DE4443284A1 - Reducing higher frequency noise in video signal during reproduction on screen of CRT - Google Patents

Reducing higher frequency noise in video signal during reproduction on screen of CRT

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    • H04N5/00Details of television systems
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    • H04N5/21Circuitry for suppressing or minimising disturbance, e.g. moiré or halo

Abstract

A detail detection of the video signal is carried out in areas of a partial image or a full image without revealed details. A superimposing circuit (7) is controlled in dependence on the generated signal of the non-appearing details. The signal in the areas without revealed details is superimposed by signal from a noise reduction signal processor, e.g. a low pass filter. The input signal is applied to areas with detected detail in dependence on the derived value of the detail detector. The circuit includes a low pass filter (2) to suppress HF noise and a detail detector (4) to derive HF components in an image. If such HF components are not registered, a superimposing circuit (3) superimposes the signal from the low pass filter (2). If the detail detector (4) registers HF components with an amplitude greater than the noise amplitude, the original signal or a processed signal is superimposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Videosignalverarbeitungsschaltung zur Rauschreduktion eines Videosignals, wobei das Videosignal aus einer Reihe zeitlich nacheinander übertragener Videobilder besteht, wobei ein Videobild aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener Videozeilen besteht, wobei eine Videozeile aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener Bildpunkte besteht, wobei das Videosignal für jeden Bildpunkt ein Sollsignal und ein Rauschsignal aufweist.The present invention relates to a Video signal processing circuit for noise reduction of a Video signal, the video signal from a series in time consecutively transmitted video images, where a Video image from a number transmitted one after the other in time Video lines consist of one video line consisting of a number there are temporally successively transmitted pixels, whereby the video signal is a target signal and a for each pixel Has noise signal.

Schaltungen zur Rauschreduktion sind in verschiedener Ausprägung bekannt. Ein Verfahren ist z. B. als Coring Technik bekannt, wobei die hochfrequenten Anteile (in Zeilenrichtung) mit einer nichtlinearen Kennlinie bewertet werden, um Signalanteile mit geringer Amplitude (vorzugsweise Rauschen) zu unterdrücken. Aufgrund der nichtlinearen Bewertung können je nach Rauschamplitude jedoch wieder Rauschstörungen im Bild durchbrechen oder feine Details unterdrückt werden.Noise reduction circuits are different Expression known. One method is e.g. B. as a coring technique known, the high-frequency components (in the line direction) can be evaluated with a non-linear characteristic in order to Low amplitude signal components (preferably noise) to suppress. Due to the non-linear evaluation, depending on the noise amplitude, however, noise disturbances in the image again break through or suppress fine details.

Weiterhin sind rekursive Filter mit Bildverzögerungen bekannt, die über einen Bewegungsdetektor gesteuert werden. Neben dem hohen Aufwand ergibt sich als Nachteil, daß in bewegten Gebieten keine Rauschreduktion durchgeführt wird und Bewegungsartefakte auftreten können.There are also recursive filters with image delays known, which are controlled by a motion detector. In addition to the high effort, there is the disadvantage that in Noise reduction is carried out in moving areas and Movement artifacts can occur.

Als geeignete Mittel zur Rauschreduktion haben sich auch mehrdimensionale Medianfilter bewährt oder hochkomplexe signalabhängige Algorithmen.Also have proven to be suitable means for noise reduction Multi-dimensional median filters are proven or highly complex signal-dependent algorithms.

Von den bekannten Rauschreduktionsmethoden erfordern viele einen hohen Hardwareaufwand und erzeugen darüber hinaus häufig zusätzliche Störkomponenten, die im Originalsignal nicht enthalten sind. Many of the known noise reduction methods require a high amount of hardware and also generate often additional interference components in the original signal are not included.  

Auch aus der DE 24 13 799-A1 ist eine Videosignalverarbeitungsschaltung bekannt. Dort wird das Videosignal einem Addierer und einer veränderbaren Kombinationsschaltung zugeführt, wobei der veränderbaren Kombinationsschaltung zusätzlich noch ein zeitlich verzögertes Videosignal zugeführt wird. Je nach Differenz zwischen unverzögertem und verzögertem Videosignal liefert die veränderbare Kombinationsschaltung direkt das unverzögerte Videosignal oder eine Kombination aus verzögertem und unverzögertem Videosignal an den Addierer. Die Verzögerung beträgt dabei vorzugsweise eine Bildperiode, kann aber auch eine Zeilendauer oder kürzer sein. Mit dieser Schaltung ist eine eindimensionale Rauschreduzierung möglich.From DE 24 13 799-A1 is one Video signal processing circuit known. There it will Video signal an adder and a changeable Combination circuit supplied, the changeable Combination circuit additionally one in time delayed video signal is supplied. Depending on the difference between undelayed and delayed video signal the changeable combination circuit directly that instantaneous video signal or a combination of delayed and undelayed video signal to the adder. The delay is preferably one image period, can also be a line duration or shorter. With this Circuit, a one-dimensional noise reduction is possible.

Ähnlich wirkende Schaltungen sind z. B. aus der US 4 058 836-A oder dem Artikel "Digital Techniques for Reducing Television Noise" von John P. Rossi, veröffentlicht in SMPTE-Journal, March 1978, Vol. 87, bekannt.Circuits with a similar effect are e.g. B. from US 4 058 836-A or the article "Digital Techniques for Reducing Television Noise "by John P. Rossi, published in SMPTE-Journal, March 1978, vol. 87.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Videosignalverarbeitungsschaltung anzugeben, mittels der eine effizientere Rauschreduzierung erreichbar ist.The object of the present invention is a Method and video signal processing circuit specify by means of a more efficient noise reduction is achievable.

Die Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren sowie durch die in den Ansprüchen 8, 9 und 12 angegebenen Schaltungen gelöst.The object is achieved by the method specified in claim 1 and by those specified in claims 8, 9 and 12 Circuits solved.

Vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Schaltungsausführungen in den übrigen Unteransprüchen.Advantageous process steps are in claims 2 to 7 specified. Advantageous further developments of Circuit designs in the remaining subclaims.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Schaltung ist das Videosignal an einem Eingang als Eingangssignal in die Videosignalverarbeitungsschaltung einspeisbar. Das Videosignal wird einem Grunddetaildetektor und einer Grundüberblendschaltung zugeführt, der Grunddetaildetektor liefert über eine Grundsteuerleitung ein Grundsteuersignal an die Grundüberblendschaltung, die Grundüberblendschaltung liefert ein Zwischensignal, das einem Zusatzdetaildetektor und einer Zusatzüberblendschaltung zugeführt wird, der Zusatzdetaildetektor liefert über eine Zusatzsteuerleitung ein Zusatzsteuersignal an die Zusatzüberblendschaltung, die Zusatzüberblendschaltung liefert ein Ausgangssignal, das als verarbeitetes Videosignal an einem Ausgang der Videosignalverarbeitungsschaltung abgreifbar ist, das Zwischensignal ist bezüglich des Eingangssignals rauschreduziert, wenn der Grunddetaildetektor ein Eingangssignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich einer Grundzeitkonstanten gering ist, das Ausgangssignal ist bezüglich des Zwischensignals rauschreduziert, wenn der Zusatzdetaildetektor ein Zwischensignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich einer Zusatzzeitkonstanten gering ist, die Grundzeitkonstante ist verschieden von der Zusatzzeitkonstanten.In a preferred embodiment of the circuit, this is Video signal at an input as an input signal in the Video signal processing circuit feedable. The Video signal becomes a basic detail detector and one Basic crossfade circuit supplied, the basic detail detector delivers a basic control signal via a basic control line the basic crossfade circuit, the basic crossfade circuit  provides an intermediate signal to an additional detail detector and an additional crossfade circuit is supplied which Additional detail detector delivers via an additional control line an additional control signal to the additional crossfade circuit Auxiliary crossfader provides an output signal that is processed video signal at an output of the Video signal processing circuit is tapped, the Intermediate signal is related to the input signal Reduced noise when the basic detail detector is on Input signal detected, its temporal fluctuation is low in terms of a basic time constant that The output signal is related to the intermediate signal Reduced noise when the additional detail detector is on Intermediate signal detected, its temporal fluctuation is small with respect to an additional time constant that Basic time constant is different from that Additional time constants.

