DE69113581T2

DE69113581T2 - Schaltung zur Detektion des Bewegungssignals.

Info

Publication number: DE69113581T2
Application number: DE69113581T
Authority: DE
Inventors: Jeong-Wan Ko; Christopher H Strolle
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2011-08-10
Also published as: CN1061880A; CA2048976C; EP0488498B1; TW205124B; US5321507A; EP0488498A1; KR930008182B1; CN1029186C; RU2113068C1; JPH04227183A; CA2048976A1; DE69113581D1; KR920011284A; ES2080259T3; JP2951443B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Erfassungsschaltungen für ein Bewegungssignal
Es ist bei einem üblichen Fernsehsystem, wie bei einem NTSC oder einem PAL System, das Bilder darstellt, bekannt, ein Fernsehsignal adaptiv gemäß dem Grad der Bewegung des Signals zu verarbeiten. Diese adaptive Signalverarbeitung kann Quasi-Bewegungs-Bildbereiche zwischen Bildbereichen ergeben, die mit einem Verarbeitungsverfahren für ein Stehbildsignal verarbeitet werden, und anderen Bildbereichen, die mit einem Verarbeitungsverfahren für ein Bewegungs-Bildsignal verarbeitet werden. Wenn Unterschiede bei den Verarbeitungsverfahren wahrgenommen werden und die unterschiedlichen Bereiche und die Übergänge zwischen ihnen von einem Betrachter unterschieden werden, ist die Bildqualität verschlechtert.
Beispielsweise kann zum Zweck des Trennens der Chrominanz- und Helligkeitskomponenten von einem zusammengesetzten Bildsignal ein Vollbild-Kammfilter oder ein Zeilen-Kammfilter verwendet werden. Solange es keine Änderung bei dem Bildsignal bei den Vollbild-Zeitintervallen gibt, wenn die Chrominanz- und Helligkeitskomponenten von dem zusammengesetzten Bildsignal unter Verwendung des Bild-Kammfilters getrennt werden, können die Helligkeits- und Chrominanzkomponenten vollständig getrennt werden. Wenn sich jedoch die Szene über die Vollbild-Zeitintervalle ändert, gibt es einige Farbinformationen in der abgetrennten Helligkeitskomponente und einige Helligkeitsinformationen werden in der Chrominanzkomponente zugegen sein.
Ein Zeilen-Kammfilter, das auch verwendet wird, die Helligkeits- und Chrominanzkomponenten von dem zusammengesetzten Videosignal zu trennen, erzeugt keine merklich verschlechterten Komponentensignale in Gegenwart einer Bildbewegung. Jedoch verringert das Zeilen-Kammfilter die vertikale Auflösung des reproduzierten Bildes verglichen mit dem Vollbild-Kammfilter. An Stellen, wo ein vertikaler Übergang auftritt, kann ferner ein Bild, das mit einem Zeilen-Kammfilter verarbeitet wird, aufgrund sowohl der Farbinformationen, die in die Helligkeitskomponente eingeführt sind, wodurch eine Bildstörung, die als hängende Punkte bekannt ist, erzeugt wird, und Helligkeitsinformationen verschlechtert werden, die in das Chrominanzsignal eingeführt werden, wodurch unrichtige Farben in der Nähe des Übergangs erzeugt werden.
Deshalb wird das Fernsehsignal adaktiv verarbeitet, indem das Vorhandensein oder Fehlen einer Bildbewegung erfaßt wird. In den Bereichen, in denen das Bild ortsfest ist, wird das Vollbild-Kammfilter verwendet, und in den Bereichen, in denen sich das Bild bewegt, wird das Zeilen-Kammfilter verwendet.
Ein anderes Beispiel einer solchen adaptiven Verarbeitung ist ein adaptiver, doppelt abtastender, nicht verschachtelter Abtastumwandler. In einem solchen Umwandler werden Zwischenraumzeilen zwischen den Zeilen des gegenwärtigen Feldes angezeigt. Jedoch können die Zwischenraumzeilen jene sein, die von dem vorhergehenden Feld in Gegenwart von Bildänderungen übertragen werden, wodurch sichtbare Störungen erzeugt werden, wie gezahnte Konturen. Die Zwischenraumzeilen können auch von Zeilen innerhalb des gegenwärtigen Feldes interpoliert werden, wobei aber die vertikale Auflösung verringert wird und ein Zeilenflackern auftreten kann. In Bereichen, in denen Bildänderungen erfaßt werden, werden zwischen den Feldern interpolierte Zwischenraumzeilen angezeigt und feldverzögerte Zwischenraumzeilen werden auf andere Weise angezeigt.
