten Betriebsart wird dabei jedes Halbbild des Fernsehsignals in den Halbbild­ speicher eingeschrieben und mit doppelter Frequenz zweimal ausgelesen. In einer zweiten Betriebsart wird nur jedes zweite Halbbild in den Halbbildspeicher eingeschrie­ ben und in doppelter Frequenz viermal ausgelesen. Mittels einer Anordnung wird dabei auf einfache Weise eine Umschaltung zwischen den Betriebsarten vorgenommen. Dazu wird der Speichersteuerschaltung über den I²c-Bus ein in der Bedieneinheit erzeugtes Steuersignal zugeführt. Alternativ dazu kann zur Umschaltung auch ein im Fernsehsen­ der erzeugtes, in den Austastlücken des Fernsehsignals übertragenes und im Fernseh­ empfänger in einer Abtrennschaltung vom Fernsehsignal abgetrenntes Kennsignal ver­ wendet werden. Bei der zweiten Betriebsart gehen infolge dessen, daß nur jedes zweite Halbbild in den Halbbildspeicher eingeschrieben wird, Informationen des ersten Halbbil­ des verloren.

Die zweite Betriebsart ist als besonders vorteilhaft dann angegeben, wenn in der abge­ tasteten Szene wenig Bewegungen auftreten. Es wird dabei der Auflösungsverlust im Hinblick auf den wesentlich ruhiger erscheinenden Bildeindruck hingenommen. Die Um­ schaltung zwischen den beiden Betriebszuständen erfolgt im automatischen Betrieb sendergesteuert. Eine Realisierung dieser Ausführungsform kann darin bestehen, das Kennsignal im Rahmen des VPS-Codes zu übertragen, in welchem ohnehin eine Sen­ derkennung enthalten ist. Eine Methode, insbesondere Standbilder und Testbilder flim­ merfrei ohne Auflösungsverluste wiederzugeben, ist hierin nicht angegeben und auch nicht angeregt. Ebenso ist kein Kriterium entnehmbar, das bei Anliegen eines Standbil­ des bzw. eines Testbildes eine geänderte Reihenfolge des Auslesens aus dem Halbbild­ speicher bewirkt.

Das Kennsignal, das senderseitig übertragen wird, gibt Auskunft über die Art und Weise der Fernsehsignalerzeugung und wird in der Speichersteuerschaltung zur Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen verwendet. Wird das Fernsehsignal durch Filmabtastung gewonnen, so hat das Kennsignal einen charakteristischen Zustand, aufgrund dessen die Speicherschaltung den Halbbildspeicher im Sinne des zweiten Betriebszustandes ansteuert.

Weiterhin ist aus der Fachzeitschrift "Rundfunktechnische Mitteilungen", Jahrgang 31, 1987, Heft 2, Seiten 76 und 77, ein Verfahren zur Flimmerreduktion bekannt, bei dem mit einer Wiederholung der zu einem Vollbild gehörenden Teilbilder das Kantenflackern auf 50 Hz erhöht und dadurch mit dem Auge nicht mehr wahrgenommen wird. Auch das Zwischenzeilenflimmern wirkt dabei nicht mehr störend und das Zeilenwandern wird erst bei schnellen vertikalen Bewegungen erkennbar. Dieses Verfahren läßt sich, wie darin beschrieben ist, für ruhende, aber nicht für bewegte Details einsetzen, da es zu einer falschen Zuordnung der Bewegungsphasen kommen kann. Nach einem weiteren in dieser Literatur beschriebenen Vorschlag wird jedes Teilbild wiederholt, um Bewe­ gungsstörungen zu vermeiden. Bei der Wiedergabe vertikaler Übergänge versagt dieses Verfahren allerdings. Es kommt wieder zu starkem Kantenflattern. Weiterhin ist in der Druckschrift angegeben, daß Verfahren mit vertikaler und zeitlicher Interpolation entwickelt und analysiert wurden, um Kantenflackern und Bewegungsstörungen zu reduzieren bzw. ganz zu vermeiden. Bei einem solchen Verfahren werden die Teilbilder durch zeitliche Interpolation aus zwei benachbarten Vollbildern gewonnen. Diese Anord­ nung ist sehr aufwendig. Es ist weiterhin zum Stand der Technik gehörend ausgeführt, daß ein Flimmerreduktionsverfahren, bei dem eine Wiederholung der zu einem Vollbild gehörenden Teilbilder vorgenommen wird, mit jenem Verfahren kombiniert werden kann, bei dem jedes Teilbild wiederholt wird. Als Nachteil wird hervorgehoben, daß man wegen der unterschiedlichen Rasterlagen des zweiten und dritten Teilbildes bei der Viererse­ quenz auf Schwierigkeiten stößt. Ein Wechsel der Verfahren für bewegte und nicht bewegte Bilder ist in dieser Druckschrift nicht angegeben und eine entsprechende Steuerung durch ein Kennsignal nicht vorgesehen.