Damit ist eine Rauschreduzierung nicht nur in einer, sondern in zwei Dimensionen erreichbar. Falls erforderlich, kann durch die Erweiterung der Videosignalverarbeitungsschaltung um eine dritte Dimension auch noch eine dreidimensionale Rauschreduzierung erreicht werden.This means that noise reduction is not just one thing, but one available in two dimensions. If necessary, can by expanding the video signal processing circuit by a third dimension also a three-dimensional one Noise reduction can be achieved.

Bereits vor der erfindungsgemäßen Schaltung kann das Eingangssignal ferner detailverstärkt werden, was ebenfalls zu einer Qualitätssteigerung beiträgt.Even before the circuit according to the invention Input signal can also be enhanced in detail, which also contributes to an increase in quality.

Wenn das Zwischensignal mit dem Eingangssignal im wesentlichen übereinstimmt oder bezüglich des Eingangssignals detailverstärkt ist, wenn der Grunddetaildetektor ein Eingangssignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich der Grundzeitkonstanten groß ist, und das Ausgangssignal mit dem Zwischensignal im wesentlichen übereinstimmt oder bezüglich des Zwischensignals detailverstärkt ist, wenn der Zusatzdetaildetektor ein Zwischensignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich der Zusatzzeitkonstanten groß ist, ergibt sich eine schnelle Reaktion der Schaltung auf Signaländerungen.If the intermediate signal matches the input signal in essentially matches or regarding the Input signal is enhanced when the Basic detail detector detects an input signal whose temporal fluctuation with respect to the basic time constant large is, and the output signal with the intermediate signal in essentially matches or regarding the Intermediate signal is enhanced when the Additional detail detector detects an intermediate signal, the temporal fluctuation with regard to the additional time constants large  the circuit responds quickly Signal changes.

Wenn der Wechsel von dem rauschreduzierten Zwischen- bzw. Ausgangssignal zu dem mit dem Eingangs- bzw. Zwischensignal im wesentlichen übereinstimmenden Zwischen- bzw. Ausgangssignal bzw. zu dem bezüglich des Eingangs- bzw. Zwischensignals detailverstärkten Zwischen- bzw. Ausgangssignal zeitlich gestreckt erfolgt und/oder signalpegelschwankungsbezogen gestreckt erfolgt, wird vermieden, daß das Umschalten selbst wieder Störungen induziert.If the change from the noise-reduced intermediate or Output signal to that with the input or intermediate signal essentially identical intermediate or Output signal or to the input or Intermediate signal detailed intermediate or Output signal is stretched in time and / or stretched in relation to the signal level, avoided switching over again interference induced.

Wenn die Zeitkonstanten der Detaildetektoren derart bestimmt sind, daß die Bildpunkte, deren Signale von den Detaildetektoren verarbeitet werden, für jeden Detaildetektor linear angeordnet sind, sind die Schaltungen besonders einfach aufgebaut. Dabei sind verschiedene Schaltungskombinationen möglich. Es ist beispielsweise möglich, daß die Bildpunkte, deren Signale vom Grunddetaildetektor verarbeitet werden, in einem Videobild horizontal nebeneinander, vertikal untereinander oder diagonal angeordnet sind. Ebenso ist es möglich, daß die Bildpunkte, deren Signale vom Zusatzdetaildetektor verarbeitet werden, in einem Videobild vertikal untereinander oder diagonal oder in aufeinanderfolgenden Videobildern hintereinander angeordnet sind.If the time constants of the detail detectors are determined in this way are that the pixels whose signals from the Detail detectors are processed for each detail detector Arranged linearly, the circuits are special simply set up. There are different ones Circuit combinations possible. For example it is possible that the pixels whose signals from Basic detail detector are processed in a video image horizontally next to each other, vertically one below the other or are arranged diagonally. It is also possible that the Pixels, the signals from the additional detail detector are processed, vertically one below the other in a video image or diagonally or in successive video images are arranged one behind the other.

Wenn die Detaildetektoren Rauschpegeldetektoren aufweisen und das Eingangs- bzw. das Zwischensignal als gering schwankend eingestuft werden, wenn die zeitliche Schwankung des Eingangs- bzw. des Zwischensignals kleiner als der detektierte Rauschpegel ist, erfolgt eine automatische Anpassung der Videosignalverarbeitungsschaltung an den aktuellen Rauschpegel des Videosignals. If the detail detectors have noise level detectors and the input or the intermediate signal fluctuating slightly be classified if the temporal fluctuation of the Input or intermediate signal less than that is detected, there is an automatic Adaptation of the video signal processing circuit to the current noise level of the video signal.  

Wenn der Grunddetaildetektor und die Grundüberblendschaltung bzw. der Zusatzdetaildetektor und die Zusatzüberblendschaltung einen gemeinsamen Schaltungsteil aufweisen, wird der Aufwand zur Realisierung der Videosignalverarbeitungsschaltung reduziert. Die Schaltung wird also einfacher und kostengünstiger herstellbar.If the basic detail detector and the basic crossfade circuit or the additional detail detector and Additional crossfade circuit a common circuit part have, the effort to implement the Video signal processing circuit reduced. The circuit is therefore easier and cheaper to manufacture.

Die erfindungsgemäße Schaltung verbindet einen geringen Hardwareaufwand mit einer guten Rauschreduktion ohne signifikante zusätzliche Störungen. Insbesondere wird im Fall der planaren Verarbeitung jede Bewegungsverschleifung vermieden.The circuit according to the invention combines a low Hardware expenditure with a good noise reduction without significant additional disturbances. In particular, in the case the planar processing every movement avoided.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie in Verbindung mit den Zeichnungen.Further advantages and details emerge from the following description of an embodiment and in connection with the drawings.

Dabei zeigenShow

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Videosignalverarbeitungsschaltung, Fig. 1 is a video signal processing circuit according to the invention,

Fig. 2 die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 in der Frequenzebene, Fig. 2 shows the effect of the circuit of Fig. 1 in the frequency domain,

Fig. 3 die Wirkungsweise einer weiteren Schaltung des Standes der Technik in der Frequenzebene, Fig. 3 shows the operation of a further circuit of the prior art in the frequency domain,

Fig. 4 eine erweiterte erfindungsgemäße Videosignalverarbeitungsschaltung, Fig. 4 is an advanced video signal processing circuit according to the invention,

Fig. 5 die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4 in der Frequenzebene, Fig. 5 shows the effect of the circuit of Fig. 4 in the frequency plane,

Fig. 6 und 7 Grund- bzw. Zusatzschaltungen der Fig. 4 und FIGS. 6 and 7 basic or auxiliary circuits of FIGS. 4 and

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines rauschgesteuerten Detaildetektors. Fig. 8 is a block diagram of a noise-controlled detail detector.

Ein Videosignal besteht üblicherweise aus einer Reihe zeitlich nacheinander übertragener Videobilder. Jedes Videobild besteht aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener, senkrecht untereinander angeordneter Videozeilen. Jede Videozeile besteht aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener, horizontal nebeneinander angeordneter Bildpunkte. Im Idealfall besteht das Videosignal für jeden Bildpunkt nur aus dem Sollsignal. In der Praxis weist das Videosignal für jeden Bildpunkt jedoch zusätzlich ein Rauschsignal auf. Die Eliminierung dieses Rauschsignals ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.A video signal usually consists of a series video images transmitted sequentially in time. Each Video image consists of a number in succession transmitted, arranged vertically one below the other Video lines. Each video line consists of a number successively transmitted, horizontally next to each other arranged pixels. Ideally, the video signal is there for each pixel only from the target signal. In practice assigns the video signal additionally for each pixel a noise signal. The elimination of this noise signal is the object of the present invention.