Ein noch anderes Beispiel ist eine adaptive Anhebeschaltung, in der Bereiche, die ein relativ großes Rauschen aufweisen, mit einem relativ niederen Anhebefaktor verarbeitet werden, und Bereiche, die ein relativ niederes Rauschen aufweisen, mit einem relativ hohen Anhebefaktor verarbeitet werden.
Bei allen obigen Beispielen werden die Fernsehsignale adaptiv in Reaktion auf die Werte von abgeschätzten Parametern des Bildes verarbeitet. Die Parameter sind die Bewegung in dem Fall der Helligkeits/Chrominanz-Trennung und der doppelt abtastenden, nicht verschachtelten Umwandlung, und ein relativer Rauschpegel in dem Fall der Spitzenanhebung. Unterschiedlich verarbeitete Bereiche und bemerkbare Grenzen zwischen den Bereichen, wo der Parameter vorhanden ist, und jenen wo er fehlt, sind unerwünschte Störungen, die bei den obigen Arten von adaptiven Verarbeitungsarten eingeführt werden.
US-Patent US-A-5113262 (EP-A-471517) auf die Erfindung mit dem Titel "An improved video signal recording system", das am 17. August 1990 von Samsung Electronics Co. Ltd. hinterlegt worden ist, beschreibt ein Aufzeichnungssystem zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines Videosignals voller Bandbreite auf ein und von einem Aufzeichnungsmedium, das eine begrenzte Bandbreite besitzt, wobei die hohe Frequenzkomponente eines Helligkeitssignals in die niedere Frequenzkomponente des Helligkeitssignals gefaltet wird.
In dem US Patent US-A-5113262 wird ein Bewegungssignal, das ein sich bewegendes Bild darstellt, zusammen mit dem gefalteten Helligkeitssignal und dem Chrominanzsignal auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet. Das Bewegungssignal wird verwendet, um den Übergang zwischen Bereichen des Helligkeitssignals mit voller Bandbreite zu steuern, das in die ursprünglichen Frequenzbänder bei der Wiedergabe entfaltet wird.
Das heißt, bei der obigen Erfindung wird die hohe Frequenzkomponente des Helligkeitssignals in die niedere Frequenzkomponente des Helligkeitssignals beim Aufzeichnen gefaltet. Dabei wird die hohe Frequenzkomponente des Helligkeitssignals durch einen Faltungsträger moduliert, so daß das gefaltete Helligkeitssignal eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen Vollbildern, zwischen Abtastzeilen und zwischen Bildelementen hat.
Demgemäß wird bei der Wiedergabe die hohe Frequenzkomponente, die in die niedere Frequenzkomponente des gefalteten Helligkeitssignals gefaltet worden ist, demoduliert, indem der Träger entfaltet wird, der die gleiche Phase und Frequenz wie jene des Faltungsträgers aufweist, so daß die hohe Frequenzkomponente des Helligkeitssignals zu dem ursprünglichen Frequenzband entfaltet wird.
Jedoch sind der Faltungsträger und dessen Seitenband in dem entfalteten Helligkeitssignal enthalten. Das sich ergebende Helligkeitssignal, das von dem Faltungsträger und seinen Seitenbändern entfaltet worden ist, hat eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen Vollbildern.
Als ein Ergebnis hat die herkömmliche Erfassungsschaltung für ein Bewegungssignal zum Erfassen des Pegelunterschieds von Bildelementen zwischen Vollbildern als Bewegungssignal die Schwierigkeit, das Bewegungssignal genau von dem entfalteten Helligkeitssignal aufgrund der Phasenverschiebung zwischen Vollbildern zu bestimmen.
Die koreanische Patentanmeldung Nr. 90-1873 (entsprechend EP- A-0487186) auf die Erfindung mit dem Titel "A motion signal detecting circuit", die am 19. November 1990 von Ko hinterlegt worden ist, beschreibt Techniken, um den Faltungsträger und dessen Seitenbänder, die in dem entfalteten Helligkeitssignal enthalten sind, durch ein Vorfilter zu entfernen, und zum Bestimmen eines Bewegungssignals durch Filtern mittels eine Kammfilters, wobei ein entfaltetes Helligkeitssignal erhalten wird, von dem der Faltungsträger und die Seitenbänder entfernt worden sind.