Aus der US PS 4 435 228 ist eine Schaltungsanordnung zur Wiedergabe von Fernseh­ bildern mit doppelter Bildwechselfrequenz bekannt, bei der aus zwei Halbbildspeichern oder aus einem Vollbildspeicher die eingeschriebenen Zeilen mit doppelter Geschwin­ digkeit ausgelesen werden. Sich ändernde Auslesezyklen in Abhängigkeit von Bewegt- und Standbildern finden dabei nicht statt. Ebenso sind keine spezifischen Mittel zur Umsteuerung in diesem Falle angegeben.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanord­ nung anzugeben, die bei der Anhebung der Vertikalfrequenz für die flächenflimmerfreie Darstellung eines Bildes auf einem Bildschirm auch Linienflackereffekte bei der Stand­ bildwiedergabe, insbesondere bei der Testbildwiedergabe, reduziert, um dadurch dem Betrachter, insbesondere bei der Vorführung eines Gerätes anhand eines Testbildes, ein nahezu flimmerfreies Bild ohne Auflösungsverlust präsentieren zu können.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch ein im Anspruch 1 angegebenes Verfahren sowie durch eine Schaltungsanord­ nung zur Durchführung des Verfahrens, wie sie im Anspruch 2 angegeben ist.

Gemäß der technischen Richtlinie der öffentlich-rechtli­ chen Rundfunkanstalten in der Bundesrepublik Deutschland Nr. 8 R 2 aus dem Jahr 1987 ist es bekannt, die Codierun­ gen des VPS-Systems mit einer Zeile zu übertragen, vor­ zugsweise der Datenzeile 16. Gemäß dem Standard sind Worte 6 bis 10 definiert, die für die VPS-Zusatzsignalco­ dierung ohne Relevanz sind und Signalqualifikationen betreffen. Die Wortcodierungen sind der Technischen Richtlinie Nr. 8 R 6, 1993, zu entnehmen. U.a. ist das Wort 6 in der 16. Datenzeile als programmbezogene Signal­ qualifikation definiert. In der entsprechenden Codeta­ belle gemäß dieser Druckschrift auf Seite 8 ist festge­ legt, daß durch zwei Steuerbits gekennzeichnet ist, ob es sich um ein laufendes Programm oder um ein Testbild ab Studio oder Testbild ab Sender handelt. Da in diesem Wortblock noch weitere Bits 5 bis 8 nicht belegt sind, können hierfür auch Bits für die Kennzeichnung von ande­ ren Standbildern eingeführt werden. Die Erfindung bedient sich der getroffenen Definitionen bei der VPS-Übertragung sowie der Erweiterung und wertet diese zunächst aus, um in Abhängigkeit der Feststellung einer Codierung, die angibt, ob es sich bei dem momentan übertragenen Bild um ein Testbild, also ein gekennzeichnetes Standbild, oder um ein Bewegtbild handelt, sodann auch eine entsprechende Umsteuerung der Speicher beim Auslesen vornimmt, um eine Reduzierung der Linienflackereffekte zu bewirken, ande­ rerseits aber auch Fehler in den Bewegungsabläufen vermeidend eine Rücksteuerung bewirkt, um auf die Auslesefolge der Speicher zurückzuschalten, wenn Bewegtbildinformationen anliegen. Zu diesem Zweck wird die vom Sender mit den Videosignalen übertragene VPS- Information ausgewertet und bei Feststellung eines Signals, das ein Standbild charakterisiert, eine andere Auslesefolge der Halbbilder vorgenommen, nämlich Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 1, Halbbild 2, also ein wechselndes Auslesen der Halbbildinformationen, wodurch die Linienflackereffekte weitestgehend bei der Standbilddarstellung vermieden werden. Die Großflächen­ flimmereffekte sind ohnehin durch die höhere Vertikalfre­ quenz für das Auge nicht mehr wahrnehmbar. Sowohl das Verfahren im Anspruch 1 als auch die Schaltungsanordnung im Anspruch 2 sind so ausführlich dargestellt, daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt. Die Erfindung hat den Vorteil, daß nicht nur bei der Bewegtbildwiedergabe eine Verbesserung der Bildqualität in bekannter Weise bewirkt wird, sondern auch bei der Standbildwiedergabe eine merkliche Verbesserung der Bildqualität zu verzeichnen ist. Die Erfindung macht sich dabei die Möglichkeit, zwischen Testbild und normalem Programmbild zu unterscheiden, durch Auswertung der entsprechenden Infor­ mationsbits in der mit übertragenen VPS-Information, z. B. in der Fernsehzeile 16. Die Informationsbits können z. B. durch einen Teletextprozessor aus dem Fernsehsignal ent­ nommen und vom zentralen Steuermikroprozessor des Fern­ sehgerätes gelesen werden. Dieser Mikroprozessor steuert den Speicher-Controller, so daß er bei einer Testbild­ signalisation die Halbbilder in der Reihenfolge der Halb­ bilder ABAB ausgibt und Bewegtbilder in der Reihenfolge AABB. Ein in der angesprochenen Reihenfolge dargestelltes Testbild auf einem Fernsehschirm hat flimmerfrei zu sein, und zwar durch die höhere Vertikalfrequenz bezüglich des Großflächenflimmerns und bezüglich der Linienflacker­ effekte im Hinblick auf die abwechselnde Darstellung der beiden gegenüber dem Einschreiben schneller ausgelesenen Halbbildern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Blockschaltbil­ des in der einzigen Figur ergänzend erläutert.