In der Schaltung nach Fig. 1 wird das an der Einspeisestelle 1 eingespeiste Videosignal im Tiefpaß 2 tiefpaßgefiltert und das tiefpaßgefilterte Videosignal sowie das ungefilterte Videosignal der Überblendschaltung 3 zugeführt. Parallel hierzu wird im Detaildetektor 4 überprüft, ob das Videosignal reich oder arm an Details ist. Je nach Detektionsergebnis wird dann die Überblendschaltung 3 gesteuert, so daß das Ausgangssignal der Überblendschaltung 3, das an der Abnahmestelle 5 vorliegt, dem tiefpaßgefilterten Videosignal, dem ungefilterten Videosignal oder einer Mischung beider Signale entspricht. Vor dem Eingangssignal oder zwischen dem Eingangssignal und der Überblendschaltung kann zusätzlich noch eine Schaltung zur Detailanhebung liegen.In the circuit according to FIG. 1, the video signal fed in at the feed point 1 is low-pass filtered in the low-pass filter 2 and the low-pass filtered video signal and the unfiltered video signal are supplied to the cross-fade circuit 3 . At the same time, it is checked in the detail detector 4 whether the video signal is rich or poor in details. Depending on the detection result, the cross-fade circuit 3 is then controlled so that the output signal of the cross-fade circuit 3 , which is present at the take-off point 5 , corresponds to the low-pass filtered video signal, the unfiltered video signal or a mixture of both signals. In front of the input signal or between the input signal and the crossfade circuit, there may additionally be a circuit for enhancing the details.

Das Eingangssignal wird also bei der Schaltung nach Fig. 1 mit einem Tiefpaß gefiltert, um höherfrequentes Rauschen zu unterdrücken. Dazu eignen sich vorzugsweise Mittelwertbildner über n Pixel, aber auch rekursive Tiefpässe, logische Filter oder Medianfilter. Ein Detaildetektor stellt fest, ob sich höherfrequente Anteile im Bild befinden, die eine größere Amplitude besitzen und dann in der Regel die Rauschamplitude überschreiten. Dies ist unter anderem an kontrastreichen Kanten der Fall oder in feinstrukturierten Flächen. An diesen detektierten Stellen wird auf das Originalsignal übergeblendet, um die Kantenschärfe oder feine Strukturen zu bewahren. Eine weiche Überblendung hat gegenüber einer harten Umschaltung Vorteile, da eine harte Umschaltung zusätzliche Störungen an den Umschaltpunkten hervorruft. Statt auf das Originalsignal überzublenden ist auch eine Überblendung auf ein verarbeitetes Signal denkbar, z. B. könnte eine Kantenanschärfung durchgeführt werden.The input signal is therefore filtered with a low-pass filter in the circuit according to FIG. 1 in order to suppress higher-frequency noise. For this purpose, averaging over n pixels are preferably suitable, but also recursive low-pass filters, logical filters or median filters. A detail detector determines whether there are higher-frequency components in the image that have a larger amplitude and then generally exceed the noise amplitude. This is the case, for example, on high-contrast edges or in finely structured areas. At these detected points, the original signal is faded over to preserve the edge sharpness or fine structures. A soft crossfade has advantages over a hard switchover, since a hard switchover causes additional disturbances at the switchover points. Instead of fading to the original signal, fading to a processed signal is also conceivable, e.g. B. edge sharpening could be performed.

Der Tiefpaß 2 und der Detaildetektor 4 können im einfachsten Fall beispielsweise horizontal wirkende Schaltungen sein, die nur Bildpunktvergößerungen benötigen. In diesem Fall ergäbe sich eine horizontale Rauschreduktion, die in Fig. 2 in der Frequenzebene dargestellt ist. Wegen der nichtlinearen Verarbeitung ist keine exakte Analyse der Schaltung in der Frequenzebene möglich, jedoch können die Eigenschaften der Schaltung anhand sinusförmiger Eingangssignale in der mehrdimensionalen Frequenzebene abgeschätzt werden. Dazu zeigt Fig. 2 zweidimensionale Ausschnitte in der fx,fy,ft-Frequenzebene, wobei die jeweils nicht dargestellte Achse auf Null gesetzt wurde. Die Darstellung bezieht sich auf eine Zeilensprungabtastung mit 625 Zeilen und 50-Hz- Teilbildfrequenz. In den schraffierten Bereichen findet eine Reduktion der Rauschstörungen statt. Dies ist in der planaren fx,fy-Frequenzebene für niedrige horizontale Ortsfrequenzen der Fall, unabhängig von vertikalen Ortsfrequenzen. In zeitlicher Richtung ist die Rauschreduktion unabhängig von vertikalen Ortsfrequenzen, aber auf niedrige horizontale Ortsfrequenzen beschränkt.In the simplest case, the low-pass filter 2 and the detail detector 4 can be, for example, horizontally acting circuits that only require pixel enlargements. In this case there would be a horizontal noise reduction, which is shown in FIG. 2 in the frequency plane. Because of the non-linear processing, an exact analysis of the circuit in the frequency level is not possible, but the properties of the circuit can be estimated on the basis of sinusoidal input signals in the multi-dimensional frequency level. For this purpose, Fig. 2 shows two-dimensional cut-outs in the f x, f y, f t -Frequenzebene, wherein the axis is not shown in each case was set to zero. The illustration relates to an interlaced scan with 625 lines and 50 Hz field frequency. Noise interference is reduced in the shaded areas. This is the case in the planar f x , f y frequency plane for low horizontal spatial frequencies, regardless of vertical spatial frequencies. In the temporal direction, the noise reduction is independent of vertical spatial frequencies, but is limited to low horizontal spatial frequencies.

Mit der eindimensionalen Struktur zur Rauschreduktion sind bereits gute Ergebnisse zu erzielen, es werden aber die Bildkorrelationen in den anderen Dimensionen noch nicht zur Rauschreduktion genutzt.With the one-dimensional structure for noise reduction to get good results already, but they will Image correlations in the other dimensions are not yet available Noise reduction used.

Demgegenüber ist in Fig. 3 dargestellt, welche Wirksamkeit eine Kombination aus Detaildetektor 4, Tiefpaß 2 und Überblendschaltung 3 hat, wenn Tiefpaßfilterung und Detaildetektion in einem planaren Gebiet, also z. B. einer Fläche von 5×5-Bildpunkten, erfolgen. Wie aus dem Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 3 sofort ersichtlich ist, ergibt sich bei Fig. 3 in einem erheblich geringeren Frequenzbereich eine Rauschreduktion als bei Fig. 2, und zwar trotz gesteigerten Schaltungsaufwands.In contrast, FIG. 3 shows the effectiveness of a combination of detail detector 4 , low-pass filter 2 and cross-fade circuit 3 when low-pass filtering and detailed detection in a planar area, that is to say e.g. B. an area of 5 × 5 pixels. 3 as is immediately evident from the comparison of Fig. 2 with Fig., 3 is obtained in Fig. In a significantly lower frequency range of noise reduction as in Fig. 2, in spite of increased circuit scale.

Demgegenüber besteht die in Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Schaltung aus der Hintereinanderschaltung zweier für sich gesehen jeweils eindimensionaler Schaltungen. Das an der Eingangsstelle 1 als Eingangssignal eingespeiste Videosignal wird einerseits über den Grundtiefpaß 6 oder ein Kammfilter und andererseits direkt der Grundüberblendschaltung 7 zugeführt. Ferner wird das Eingangssignal dem nachfolgend näher beschriebenen Grunddetaildetektor 8 zugeführt, dessen Ausgangssignal (= Grundsteuersignal) über die Grundsteuerleitung 9 der Grundüberblendschaltung 7 zugeführt wird. Je nach dem Signal, das über die Grundsteuerleitung 9 übertragen wird, liefert die Überblendschaltung 7 als Zwischensignal das ungefilterte oder das tiefpaßgefilterte Eingangssignal oder eine Kombination davon. Im Ergebnis ist das Zwischensignal also bezüglich des Eingangssignals rauschreduziert, wenn der Grunddetaildetektor 8 ein Eingangssignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich einer noch zu definierenden Grundzeitkonstanten τ₁ gering ist. Umgekehrt stimmt das Zwischensignal mit dem Eingangssignal im wesentlichen überein, wenn das vom Grunddetaildetektor 8 detektierte Eingangssignal eine große zeitliche Schwankung bezüglich der Grundzeitkonstanten τ₁ aufweist.In contrast, the circuit according to the invention shown in FIG. 4 consists of the series connection of two one-dimensional circuits. The video signal fed in at the input point 1 as an input signal is supplied on the one hand via the basic low-pass filter 6 or a comb filter and on the other hand directly to the basic crossfade circuit 7 . Furthermore, the input signal is fed to the basic detail detector 8 , which is described in more detail below, and whose output signal (= basic control signal) is supplied to the basic crossfade circuit 7 via the basic control line 9 . Depending on the signal that is transmitted via the basic control line 9 , the cross-fade circuit 7 supplies the unfiltered or the low-pass filtered input signal or a combination thereof as an intermediate signal. As a result, the intermediate signal is thus reduced in noise with respect to the input signal when the basic detail detector 8 detects an input signal whose temporal fluctuation with respect to a basic time constant τ 1 to be defined is small. Conversely, the intermediate signal coincides essentially with the input signal if the input signal detected by the basic detail detector 8 has a large temporal fluctuation with respect to the basic time constant τ₁.