Jedoch kann das obige Vorfilter den Faltungsträger und dessen Seitenbänder, die in dem entfalteten Helligkeitssignal in der vertikalen und horizontalen Richtung enthalten sind, die eine große Korrelation aufweichen, ausschließen, wobei es aber schwierig ist, vollständig den Faltungsträger und dessen Seitenbänder zu entfernen, die in dem entfalteten Helligkeitssignal in der diagonalen Richtung enthalten sind, das heißt der zeitlichen Richtung, die eine kleine Korellation aufweisen.
Deshalb ist es, da das entfaltete Helligkeitssignal, das von dem Vorfilter ausgegeben wird, eine Phasendifferenz von 108 Grad aufweist, wobei der Faltungsträger und die Seitenbänder in der diagonalen Signalkomponente verbleiben, schwierig, einen genauen Wert für die diagonale Richtung des Bewegungssignals abzuleiten, das die Differenzkomponente zwischen Vollbildern ist, die durch das Kammfilter bestimmt worden ist.
US-A-4,953,032 (Suzaki u. a.) offenbart eine Erzeugungsschaltung für ein Bewegungssignal, die eine Bewegungsbestimmungsschaltung und eine Rauschverringerungsschaltung aufweist, die einen 1 H Speicher umfaßt, um die Korrelation zwischen den Bewegungsinformationssignalen zu bestimmen, die zu benachbarten Bildelementen gehören.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, Systeme zum Glätten oder Dehnen von Übergängen zwischen Bildbereichen zu schaffen, die in Fernsehsignalen enthalten sind, die übertragen werden sollen und die mit einem Signalverarbeitungsverfahren für ein Stehbild und einem Signalverarbeitungsverfahren für ein Bewegungsbild verarbeitet werden, und insbesondere eine Schaltung zu schaffen, um ein Bewegungssignal, das ein sich bewegendes Bild darstellt, in einer Bildszene von einem entfalteten Helligkeitssignal genau zu bestimmen, um die Übergänge zwischen Bildbereichen eines frequenzmäßig entfalteten Bildsignals zu steuern.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung geschaffen, die umfaßt:
eine Eingangsleitung (5) zum Eingeben eines entfalteten Helligkeitssignals, wobei das entfaltete Helligkeitssignal durch Entfalten einer ersten Frequenzkomponente, die in eine zweite Frequenzkomponente gefaltet worden ist, erhalten wird, um ein Signal zu erzeugen, das sein ursprüngliches Frequenzband besitzt, aber eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen Bildern aufweist;
eine Entfernungseinrichtung (10) zum Entfernen eines Faltungsträgers und seiner Seitenbänder, die in dem entfalteten Helligkeitssignal enthalten sind;
eine erste Kammfiltereinrichtung (60) zum Erzeugen eines ersten Bewegungssignals, indem ein zweites Signal von einem ersten Signal subtrahiert wird, wobei das erste Signal ein unverzögerter Ausgang von der genannten Entfernungseinrichtung ist und das zweite Signal ein um ein einzelnes Bild verzögertes Signal ist, das von dem ersten Signal erzeugt wird; und
wobei die Schaltung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Fehlerausgleichseinrichtung (61, 70, 80, 40, 50) zum Ausgleichen von Fehlern vorgesehen ist, die in dem ersten Bewegungssignal enthalten sind, das von der genannten ersten Kammfiltereinrichtung (60) erzeugt worden ist, wobei die Fehlerausgleichseinrichtung eine zweite Kammfiltereinrichtung (61) zum Erzeugen eines zweiten Bewegungssignals durch Subtrahieren eines dritten Signals von dem genannten ersten Signal umfaßt, das dritte Signal ein um zwei Bilder verzögertes Signal ist, das von dem ersten Signal erzeugt wird, und eine Einrichtung (70, 80, 40, 50) zum logischen Schalten des Ausgangs der genannten ersten Kammfiltereinrichtung (60) in Abhängigkeit von dem genannten zweiten Bewegungssignal, damit entsprechend dem Wert des genannten zweiten Bewegungssignal das genannte erste Bewegungssignal übertragen oder gesperrt werden kann.
Vorzugsweise hat das zweite Bewegungssignal eine Differenzkomponente zwischen abwechselnden Bildern des entfalteten Helligkeitssignals.