In dem Blockschaltbild symbolisiert 1 die Antenne mit der dazugehörigen Empfängerschaltung. Die empfangenen Signale werden einem Zwischenfrequenzverstärker zugeführt. Je nach Ausführungsform der Schaltung erfolgt sodann eine Demodulation oder die Videosignale werden einem A/D-Wand­ ler direkt zugeführt, der die Videosignale in digitale Videosignale umsetzt, und zwar für jedes Halbbild. Die Signale werden darüber hinaus einer Zeilenabtrennstufe 3 zugeführt, die die Zeile 16 detektiert. Die Zeilenabtren­ nung erfolgt innerhalb eines Teletextprozessors für die Auswertung der übrigen übersandten Teletext-VPS-Daten. In Abhängigkeit des Anliegens eines Steuerbits bzw. zweier Steuerbits im Falle eines Testbildes werden diese einem Mikroprozessor 4, der als Steuerprozessor in dem Gerät vorgesehen ist, zugeführt. Je nachdem, welches aus­ gewertete Signal anliegt, bewirkt der Mikroprozessor 4, daß der Controller 7 unterschiedliche Steuerimpulse bzw. Steuerfrequenzen unterschiedlicher Größe an den Ausgangs­ schalter 10 legt, während die Steuersignale zur Steuerung des Schalters 6 nach dem A/D-Wandler für die Einspeiche­ rung der mit dem A/D-Wandler umgesetzten Halbbildinfor­ mationen in Halbbildspeicher 8 und 9 über den zweiten Steuerausgang abgegeben werden. Synchronisiert wird der Controller 7 von den mittels einer Synchronimpulsabtrenn­ schaltung 5 selektierten Synchronimpulsen. Liegt nun eine Information an, was die gespeicherten Halbbilder eines laufenden Programmes sind, also Bewegtbilder, so werden die Speicher 8 und 9 mit doppelter Geschwindigkeit einer­ seits ausgelesen und durch Steuerung des Schalters 10 andererseits in der Reihenfolge: Halbbild 1, Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 2 usw. Die ausgelesenen Videosignale werden einer Videoaufbereitungsschaltung 11 zugeführt und hierin bearbeitet sowie in analoge Signale zur Ansteue­ rung einer Bildröhre 12 umgesetzt. Handelt es sich hinge­ gen um ein markiertes Standbild oder ein Testbild, so wertet die Zeilenabtrennstufe 3 das entsprechende Signal aus und gibt einen entsprechenden Steuerbefehl an den Mikroprozessor, der den Controller veranlaßt, den Schal­ ter 10 durch Steuersignale in einer anderen Reihenfolge, nämlich der wechselnden, an die zugeordneten Halbbild­ speicher zu schalten, so daß die Halbbilder in der Reihenfolge Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 1, Halbbild 2 fortlaufen, diese Funktion beibehalten wird und keine andere Kennung eines Bewegtbildes gegeben ist. Die Schal­ tung wird dabei entweder festgehalten, bis ein entspre­ chend anderes Signal ausgewertet wird, oder aber es wird jedesmal auf das detektierte Signal in der 16. Zeile hin eine Beschaltung vorgenommen, die die entsprechenden Reihenfolgen wiedergibt. Die damit verbundenen Vorteile sind in dem Beschreibungsteil vor der Figurenbeschreibung schon ausführlich abgehandelt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Reduzierung von Linienflackereffekten bei der Darstellung von Standbildern, wie Testbildern in Fernsehempfangsgeräten mit Darstellung des Bildes aus Halbbildern mit einer Vertikalfrequenz von 100 Hz, deren Status als digitale Informationsgröße in einer Fernseh­ zeile mit übertragen wird, wobei