Alternativ zum Liefern des ungefilterten Eingangssignals könnte das Eingangssignal im Falle großer zeitlicher Schwankungen auch anderweitig verarbeitet werden, z. B. könnte es detailverstärkt sein oder eine Detailverstärkung könnte zwischen dem Eingangssignal 1 und der Überblendschaltung 7 erfolgen.As an alternative to providing the unfiltered input signal, the input signal could also be processed otherwise in the event of large temporal fluctuations, e.g. B. it could be detail-enhanced or a detail enhancement could take place between the input signal 1 and the cross-fade circuit 7 .

Das Zwischensignal wird nun einerseits direkt und andererseits über den Zusatztiefpaß 10 oder ein Kammfilter der Zusatzüberblendschaltung 11 zugeführt. Ferner wird das Zwischensignal dem Zusatzdetaildetektor 12 zugeführt, der das Zwischensignal daraufhin überprüft, ob es reich oder arm an Details ist. Je nach Prüfungsergebnis liefert der Zusatzdetaildetektor 12 ein entsprechendes Steuersignal (= Zusatzsteuersignal) über die Zusatzsteuerleitung 13 an die Zusatzüberblendschaltung 11. Entsprechend diesem Steuersignal liefert die Zusatzüberblendschaltung 11 als Ausgangssignal an die Abnahmestelle 5 entweder das ungefilterte oder das tiefpaßgefilterte Zwischensignal oder eine Mischung beider Signale. Dort ist das Ausgangssignal als verarbeitetes Videosignal abgreifbar.The intermediate signal is now supplied on the one hand directly and on the other hand via the additional low pass 10 or a comb filter of the additional crossfade circuit 11 . Furthermore, the intermediate signal is fed to the additional detail detector 12 , which checks the intermediate signal for whether it is rich or poor in details. Depending on the test result, the additional detail detector 12 supplies a corresponding control signal (= additional control signal) via the additional control line 13 to the additional crossfade circuit 11 . In accordance with this control signal, the additional crossfade circuit 11 supplies either the unfiltered or the low-pass filtered intermediate signal or a mixture of both signals as an output signal to the take-off point 5 . There the output signal can be tapped as a processed video signal.

Das Ausgangssignal ist also bezüglich des Zwischensignals rauschreduziert, wenn die zeitliche Schwankung des vom Zusatzdetaildetektor τ₂ detektierten Zwischensignals bezüglich einer noch zu definierenden Zusatzzeitkonstanten τ₂ gering ist. Umgekehrt stimmt das Ausgangssignal mit dem Zwischensignal im wesentlichen überein, wenn die zeitliche Schwankung des Zwischensignals bezüglich der Zusatzzeitkonstanten τ₂ groß ist. Alternativ zum unaufbereiteten Zwischensignal könnte auch wieder ein anderweitiges Ausgangssignal geliefert werden, z. B. ein detailverstärktes Zwischensignal.The output signal is therefore related to the intermediate signal reduced noise when the temporal fluctuation of the Additional detailed detector τ₂ detected intermediate signal regarding an additional time constant to be defined τ₂ is low. Conversely, the output signal matches the Intermediate signal essentially coincides when the temporal Fluctuation of the intermediate signal with respect to the Additional time constant τ₂ is large. Alternatively to unprepared intermediate signal could also turn on other output signal are supplied, e.g. B. a detailed intermediate signal.

Die Zeitkonstanten τ₁, τ₂ der Detaildetektoren 8, 12 sind derart bestimmt, daß die Bildpunkte, deren Signale von den Detaildetektoren 8, 12 verarbeitet werden, für jeden Detaildetektor 8, 12 linear angeordnet sind. Die Grundzeitkonstante τ₁ kann z. B. derart gewählt sein, daß sie der Zeit zwischen zwei nebeneinander angeordneten Bildpunkten entspricht. In diesem Fall liegen die Bildpunkte, deren Signale vom Grunddetaildetektor 8 verarbeitet werden, in einem Videobild horizontal nebeneinander. In horizontaler und/oder vertikal oder zeitlicher Richtung kann es günstiger sein, für τ₁ den Abstand zweier oder mehrerer Bildpunkte zu nehmen. Die spektrale Empfindlichkeit kann über τ₁ verändert werden. Wenn die Grundzeitkonstante τ₁ der Zeit einer Videozeile entspricht, liegen die verarbeiteten Bildpunkte in einem Videobild vertikal untereinander. Wenn die Grundzeitkonstante τ₁ der Zeit einer Videozeile +/- der Zeit eines Bildpunktes entspricht, sind die verarbeiteten Bildpunkte diagonal angeordnet. Wenn die Grundzeitkonstante τ₁ der Zeit entspricht, die für die Übertragung eines ganzen Videobildes benötigt wird, sind die verarbeiteten Bildpunkte in aufeinanderfolgenden Videobildern hintereinander angeordnet.The time constants τ₁, τ₂ the detailed detectors 8, 12 are determined so that the pixels whose signals are processed by the detail detectors 8, 12 are arranged linearly to each minutiae detector 8, 12th The basic time constant τ₁ can, for. B. be chosen such that it corresponds to the time between two pixels arranged side by side. In this case, the pixels, the signals of which are processed by the basic detail detector 8 , lie horizontally next to one another in a video image. In the horizontal and / or vertical or temporal direction, it may be cheaper to take the distance between two or more pixels for τ₁. The spectral sensitivity can be changed via τ₁. If the basic time constant τ₁ corresponds to the time of a video line, the processed pixels in a video image are vertically below one another. If the basic time constant τ₁ corresponds to the time of a video line +/- the time of a pixel, the processed pixels are arranged diagonally. If the basic time constant τ₁ corresponds to the time required for the transmission of an entire video image, the processed pixels are arranged one after the other in successive video images.

Das zur Grundzeitkonstanten τ₁ Gesagte gilt in gleicher Weise für die Zusatzzeitkonstante τ₂. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß die Zeitkonstanten τ₁, τ₂ voneinander verschieden sind. Im Ergebnis ergibt sich eine Schaltung mit nur geringem Hardwareaufwand, die dennoch zu einer guten Rauschreduktion ohne nennenswerte zusätzliche Störungen führt. Insbesondere wird in dem Fall, daß die Grundzeitkonstante τ₁ der Zeit zwischen nebeneinander angeordneten Bildpunkten und die Zusatzzeitkonstante τ₂ der Zeit zwischen zwei untereinander angeordneten Videozeilen entspricht, jede Bewegungsverschleifung vermieden. Dieser Fall ist nachstehend in Verbindung mit Fig. 5 in der Frequenzebene beschrieben.What is said about the basic time constant τ₁ applies in the same way for the additional time constant τ₂. It is only necessary to ensure that the time constants τ₁, τ₂ are different from each other. The result is a circuit with only a small amount of hardware, which nevertheless leads to a good noise reduction without any significant additional disturbances. In particular, in the event that the basic time constant τ₁ corresponds to the time between pixels arranged next to one another and the additional time constant τ₂ corresponds to the time between two video lines arranged one below the other, any movement blurring is avoided. This case is described below in connection with FIG. 5 in the frequency plane.