Vorzugsweise umfaßt die genannte Fehlerausgleichseinrichtung eine erste Absolutwerteinrichtung zum Umwandeln des Ausgangs der genannten zweiten Kammfiltereinrichtung in einen Absolutwert;
eine erste Schwellenwerterfassungseinrichtung, um den Ausgang der genannten ersten Absolutwerteinrichtung mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen und dann ein Bewegungssignal in der Form eines logischen Signals gemäß dem Ergebnis zu erzeugen; und
einen Steuerschalter zum Übertragen oder Sperren des Ausgangs der genannten ersten Kammfiltereinrichtung gemäß dem Ausgang der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung.
Vorzugsweise umfaßt die genannte Signalausgleichseinrichtung ferner eine erste Signaldehnungseinrichtung, die zwischen der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung und dem Steuerschalter zum Dehnen des Ausgangs der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung in der zeitlichen, vertikalen und horizontalen Richtung verbunden ist.
Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie oben gemäß mit dem ersten Gedanken der Erfindung kann ferner eine zweite Absolutwerteinrichtung zum Umwandeln des Ausgangs der genannten Fehlerausgleichseinrichtung in einen Absolutwert und eine zweite Signaldehnungseinrichtung umfassen, um ein gedehntes Bewegungssignal zu erzeugen, indem der Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung in der zeitlichen, vertikalen und horizontalen Richtung gedehnt wird.
Eine solche Bewegungssignal-Erfassungsschaltung kann ferner eine zweite Schwellenwerterfassungseinrichtung umfassen, die zwischen der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung und der genannten zweiten Signaldehnungseinrichtung gekoppelt ist, um den Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung an die genannte Signaldehnungseinrichtung zu übertragen, der größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, um eine Rauschkomponente auszuschließen, die in dem Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung enthalten ist.
Vorzugsweise wird der vorbestimmte Schwellenwert der genannten zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung auf einen höheren Wert als denjenigen der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung gesetzt.
Vorzugsweise wird die Dehnungsgröße der genannten ersten Signaldehnungseinrichtung auf einen größeren Wert als denjenigen der genannten zweiten Signaldehnungseinrichtung gesetzt ist.
Die Erfindung erstreckt sich auf eine Videoaufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung, die mit einer Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie vorstehend, gemäß dem ersten Gedanken der Erfindung versehen ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, wird nun in beispielhafter Weise auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen bezug genommen, in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Bewegungssignal-Erfassungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein ins einzelne gehende Schaltungsdiagramm eines Beispiels eines Vorfilters der Bewegungssignal- Erfassungsschaltung der Fig. 1 ist; und
Fig. 3 ein ins einzelne gehendes Schaltungsdiagramm eines Beispiels einer Signaldehnungseinrichtung der Bewegungssignal-Erfassungsschaltung der Fig. 1 ist.
In Fig. 1 ist eine Eingangsleitung 5 mit dem Ausgang einer Frequenz-Entfaltungsschaltung (nicht gezeigt) zu dem Zweck verbunden, ein entfaltetes Helligkeitssignal einzugeben, und ist mit dem Eingang eines Vorfilters 10 verbunden. Eine Ausgangsklemme des Vorfilters 10 ist mit einer Eingangsklemme einer ersten Bildverzögerungseinrichtung 20, einer ersten Eingangsklemme einer ersten Subtraktionseinrichtung 30 und einer ersten Eingangsklemme einer zweiten Subtraktionseinrichtung 31 verbunden. Eine Ausgangsklemme der ersten Bildverzögerungseinrichtung 20 ist mit einer Eingangsklemine einer zweiten Bildverzögerungseinrichtung 21 und einer zweiten Eingangsklemme der ersten Subtraktionseinrichtung 30 verbunden. Eine Ausgangsklemme der zweiten Bildverzögerungseinrichtung 21 ist mit der zweiten Eingangsklemme der zweiten Subtraktionseinrichtung 31 verbunden.