• - jedes Halbbild auf dem Bildschirm zweimal geschrieben wird,
• - das Auslesen aus dem Speicher von einer Auslesesteuerschaltung gesteuert wird,
• - bei Empfang laufender Bilder die mit übertragene digitale Information ausgewertet und festgestellt wird, ob das laufende Bild als Testbild oder gekennzeichnetes Standbild oder ein Bild einer normalen Fernsehsendung empfangen wird,
• - in Abhängigkeit von den digitalen Informationsdaten bei Anliegen einer Information darüber, daß das Bild einer normalen Fernsehsendung entspricht, von einer Steuerschaltung ein erstes Steuersignal ausgegeben wird,
• - bei Feststellung einer Information darüber, daß die laufenden Bilder Testbilder oder gekennzeichnete Stand­ bilder sind, von der Steuerschaltung ein zweites Steuer­ signal ausgegeben wird, und
• - die Steuersignale eine Ausleseschaltung der Speicher derart steuern,

daß bei Anliegen des ersten Steuersignals die Halbbildinformationen aus den Halbbildspeichern bzw. aus einem Vollbildspeicher nacheinander in folgender Rei­ henfolge ausgelesen werden:
Halbbild 1, Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 2 (AABB)
und daß bei Anliegen des zweiten Steuersignals die Halb­ bilder in folgender geänderter Reihenfolge ausgelesen werden:
Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 1, Halbbild 2 (ABAB).

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die demodu­ lierten Fernsehempfangssignale im Falle analoger Signale an einem Analogdigitalwandler (2) einerseits und einer Zeilenabtrennstufe (3) andererseits anliegen und im Falle digitaler Signale an der Zeilenabtrennstufe einerseits und an der Signalverarbeitungsschaltung andererseits anliegen, daß nach dem A/D-Wandler oder in der Signalver­ arbeitungsschaltung ein Umschalter (6) vorgesehen sind, über den die digitalen Videosignale der beiden Halbbil­ der eines Vollbildes in erste (8) und zweite Halbbild­ speicher (9) bzw. Speicherbereiche eines Vollbildspei­ chers einschreibbar sind,
daß eine Synchronimpulsabtrennschaltung (5) vorgesehen ist, die die Synchronimpulse aus den Empfangssignalen selektiert,
daß mit den Synchronsignalen die Ausgangssteuersignale eines Speicher-Controllers (7) synchronisiert sind, der einerseits den eingangsseitig der Speicheranordnung vor­ gesehenen Umschalter (6) und andererseits einen mit den Ausleseschaltungen gekoppelten Umschalter (10) der Spei­ cheranordnung (8, 9) steuert,
daß die Steuerschaltung (4) den Speicher-Controller (7) derart steuert, daß die Einspeicherung der Halbbilder abwechselnd fortlaufend sowie das Auslesen mit doppelter Geschwindigkeit und Reihenfolge in Abhängigkeit von den ersten und zweiten generierten Steuersignalen derart gesteuert erfolgt, daß die Lesefolge bei Normalwiedergabe sich wie folgt ändert:
Halbbild 1, Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 2 (AABB) und bei gekennzeichneter Standbild- oder Testbildwieder­ gabe sich wie folgt ändert:
Halbbild 1, Halbbild 2, Halbbild 1, Halbbild 2 (ABAB)
und daß an dem Ausgang des Ausgangsumschalters (10) eine Videoaufbereitungsschaltung (11) nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignale dem angeschalteten Display (12) des Fernsehempfängers zugeführt werden.