Fig. 5 zeigt die Wirksamkeit der Schaltung der Fig. 4 in der Frequenzebene. Die Darstellung der Fig. 5 entspricht dabei von der Systematik her den Darstellungen in den Fig. 2 und 3. Für die Darstellung in Fig. 5 wurde dabei angenommen, daß die Grundzeitkonstante des Grunddetaildetektors 6 für eine horizontale Detaildetektion und die Zusatzzeitkonstante des Zusatzdetaildetektors 12 für eine vertikale Detaildetektion ausgelegt ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, erfolgt eine Rauschreduktion in einem erheblich größeren Teil des Frequenzspektrums als in den mit den Fig. 2 bzw. 3 korrespondierenden Schaltungen. Dennoch ist der Aufwand zur Realisierung der Schaltung gemäß Fig. 4 nur unwesentlich größer als der Aufwand zur Realisierung der Schaltung gemäß Fig. 1 und vergleichbar mit einer Schaltung, die eine zweidimensionale Rauschreduktion im Frequenzbereich, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, vornimmt. Darüber hinaus könnte die Schaltung der Fig. 4 auch noch um einen dritten, in zeitlicher Richtung wirkenden Block ergänzt werden. In diesem Fall würde dann in allen Bereichen des dreidimensionalen Frequenzraums mindestens eine Rauschreduktion erfolgen. Fig. 5 shows the effectiveness of the circuit of Fig. 4 in the frequency plane. The representation of FIG. 5 corresponds systematically to the representations in FIGS. 2 and 3. For the representation in FIG. 5, it was assumed that the basic time constant of the basic detail detector 6 for a horizontal detailed detection and the additional time constant of the additional detailed detector 12 for a vertical detail detection is designed. As can be seen from FIG. 5, noise is reduced in a considerably larger part of the frequency spectrum than in the circuits corresponding to FIGS. 2 and 3. However, the effort to implement the circuit according to FIG. 4 is only insignificantly greater than the effort to implement the circuit according to FIG. 1 and is comparable to a circuit that performs a two-dimensional noise reduction in the frequency range, as shown in FIG. 3. In addition, the circuit of FIG. 4 could also be supplemented by a third block acting in the temporal direction. In this case, at least one noise reduction would then take place in all areas of the three-dimensional frequency space.

In den doppelt schraffierten Gebieten in Fig. 5 entspricht die Rauschreduktion der einer planaren Filterung, da Rauschen bei der Übertragung in horizontaler und vertikaler Richtung unkorreliert ist und sich die Rauschreduktion der beiden adaptiven Filter überlagert. In Fig. 5 kommen die einfach schraffierten Gebiete noch hinzu, in denen eine eindimensionale Reduktion der Rauschstörungen stattfindet.In the double-hatched areas in FIG. 5, the noise reduction corresponds to that of planar filtering, since noise is uncorrelated during transmission in the horizontal and vertical directions and the noise reduction of the two adaptive filters is superimposed. In Fig. 5, there are also the hatched areas in which there is a one-dimensional reduction in noise interference.

Die Serienschaltung im wesentlichen eindimensionaler Detektoren und Filter zur Rauschreduktion kann fortgesetzt werden, zum Beispiel in zeitlicher oder diagonaler Richtung.The series connection is essentially one-dimensional Detectors and filters for noise reduction can continue for example, in a temporal or diagonal direction.

Der Detaildetektor läßt im Gegensatz zur direkten nichtlinearen Filterung (z. B. Coring-Technik) eine gezielte Nachverarbeitung des Detektionssignals zu, mit der die Eigenschaften der Gesamtschaltung positiv beeinflußt werden können.The detail detector, in contrast to the direct one nonlinear filtering (e.g. coring technique) a targeted Postprocessing of the detection signal with which the Properties of the overall circuit can be influenced positively can.

Fig. 6 zeigt beispielhaft eine mögliche Schaltung für den Aufbau der Grundschaltung. Gemäß Fig. 6 weist der Tiefpaß 6 vier Verzögerungsglieder 14 auf. In jedem der Verzögerungsglieder 14 wird das eingespeiste Eingangssignal um einen Bildpunkt verzögert. Die Ausgangssignale der Verzögerungsglieder 14 sowie das unverzögerte Eingangssignal werden dem Summationsglied 15 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summationsglieds 15 wird über den Verstärker 16 der Überblendschaltung 7 zugeführt. Fig. 6 shows an example of a possible circuit for the construction of the basic circuit. Referring to FIG. 6, the low-pass filter 6 on four delay elements 14. In each of the delay elements 14 , the input signal is delayed by one pixel. The output signals of the delay elements 14 and the undelayed input signal are fed to the summation element 15 . The output signal of the summation element 15 is fed to the cross-fade circuit 7 via the amplifier 16 .

Die Verstärkung des Verstärkers 16 ist derart gewählt, daß sie dem Kehrwert der Anzahl der dem Summationsglied 15 zugeführten Signale entspricht. Da im vorliegenden Fall dem Summationsglied 15 fünf Eingangssignale zugeführt werden, beträgt die Verstärkung des Verstärkers 16 also 1/5 bzw. 0,2. The amplification of the amplifier 16 is selected such that it corresponds to the reciprocal of the number of signals fed to the summation element 15 . Since five input signals are fed to the summation element 15 in the present case, the amplification of the amplifier 16 is therefore 1/5 or 0.2.

Um gleiche mittlere Gruppenlaufzeiten zu erreichen, wird der Überblendschaltung 7 ferner nicht direkt das eingespeiste Eingangssignal, sondern das um zwei Bildpunkte verzögerte, ansonsten aber ungefilterte Videosignal zugeführt.In order to achieve the same average group delay times, the crossfade circuit 7 is also not supplied directly with the input signal fed in, but rather with the video signal delayed by two pixels, but otherwise unfiltered.

In der Überblendschaltung 7 wird das tiefpaßgefilterte Signal einerseits direkt dem Summationsglied 17 und andererseits über den Verstärker 18 dem Summationsglied 19 zugeführt. Die Verstärkung des Verstärkers 18 beträgt dabei -1. Der Verstärker wirkt also als Inverter. Dem Summationsglied 19 wird als zweites Eingangssignal das um zwei Bildpunkte verzögerte, ungefilterte Videosignal zugeführt. Das Ausgangssignal des Summationsglieds 19 wird über den Multiplizierer 20 wieder dem Summationsglied 17 zugeführt. Dem Multiplizierer 20 wird über die Steuerleitung 9 ein zweites Signal zugeführt, dessen Wert zwischen Null und Eins liegt. Beträgt der Wert des Steuersignals Null, so ist das Ausgangssignal der Überblendschaltung 7, also das Zwischensignal gemäß Fig. 4, gleich dem tiefpaßgefilterten Signal. Beträgt der Wert des Steuersignals Eins, liefert das Summationsglied 17 das reine Videosignal, das lediglich um zwei Bildpunkte verzögert ist. Liegt der Wert des Steuersignals zwischen Null und Eins, so wird eine Mischung beider Signale ausgegeben. Der Wechsel des Steuersignals von Null auf Eins und umgekehrt erfolgt also signalschwankungsbezogen gestreckt.In the cross-fade circuit 7 , the low-pass filtered signal is supplied on the one hand directly to the summation element 17 and on the other hand via the amplifier 18 to the summation element 19 . The gain of amplifier 18 is -1. The amplifier thus acts as an inverter. The unfiltered video signal delayed by two pixels is fed to the summation element 19 as the second input signal. The output signal of the summation element 19 is fed back to the summation element 17 via the multiplier 20 . A second signal, the value of which lies between zero and one, is fed to the multiplier 20 via the control line 9 . If the value of the control signal is zero, the output signal of the crossfade circuit 7 , that is to say the intermediate signal according to FIG. 4, is equal to the low-pass filtered signal. If the value of the control signal is one, the summation element 17 supplies the pure video signal, which is only delayed by two pixels. If the value of the control signal is between zero and one, a mixture of both signals is output. The change of the control signal from zero to one and vice versa is therefore stretched in relation to the signal fluctuation.

Ebenso erfolgt der Wechsel des Steuersignals von Null auf Eins und umgekehrt vorzugsweise auch zeitlich gestreckt, da hierdurch Störungen an den Umschaltpunkten, welche eine harte Umschaltung hervorrufen würden, vermieden werden.The control signal is also changed from zero to One and vice versa preferably also stretched in time, because this causes interference at the switching points, which is a hard one Switching would be avoided.