Eine Ausgangsklemme der ersten Subtraktionseinrichtung 30 ist mit einer Eingangsklemme eines Steuerschalters 50 verbunden. Eine Ausgangsklemme der zweiten Subtraktionseinrichtung 31 ist mit einer Eingangsklemme einer ersten Absolutwerteinrichtung 70 verbunden. Eine Ausgangsklemme der ersten Absolutwert (oder Größen)-Einrichtung 70 ist mit der Eingangsklemme einer ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung 80 verbunden. Eine Ausgangsklemme der ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung 80 ist mit der Eingangsklemme einer ersten Signaldehnungseinrichtung 40 gekoppelt. Eine Ausgangsklemme der ersten Signaldehnungseinrichtung 40 ist mit einer Steuerklemme des Steuerschalters 50 gekoppelt. Eine Ausgangsklemme des Steuerschalters 50 ist mit einer Eingangsklemme einer zweiten Absolutwerteinrichtung 71 verbunden. Eine Ausgangsklemme der zweiten Absolutwerteinrichtung 71 ist mit einer Eingangsklemme einer zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung 81 verbunden. Eine Ausgangsklemme der zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung 81 ist mit einer Eingangsklemme einer zweiten Signaldehnungseinrichtung 41 verbunden. Eine Ausgangsklemme der zweiten Signaldehnungseinrichtung 41 ist über eine Ausgangsleitung 15 mit einer Steuerklemme eines weichen Schalters (nicht gezeigt) zum Mischen des räumlich verarbeiteten Helligkeitssignals mit einem zeitlich verarbeiteten Helligkeitssignal.
Hier bildet ein Abschnitt 60, der die erste Subtraktionseinrichtung 30 und die erste Bildverzögerungseinrichtung 20 einschließt, eine Kammfilterschaltung, und ein Abschnitt 61, der die zweite Subtraktionseinrichtung 31, die erste und die zweite Bildverzögerungseinrichtung 20 bzw. 21 einschließt, eine andere Kammfilterschaltung.
Das entfaltete Helligkeitssignal, das der Eingangsleitung 5 zugeführt wird, enthält den Faltungsträger und die Seitenbänder.
Beim Betrieb entfernt das Vorfilter 10 den Faltungsträger und die Seitenbänder, die in dem entfalteten Helligkeitssignal enthalten sind, durch Filtern des entfalteten Helligkeitssignals, das durch die Eingangsleitung 5 eingegeben wird. Ein Beispiel eines Schaltungsdiagramms des Vorfilters ist in der US-Patentanmeldung Nr. 07/562,907 auf die Erfindung mit dem Titel "An inproved apparatus for eliminating the folding carrier and sidebands for the unfolded videosignal" beschrieben, die am 06. August 1960 von Ko u. a. hinterlegt worden ist. Diese Patentanmeldung entspricht der Patentanmeldung GB 91 09732.9 (Veröffentlichungsnummer G82 246 926 A), die am 04. Mai 1991 hinterlegt worden ist, wobei eine Kopie der Beschreibung mit der gegenwärtigen europäischen Patentanmeldung eingereicht worden ist. Ein Beispiel einer solchen Schaltung ist in Fig. 2 gezeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 2 gehen gleiche Amplituden des entfalteten Helligkeitssignals auf der Eingangsleitung 110 durch ein horizontales Kammfilter 111 und ein vertikales Kammfilter 112 hindurch, und, solange sie durch die Multiplikationseinrichtungen 114 und 119 nicht beeinflußt werden, werden gleiche Amplituden der zwei Signale in einer Summiereinrichtung 116 kombiniert und die Summe steht an einem Ausgang 117 zur Verfügung. Das horizontale Kammfilter 111 ist ausgelegt, daß es die Seitenbänder des Faltungsträgers bei oder ungefähr 2,5 MHz aufhebt, und das vertikale Kammfilter 112 ist so ausgelegt, daß die Zeilenfrequenz von 15.734 Hz entfernt wird. Jedoch kann das Entfernen von Träger und Seitenbändern unvollständig sein, da sie durch die Helligkeitsänderungen in dem abgetasteten Bild beeinflußt werden.
Das Entfernen des horizontalen und vertikalen Trägers auf der Ausgangsleitung 117 wird durch die Arbeitsweise einer vertikalen Abtastranderfassungseinrichtung 121 und einer horizontalen Abtastranderfassungseinrichtung 122 erreicht. Wenn ein "vertikaler" Rand oder Unstetigkeit während einer vertikalen Abtastung erfaßt wird, bewirkt ein Signal über die Leitung 123 und durch die Subtraktionseinrichtung 124 hindurch zu einer Nachsehtabelle 127 ein Signal, das einen Wert K aufweist, über die Leitung 128 von der Nachsehtabelle 127, um den Anteil des Ausgangs bei 117 von dem horizontalen Kammfilter 111 zu erhöhen, dessen Ausgang nicht durch den vertikalen Rand beeinflußt worden ist, und den Anteil von dem vertikalen Kammfilter 112 zu verringern. Wenn ein "horizontaler" Rand während einer horizontalen Abtastung erfaßt wird, bewirkt ähnlich ein Signal über die Leitung 125 und durch die Subtraktionseinrichtung 124 hindurch ein Signal, das einen Wert K aufweist, über die Leitung 128, um den Anteil des Ausgangs bei 117 von dem vertikalen Kammfilter 112 zu erhöhen, dessen Ausgang durch den horizontalen Rand nicht beeinflußt wird, und den Anteil von dem horizontalen Kammfilter 111 zu verringern. In jedem Fall wird das Entfernen der Trägerkomponenten verbessert, indem der Ausgangsanteil von dem Kammfilter erhöht wird, dessen Ausgang nicht durch den aufgetretenen Helligkeitsrand beeinflußt worden ist.
Es wird erneut auf Fig. 1 bezug genommen; die erste Bildverzögerungseinrichtung 20 verzögert das entfaltete Helligkeitssignal, von dem der Träger und die Seitenbänder entfernt worden sind, um eine Bildperiode und führt es der ersten Subtraktionseinrichtung 30 und der zweiten Bildverzögerungseinrichtung 21 zu.
Die zweite Bildverzögerungseinrichtung 21 verzögert weiter den Ausgang der ersten Bildverzögerungseinrichtung 20 um die Periode von einem weiteren Bild.
Die erste Subtraktionßeinrichtung 30 subtrahiert den Ausgang der ersten Bildverzögerungseinrichtung 20 von dem Ausgang des Vorfilters 10 und erzeugt das Differenzsignal zwischen Bildern des entfalteten Helligkeitssignals.
Die zweite Subtraktionseinrichtung 32 subtrahiert den Ausgang der zweiten Bildverzögerungseinrichtung 21 von dem Ausgang des Vorfilters 10 und erzeugt das Differenzsignal zwischen abwechselnden Bildern des entfalteten Helligkeitssignals.
Da das von der ersten Subtraktionseinrichtung 30 erzeugte Differenzsignal ein Summensignal zwischen den Bildern ergibt, da der Faltungsträger in der diagonalen Richtung des entfalteten Helligkeitssignal verbleibt, ohne vollständig durch das Vorfilter 10 entfernt worden zu sein, scheint sich das Bild zu bewegen, selbst wenn es sich tatsächlich nicht bewegt. Selbst wenn der Faltungsträger in der diagonalen Richtung des entfalteten Helligkeitssignals verbleibt, ohne vollständig durch das Vorfilter 10 entfernt worden zu sein, weist das Differenzsignal zwischen abwechselnden Bildern, das von der zweiten Subtraktionseinrichtung 31 erzeugt worden ist, den genauen Differenzwert der Komponenten zwischen Bildern auf.
Die erste Absolutwerteinrichtung 70 erhält das Differenzsignal zwischen abwechselnden Bildern des entfalteten Heiligkeitssignal, das der Ausgang der zweiten Subtraktionseinrichtung 31 ist und positive oder negative Werte gemäß der Bewegungsrichtung und der Helligkeit des Bildsignals aufweist und ändert es zu einem positiven Wert.
Die erste Schwellenwerterfassungseinrichtung 80 vergleicht den Ausgang der ersten Absolutwerteinrichtung 70 mit einem vorbestimmten Schwellenwert und erzeugt ein Bewegungssignal, das einen Wert "1" für ein Signal, das größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, und einen Wert "0" für ein Signal aufweist, das kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, oder umgekehrt.
Die erste Signaldehnungseinrichtung 40 verarbeitet ein Bewegungssignal auf der Grundlage des Differenzsignals zwischen abwechselnden Bildern des entfalteten Helligkeitssignals, das in der ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung 80 erzeugt worden ist, damit es in der vertikalen und in der horizontalen Richtung gedehnt wird, und erzeugt ein Bewegungssignal auf der Grundlage des Differenzsignals zwischen abwechselnden Bildern des gedehnten, entfalteten Helligkeitssignals. Die erste Signaldehnungseinrichtung 40 kann in einer ähnlichen Weise wie die Signaldehnungseinrichtung konstruiert sein, der in der US Patentanmeldung, Aktenzeichen Nr. 07/531,057 mit dem Titel "A control single spreader" beschrieben ist, die am 31. Mai 1990 von Ko u. a. hinterlegt worden ist. Diese Patentanmeldung entspricht der Patentanmeldung GB 91 08683.5 (Veröffentlichungsnummer GB 2 245 448 A), die am 23. April 1991 eingereicht worden ist, wobei eine Kopie der Unterlagen mit der gegenwärtigen, europäischen Patentanmeldung eingereicht worden ist. Ein Beispiel einer solchen Schaltung ist in Fig. 3 gezeigt.