Die Steuerung des Multiplizierers 20 erfolgt über den Detaildetektor 8, dem als Eingangssignale einerseits das unverzögerte und andererseits das in diesem Fall um zwei Bildpunkte verzögerte Eingangssignal zugeführt werden. Tiefpaßfilter 6 und Detaildetektor 8 nutzen also die ersten beiden Verzögerungsglieder 14 des Tiefpasses 6 gemeinsam. Eines der beiden dem Detaildetektor 8 zugeführten Signale wird im Verstärker 21 invertiert, bevor die Signale im Summationsglied 22 addiert werden. Das Ausgangssignal des Summationsglieds 22 wird dem Betragsbildner 23 zugeführt. Das Ausgangssignal des Betragsbildners 23 wird einerseits direkt und andererseits über die Verzögerungsglieder 24, die das Signal um jeweils einen Bildpunkt verzögern, insgesamt dreimal dem Summationsglied 25 und anschließend dem Verstärker 26 zugeführt. Die Verstärkung des Verstärkers 26 entspricht wieder dem Kehrwert der Anzahl der dem Summationsglied 25 zugeführten Signale, beträgt im vorliegenden Fall also 1/3 bzw. 0,33. Das Ausgangssignal des Verstärkers 26 wird im Auswerter 27 gemäß einer nichtlinearen, symbolisch dargestellten Kennlinie bewertet. Das Ausgangssignal des Auswerters 27 liefert dann das Steuersignal für den Multiplizierer 20. Auch eine nachfolgende zeitliche Dehnung des Steuersignals ist noch möglich über z. B. einen Tiefpaß.The multiplier 20 is controlled via the detail detector 8 , to which the undelayed input signal and on the other hand the input signal delayed in this case by two pixels are supplied as input signals. Low pass filter 6 and detail detector 8 therefore share the first two delay elements 14 of the low pass 6 . One of the two signals fed to the detail detector 8 is inverted in the amplifier 21 before the signals are added in the summation element 22 . The output signal of the summation element 22 is fed to the absolute value generator 23 . The output signal of the magnitude generator 23 is fed directly to the summation element 25 and then to the amplifier 26 on the one hand and on the other hand via the delay elements 24 , which delay the signal by one pixel each. The amplification of the amplifier 26 again corresponds to the reciprocal of the number of signals supplied to the summation element 25 , in this case it is 1/3 or 0.33. The output signal of the amplifier 26 is evaluated in the evaluator 27 in accordance with a non-linear, symbolically represented characteristic curve. The output signal of the evaluator 27 then provides the control signal for the multiplier 20 . A subsequent temporal expansion of the control signal is still possible via z. B. a low pass.

Mittels der in Fig. 6 dargestellten Schaltung ist eine Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses um ca. 7 dB erreichbar. Demgegenüber ist mit der Schaltung gemäß Fig. 7 lediglich eine Verbesserung um knapp 5 dB erreichbar. Der Aufwand zur Realisierung der Schaltung gemäß Fig. 7 ist aber erheblich geringer. Gleiche Bezugszeichen bedeuten dabei in Fig. 7 die gleichen Elemente wie in Fig. 6.An improvement in the signal-to-noise ratio of approximately 7 dB can be achieved by means of the circuit shown in FIG. 6. In contrast, only an improvement of almost 5 dB can be achieved with the circuit according to FIG. 7. However, the effort to implement the circuit according to FIG. 7 is considerably less. The same reference numerals in FIG. 7 mean the same elements as in FIG. 6.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Schaltungen lassen sich direkt auf die Zusatzschaltung übertragen. Es ist lediglich eine Anpassung der Zeitkonstanten erforderlich. Insbesondere die Schaltung von Fig. 7 ist zur vertikalen Rauschreduktion vorteilhaft, da für die gesamte Schaltung lediglich drei Zeilenspeicher als Verzögerungsglieder benötigt werden.The circuits shown in FIGS. 6 and 7 can be transferred directly to the additional circuit. It is only necessary to adjust the time constant. The circuit of FIG. 7 is particularly advantageous for vertical noise reduction, since only three line memories are required as delay elements for the entire circuit.

Ergänzend sei bemerkt, daß anstelle der Mittelwertbildung über drei bzw. fünf Bildpunkte auch andere Tiefpässe, z. B. rekursive Tiefpässe, logische Filter oder Medianfilter, verwendet werden könnten. In addition, it should be noted that instead of averaging Other low-pass filters, e.g. B. recursive low-pass filters, logical filters or median filters, could be used.  

Die Auswerter 27 gemäß Fig. 6 bzw. 7 sind statisch. Eine weitere Verbesserung der Videosignalverarbeitungsschaltung kann daher erreicht werden, wenn die Auswerter 27 in geeigneter Weise dynamisiert werden. Eine Möglichkeit zur Dynamisierung besteht darin, das Ausgangssignal des Betragsbildners 23 einem Rauschpegeldetektor 28 zuzuführen und dort den Rauschanteil des Videosignals automatisch zu ermitteln, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist. Entsprechend dem Ausgangssignal des Rauschdetektors 28 kann dann entweder die Kennlinie des Auswerters 27 direkt variiert werden oder aber einer von mehreren Auswertern 27 mit verschiedenen Kennlinien über den Schalter 29 angesteuert werden. Der Aufbau von Rauschdetektoren ist dabei an sich bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 43 41 760.4 verwiesen. Im Ergebnis wird also das Eingangs- bzw. das Zwischensignal als geringschwankend eingestuft, wenn die zeitliche Schwankung des Eingangs- bzw. des Zwischensignals kleiner als der tatsächlich detektierte Rauschpegel ist. Die Rauschreduzierung kann damit weiter optimiert werden.The evaluators 27 according to FIGS. 6 and 7 are static. A further improvement of the video signal processing circuit can therefore be achieved if the evaluators 27 are dynamized in a suitable manner. One possibility for dynamization is to supply the output signal of the magnitude generator 23 to a noise level detector 28 and to automatically determine the noise component of the video signal there, as can be seen from FIG. 8. Depending on the output signal of the noise detector 28 , either the characteristic curve of the evaluator 27 can then be varied directly or one of several evaluators 27 with different characteristic curves can be controlled via the switch 29 . The construction of noise detectors is known per se. By way of example only, reference is made to the unpublished German patent application P 43 41 760.4. As a result, the input or the intermediate signal is classified as slightly fluctuating if the temporal fluctuation of the input or the intermediate signal is less than the actually detected noise level. The noise reduction can thus be further optimized.

Die Ermittlung des Rauschanteils kann direkt aus dem Videosignal erfolgen, aber an dieser Stelle können vorteilhaft auch Schaltungen des Detaildetektors mit genutzt werden. In diesem Beispiel wird der Rauschanteil nach der Betragsbildung ermittelt; nach der Tiefpaßfilterung wäre das ebenfalls möglich. Je nach Rauschspannung erfolgt eine Umsteuerung der Transferkennlinie, hier schaltbar dargestellt. In der obersten Schalterstellung (Transferkennlinie T₁ = 1) - wenn nur eine sehr geringe Rauschamplitude ermittelt wurde -, wird der Detaildetektor abgeschaltet und es erfolgt keine Rauschreduktion. Da das Rauschen in der Regel richtungsunabhängig und unkorreliert ist, kann die ermittelte Rauschamplitude auch für weitere Steuerzwecke herausgeführt werden.The noise component can be determined directly from the Video signal done, but at this point you can circuits of the detail detector are also advantageously used become. In this example, the noise component after the Determination of amounts; after low pass filtering that would be also possible. Depending on the noise voltage, there is a Reversal of the transfer characteristic, switchable here shown. In the top switch position (Transfer characteristic T₁ = 1) - if only a very small one Noise amplitude was determined -, the detail detector switched off and there is no noise reduction. Since that Noise is generally independent of direction and uncorrelated the determined noise amplitude can also be used for other Tax purposes are brought out.

Mit dieser Schaltung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß ein wesentlicher Bestandteil der detailadaptiven Rauschreduktion der Detaildetektor ist, der die Steuerung zwischen dem Originalsignal und dem rauschreduzierten Signal übernimmt. In Bildern mit einem hohen Signal-Störabstand ist natürlich auch keine Rauschreduktion erforderlich, in stark gestörten Signalen könnte dagegen die Transferkennlinie unempfindlicher gegen feine Details ausfallen. Statt eines Kompromisses in der Wahl der Transferkennlinie kann eine rauschabhängige Steuerung des Detaildetektors - insbesondere der Transferkennlinie - stattfinden.This circuit takes into account the fact that an integral part of the detail adaptive Noise reduction is the detail detector that controls  between the original signal and the noise-reduced signal takes over. In pictures with a high signal-to-noise ratio of course no noise reduction required, too strong disturbed signals, however, could be the transfer characteristic be less sensitive to fine details. Instead of one A compromise in the choice of the transfer characteristic can be a noise-dependent control of the detail detector - in particular the transfer characteristic - take place.