In Fig. 3 weist eine horizontale Dehnungseinrichtung 302 eine Eingangsklemme 314 auf, die in Reihe mit sechs Taktverzögerungen 316 bis 326 verbunden ist. Der Ausgang eines ODER-Tors 328 ist mit einer Ausgangsklemme 330 verbunden, und sieben Eingänge des ODER-Tors 328 sind jeweils mit der Eingangsklemme 314 und den Enden der Taktverzögerungen 316 bis 326 jeweils verbunden, die von der Eingangsklemme 314 fernliegen. Irgendein Bewegungssignal, das eine Amplitude von 1 aufweist, was das Vorliegen eines Phänomens, wie eine Bewegung, anzeigt, wird sechs mal an der Ausgangsklemme 330 wiederholt.
Die vertikale Dehnungseinrichtung 304 umfaßt vier Verzögerungen von 1-H 332, 334, 336 und 338, die in Reihe mit einer Eingangsklemme 331 verbunden sind, und ein ODER-Tor 340, dessen Ausgang mit einer Ausgangsklemme 342 verbunden ist und deren fünf Eingänge jeweils mit der Eingangsklemme 331 und den Enden der Verzögerungen 332-338 von 1-H verbunden sind, die von der Eingangsklemme 331 fernliegen. Jede Leitung des Bewegungssignals, das an die Eingangsklemme 331 angelegt wird, wird viermal an der Ausgangsklemme 342 wiederholt.
Bewegungssignale, die den logischen Wert 0 haben, gehen durch die horizontale Dehnungsschaltung 302 und die vertikale Dehnungsschaltung 304 ohne irgendeine Verzögerung hindurch, und der logische Wert 1, der das Vorhandensein eines Phänomens, wie eine Bewegung anzeigt, wird wiederholt, um ein Rechteck von logischen 1 zu bilden, das 7 Taktzyklen weit und 5 Zeilen hoch ist.
Die Zeilensignaldehnungseinrichtung 306 ist mit der Ausgangsklemme 342 der vertikalen Dehnungseinrichtung 304 verbunden und arbeitet, wie eine Rampe von zunehmenden Signalwerten entlang einer Zeile zu erzeugen, die von dem Wert 0 zu einem maximalen Wert, wie 7, während der ersten 6 Bewegungssignalperioden zunimmt, auf die bezug genommen worden ist. Es hält dann den maximalen Wert solange wie 1 an der Klemme 344 auftreten, und wenn sie aufhören, erzeugt es eine Rampe von abnehmenden Signalwerten entlang der Zeilen über eine Periode von 6 Taktzyklen. Dies wird in der gleichen Weise entlang der Zeile gemacht, wenn immer das Bewegungssignal den logischen Wert 1 annimmt, und entlang der 4 nachfolgenden Zeilen, so daß es 5 identische Zeilen gibt.
Um die Zeilensignal-Dehnungsfunktion auszuführen, die gerade beschrieben worden ist, weist ein Multiplexer (MUX) 346 einen Ausgang 348, einen mit 0 bezeichneten Eingang, einen mit 1 bezeichneten Eingang und einen Schaltsteuereingang 350 auf, an den logische Werte 0 und 1 angelegt werden können. Wenn eine logische 0 an den Steuereingang 350 angelegt wird, wird der Ausgang 348 mit dem mit 0 bezeichneten Eingang verbunden, und wenn eine logische 1 an den Eingang 350 angelegt wird, wird der Ausgang 348 mit dem mit 1 bezeichneten Eingang verbunden. Ein Verzögerungselement 352 von einem Takt und ein Generator 354, der die Funktion f(x) = x-1 ausführt, sind in Reihe zwischen dem Ausgang 358 und dem mit 0 bezeichneten Eingang verbunden. Der Generator 354 kann nicht unter einen Wert von 0 gehen. Somit gelangen, wenn keine Bewegung erfaßt wird und eine logische 0 an der Eingangsklemme 300 vorhanden ist, logische 0 durch die Dehnungsschaltungen 302 und 304 zu der Klemme 344 und der Ausgang 348 des MUX 346 wird 0. Wenn das Signal an dem Ausgang 348 des MUX 346 zufällig von 0 verschieden sein sollte, wird es in höchstens 4 Taktzyklen durch die Arbeitsweise des Generators 354 auf 0 verringert. Wie man sieht, erzeugt der MUX 346 die Rampe von abnehmenden Werten, auf die vorhergehend bezug genommen worden war.