BezugszeichenlisteReference list

1 Einspeisestelle
2, 6, 10 Tiefpässe
3, 7, 11 Überblendschaltungen
4, 8, 12 Detaildetektoren
5 Abnahmestelle
9, 13 Steuerleitungen
14, 24 Verzögerungsglieder
15, 17, 19, 22, 25 Summationsglieder
16, 18, 21, 26 Verstärker
20 Multiplizierer
23 Betragsbildner
27 Auswerter
28 Rauschdetektor
29 Schalter
fx, fy, ft Frequenzen
τ₁, τ₂ Zeitkonstanten.
1 entry point
2 , 6 , 10 low passes
3 , 7 , 11 crossfades
4 , 8 , 12 detail detectors
5 delivery point
9 , 13 control lines
14 , 24 delay elements
15 , 17 , 19 , 22 , 25 summation terms
16 , 18 , 21 , 26 amplifiers
20 multipliers
23 amount calculator
27 evaluators
28 noise detector
29 switches
f x , f y , f t frequencies
τ₁, τ₂ time constants.

Claims (22)

1. Verfahren zur Reduktion des höherfrequenten Rauschens in einem Videosignal bei der Wiedergabe auf einem Bildschirm eines Videosystems, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detaildetektion des Videosignals in Gebieten eines Teilbildes oder Vollbildes ohne ausgeprägte Details erfolgt und in Abhängigkeit von dem ermittelten Signal des nicht ausgeprägten Details eine Überblendschaltung (7) gesteuert wird, in der das Signal in den Gebieten ohne ausgeprägte Details von einem Signal überblendet wird, das von einer Signalverarbeitungsschaltung zur Rauschreduktion, z. B. einem Tiefpaßfilter des Signals, abgeleitet wird, und daß in Gebieten mit detektierten Details das Eingangssignal in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert des Detaildetektors angelegt wird.1. A method for reducing the higher-frequency noise in a video signal when playing on a screen of a video system, characterized in that a detailed detection of the video signal in areas of a field or frame is carried out without pronounced details and depending on the determined signal of the non-pronounced detail Fader circuit ( 7 ) is controlled in which the signal is blended in the areas without pronounced details of a signal which is used by a signal processing circuit for noise reduction, e.g. B. a low-pass filter of the signal is derived, and that in areas with detected details, the input signal is applied depending on the determined value of the detail detector. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Gebieten mit detektierten Details anstelle auf das Eingangssignal ein Signal überblendet wird, das die Details enthält.2. The method according to claim 1, characterized characterized that in areas with detected Details instead of a signal on the input signal that contains the details. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal oder das die Details enthaltene Signal verstärkt wird. 3. The method according to claim 2, characterized characterized in that the input signal or the details contained signal is amplified.   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Ermittlung der Details in den Zeilen eines Bildes mit einer Signalverarbeitungsschaltung.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized by the determination of the Details in the lines of an image with a Signal processing circuit. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Überblendung der Signale der Signalverarbeitung mit den der Eingangssignale das erhaltene Ausgangssignal einem vertikalen Detaildetektor zugeführt wird, der in Abhängigkeit von vertikalen Sprüngen mittels einer weiteren Überblendschaltung in detailarmen Gebieten auf ein vertikal wirkendes Filter zur Rauschreduktion überblendet und im Falle detektierter Details das Eingangssignal überblendet, welche zweite Überblendschaltung in Abhängigkeit von den durch den Vertikaldetaildetektor ermittelten Überblendfaktor gesteuert wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after the Blending the signals of the signal processing with the Input signals the received output signal a vertical Detail detector is supplied, which is a function of vertical jumps with another crossfade in areas with little detail on a vertical filter Noise reduction fades and in the case of detected details the input signal crossfades, which second Crossfade circuit depending on the through the Vertical detail detector controlled fading factor controlled becomes. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überblendung zwischen den detektierten Stellen auf das Originalsignal weich erfolgt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Crossfading between the detected points on the Original signal is soft. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrdimensionale Signalverarbeitung (planar und/oder zeitlich) für die Rauschreduktion in einer Filterschaltung aus mindestens zwei im wesentlichen eindimensionalen adaptiven Filtern erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a multidimensional signal processing (planar and / or temporal) for the noise reduction in a filter circuit from at least two essentially one-dimensional adaptive filters. 8. Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefpaßfilter zur Unterdrückung höherfrequenten Rauschens vorgesehen ist, daß ein Detaildetektor vorgesehen ist, der höherfrequente Anteile im Bild ermittelt, daß im Falle, daß solche höherfrequenten Anteile nicht festgestellt werden, die Überblendschaltung die durch den Tiefpaß gefilterten Signale überblendet, und daß im Falle, daß der Detaildetektor höherfrequente Anteile feststellt, die Amplituden aufweisen, die größer als die Rauschamplitude sind, das Originalsignal oder ein verarbeitetes Signal überblendet wird.8. Circuit for performing a method according to previous claims, thereby characterized in that a low-pass filter for Suppression of higher frequency noise is provided that a detail detector is provided, the higher frequency components determined in the picture that in the event that such higher frequencies Shares are not found, the crossfade the signals filtered by the low-pass filter, and that in the Case that the detail detector has higher frequency components  notes that have amplitudes greater than that Are noise amplitude, the original signal or a processed signal is blended. 9. Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rauschreduktion eine mehrdimensionale planare oder zeitliche Signalverarbeitungsschaltung aus im wesentlichen eindimensionalen Filterschaltungen besteht.9. Circuit for performing a method according to one of the Claims 1 to 7, characterized characterized in that a noise reduction multidimensional planar or temporal Signal processing circuit out essentially one-dimensional filter circuits. 10. Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach der horizontalen Überblendung eine vertikale Überblendsteuerung erfolgt, und daß ein vertikaler Tiefpaß zur Rauschreduktion vorgesehen ist, und daß die Überblendung zwischen dem Originalsignal und dem rauschreduzierten Signal in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Vertikaldetektors gesteuert wird.10. Circuit for performing a method according to claim 8 or 9, characterized in that after the horizontal fade, a vertical one Cross-fade control takes place and that a vertical low pass is provided for noise reduction, and that the fade between the original signal and the noise-reduced signal depending on the output signal of the vertical detector is controlled. 11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Signalverarbeitungsstufe zur Diagonalrauschreduzierung vorgesehen ist, daß ein diagonaler Tiefpaßfilter und ein Diagonaldetaildetektor vorgesehen sind, und daß die weitere Überblendschaltung in Abhängigkeit vom ermittelten Rauschsignal eine Überblendung vom Eingangssignal auf das rauschbefreite Signal oder auf das Originalsignal vornimmt.11. Circuit according to claim 10, characterized characterized that a third Signal processing stage for diagonal noise reduction it is provided that a diagonal low-pass filter and a Diagonal detail detector are provided, and that the further Crossfade depending on the determined Noise signal a transition from the input signal to the noise-free signal or to the original signal. 12. Videosignalverarbeitungsschaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, wobei
  • - das Videosignal aus einer Reihe zeitlich nacheinander übertragener Videobilder besteht,
  • - ein Videobild aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener Videozeilen besteht,
  • - eine Videozeile aus einer Anzahl zeitlich nacheinander übertragener Bildpunkte besteht,
  • - das Videosignal für jeden Bildpunkt ein Sollsignal und ein Rauschsignal aufweist,
12. Video signal processing circuit for performing the method according to claim 1 to 7, wherein
  • the video signal consists of a series of chronologically transmitted video images,
  • a video image consists of a number of video lines transmitted one after the other in time,
  • a video line consists of a number of successively transmitted pixels,
  • the video signal has a target signal and a noise signal for each pixel,
mit folgenden Merkmalen:
  • - das Videosignal ist an einem Eingang (1) als Eingangssignal in die Videosignalverarbeitungsschaltung einspeisbar,
  • - das Videosignal wird einem Grunddetaildetektor (8) und einer Grundüberblendschaltung (7) zugeführt,
  • - der Grunddetaildetektor (8) liefert über eine Grundsteuerleitung (9) ein Grundsteuersignal an die Grundüberblendschaltung (7),
  • - die Grundüberblendschaltung (7) liefert ein Zwischensignal, das einem Zusatzdetaildetektor (12) und einer Zusatzüberblendschaltung (11) zugeführt wird,
  • - der Zusatzdetaildetektor (12) liefert über eine Zusatzsteuerleitung (13) ein Zusatzsteuersignal an die Zusatzüberblendschaltung (11),
  • - die Zusatzüberblendschaltung (11) liefert ein Ausgangssignal, das als verarbeitetes Videosignal an einem Ausgang (5) der Videosignalverarbeitungsschaltung abgreifbar ist,
  • - das Zwischensignal ist bezüglich des Eingangssignals rauschreduziert, wenn der Grunddetaildetektor (8) ein Eingangssignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich einer Grundzeitkonstanten (τ₁) gering ist,
  • - das Ausgangssignal ist bezüglich des Zwischensignals rauschreduziert, wenn der Zusatzdetaildetektor (12) ein Zwischensignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich einer Zusatzzeitkonstanten (τ₂) gering ist,
  • - die Grundzeitkonstante (τ₁) ist verschieden von der Zusatzzeitkonstanten (τ₂).
with the following features:
  • the video signal can be fed as an input signal into the video signal processing circuit at an input ( 1 ),
  • - The video signal is fed to a basic detail detector ( 8 ) and a basic cross-fade circuit ( 7 ),
  • - the basic detail detector (8) provides a basic control line (9) a base control signal to the basic cross-fading circuit (7),
  • - The basic crossfade circuit ( 7 ) supplies an intermediate signal which is fed to an additional detail detector ( 12 ) and an additional crossfade circuit ( 11 ),
  • - The additional detail detector ( 12 ) delivers an additional control signal to the additional crossfade circuit ( 11 ) via an additional control line ( 13 ),
  • - The additional crossfade circuit ( 11 ) provides an output signal that can be tapped as a processed video signal at an output ( 5 ) of the video signal processing circuit,
  • - The intermediate signal is reduced in noise with respect to the input signal when the basic detail detector ( 8 ) detects an input signal whose temporal fluctuation with respect to a basic time constant (τ₁) is small,
  • - The output signal is reduced in noise with respect to the intermediate signal when the additional detail detector ( 12 ) detects an intermediate signal, the temporal fluctuation with respect to an additional time constant (τ₂) is small,
  • - The basic time constant (τ₁) is different from the additional time constant (τ₂).
13. Videosignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Zwischensignal mit dem Eingangssignal im wesentlichen übereinstimmt oder bezüglich des Eingangssignals detailverstärkt ist, wenn der Grunddetaildetektor (8) ein Eingangssignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich der Grundzeitkonstanten (τ₁) groß ist, und
  • - daß das Ausgangssignal mit dem Zwischensignal im wesentlichen übereinstimmt oder bezüglich des Zwischensignals detailverstärkt ist, wenn der Zusatzdetaildetektor (12) ein Zwischensignal detektiert, dessen zeitliche Schwankung bezüglich der Zusatzzeitkonstanten (τ₂) groß ist.
13. Video signal processing circuit according to claim 12, characterized in that
  • - That the intermediate signal coincides with the input signal substantially or is enhanced in detail with respect to the input signal when the basic detail detector ( 8 ) detects an input signal whose temporal fluctuation with respect to the basic time constant (τ₁) is large, and
  • - That the output signal coincides with the intermediate signal substantially or is enhanced in detail with respect to the intermediate signal when the additional detail detector ( 12 ) detects an intermediate signal, the temporal fluctuation with respect to the additional time constant (τ₂) is large.
14. Videosignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel von dem rauschreduzierten Zwischen- bzw. Ausgangssignal zu dem mit dem Eingangs- bzw. Zwischensignal im wesentlichen übereinstimmenden Zwischen- bzw. Ausgangssignal bzw. zu dem bezüglich des Eingangs- bzw. Zwischensignals detailverstärkten Zwischen- bzw. Ausgangssignal zeitlich gestreckt erfolgt. 14. A video signal processing circuit according to claim 13. characterized in that the change from the noise-reduced intermediate or output signal that with the input or intermediate signal essentially matching intermediate or output signal or to the regarding the input or intermediate signal detailed intermediate or output signal in time stretched.   15. Videosignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel von dem rauschreduzierten Zwischen- bzw. Ausgangssignal zu dem mit dem Eingangs- bzw. Zwischensignal im wesentlichen übereinstimmenden Zwischen- bzw. Ausgangssignal bzw. zu dem bezüglich des Eingangs- bzw. Zwischensignals detailverstärkten Zwischen- bzw. Ausgangssignal signalschwankungsbezogen gestreckt erfolgt.15. Video signal processing circuit according to claim 13 or 14, characterized, that the change from the noise-reduced intermediate or Output signal to that with the input or intermediate signal essentially identical intermediate or Output signal or to the input or Intermediate signal detailed intermediate or Output signal is stretched in relation to signal fluctuation. 16. Videosignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstanten (τ₁, τ₂) der Detaildetektoren (8, 12) derart bestimmt sind, daß die Bildpunkte, deren Signale von den Detaildetektoren (8, 12) verarbeitet werden, für jeden Detaildetektor (8, 12) linear angeordnet sind.16. Video signal processing circuit according to one of claims 12 to 15, characterized in that the time constants (τ₁, τ₂) of the detail detectors ( 8 , 12 ) are determined such that the pixels whose signals are processed by the detail detectors ( 8 , 12 ), are arranged linearly for each detail detector ( 8 , 12 ). 17. Videosignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 8, 9, 10, 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte, deren Signale vom Grunddetaildetektor (8) verarbeitet werden, in einem Videobild horizontal nebeneinander, vertikal untereinander oder diagonal angeordnet sind.17. Video signal processing circuit according to claim 8, 9, 10, 11 or 16, characterized in that the pixels, the signals of which are processed by the basic detail detector ( 8 ), are arranged horizontally next to one another, vertically one below the other or diagonally in a video image. 18. Videosignalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 10, 11, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte, deren Signale vom Zusatzdetaildetektor (12) verarbeitet werden, in einem Videobild vertikal untereinander oder diagonal oder in aufeinanderfolgenden Videobildern hintereinander angeordnet sind.18. Video signal processing circuit according to claim 10, 11, 16 or 17, characterized in that the pixels, the signals of which are processed by the additional detail detector ( 12 ), are arranged vertically one below the other or diagonally or in successive video images in a video image. 19. Videosignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überblendschaltungen (7, 11) zur Erzeugung der rauschreduzierten Signale je ein Kammfilter oder einen Tiefpaß (6, 10) aufweisen. 19. Video signal processing circuit according to one of claims 8 to 12, characterized in that the cross-fade circuits ( 7 , 11 ) each have a comb filter or a low-pass filter ( 6 , 10 ) for generating the noise-reduced signals. 20. Videosignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Detaildetektoren (8, 12) Rauschpegeldetektoren (28) aufweisen und daß das Eingangs- bzw. das Zwischensignal als gering schwankend eingestuft werden, wenn die zeitliche Schwankung des Eingangs- bzw. des Zwischensignals kleiner als der detektierte Rauschpegel ist.20. Video signal processing circuit according to one of claims 8 to 19, characterized in that the detail detectors ( 8 , 12 ) have noise level detectors ( 28 ) and that the input or the intermediate signal are classified as slightly fluctuating if the temporal fluctuation of the input or the intermediate signal is less than the detected noise level. 21. Videosignalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Grunddetaildetektor (8) und die Grundüberblendschaltung (7) bzw. der Zusatzdetaildetektor (12) und die Zusatzüberblendschaltung (11) einen gemeinsamen Schaltungsteil (14) aufweisen.21. Video signal processing circuit according to one of claims 8 to 19, characterized in that the basic detail detector ( 8 ) and the basic crossfade circuit ( 7 ) or the additional detailed detector ( 12 ) and the additional crossfade circuit ( 11 ) have a common circuit part ( 14 ).
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