Die Rampe des zunehmenden Werts, auf die vorhergehend bezug genommen war, wird durch einen MUX 356 gebildet. Er hat einen Ausgang 358, der mit dem Eingang des MUX 356, der mit 1 bezeichnet ist, verbunden ist, sowie einen mit 0 bezeichneten Eingang, einen mit 1 bezeichneten Eingang und einen Schaltsteuereingang 360, an den logische Werte 0 oder 1 angelegt werden können. Wie bei dem MUX 346 verbindet eine logische 1 an dem Steuereingang 360 den Ausgang 358 mit dem mit 1 bezeichneten Eingang, und eine logische 0 an dem Steuereingang 360 verbindet den Ausgang 358 mit dem mit 0 bezeichneten Eingang. Eine Verzögerung 362 von einem Takt und ein Generator 364, der die Funktion f(x) = x + 1 durchführt, sind in Reihe zwischen dem Ausgang 358 und dem mit 1 bezeichneten Eingang verbunden. Der Generator 364 kann keinen Signalwert oberhalb irgendeines ausgewählten Maximum erzeugen, wie beispielsweise 7. Der Eingang des MUX 356, der mit 0 bezeichnet ist, ist mit dem Ausgang 348 des MUX 346 gekoppelt.
Um Signalwerte der entsprechenden Bildelemente entlang der Abtastzeilen zur Verfügung zu stellen, umfaßt die vertikale Signaldehnungseinrichtung 308 vier Verzögerungen von 1-H 366, 368, 370 und 372 und eine Summiereinrichtung 374, um den Ausgang 348 und die Ausgänge der vier Verzögerungen von 1-H 366 bis 372 zu addieren.
Hier könnten die Bewegungssignalwerte an dem Ausgang 348 und an den Enden der vier Verzögerungen von 1-H 366 bis 372, die von dem Ausgang 348 fernliegen, jeweils gewichtet werden, bevor sie in der Einrichtung, um sie zu kombinieren, das heißt einer Summiereinrichtung 374 kombiniert werden. Eine zeitliche Dehnungseinrichtung 310 ist auch geeigneterweise von einem Tiefpaßfilter gebildet. Es liefert graduelle Übergänge zwischen Stehbild- und Bewegungsbereichen einer Szene in dem zeitlichen Bereich. Der Ausgang der zeitlichen Dehnungseinrichtung 310 wird dem Steuerschalter 50 der Fig. 1 über eine Ausgangsleitung 312 zugeführt.
Es wird erneut auf Fig. 1 bezug genommen; der Steuerschalter 50 ermöglicht, daß der Ausgang der ersten Subtraktionseinrichtung 30 an die Eingangsklemme der zweiten Absolutwerteinrichtung 71 gemäß dem Ausgangssignal der ersten Signaldehnungseinrichtung übertragen oder ihr gegenüber gesperrt bleibt. Genauer gesagt kann der Steuerschalter 50 verwendet werden, um logisch den Ausgang der ersten Subtraktionseinrichtung 30 und den Ausgang der ersten Signaldehnungseinrichtung 40 zu betreiben, um Fehler, die in dem Ausgang der ersten Subtraktionseinrichtung 30 enthalten sind, zu entfernen, da der Steuerschalter 50 ermöglicht, daß der Ausgang der ersten Subtraktionseinrichtung 30 zu der zweiten Absolutwerteinrichtung 71 als Bewegungssignal übertragen wird, wenn das Ausgangssignal der Signaldehnungseinrichtung 40 logisch hoch (oder niedrig) ist, das heißt, wenn sich das Bild bewegt (oder nicht bewegt).
Die zweite Absolutwerteinrichtung 71 wandelt das Differenzsignal zwischen Bildern des entfalteten Helligkeitssignals, das positive und negative Werte hat, durch den Steuerschalter 50 in nur das positive Signal um.
Um die sehr kleinen Rauschkomponenten zu entfernen, die in dem Differenzsignal zwischen Bildern des entfalteten Helligkeitssignals enthalten sind, bestimmt die zweite Schwellenwerterfassungseinrichtung 81 das Differenzsignal zwischen Bildern des Helligkeitssignals, die den größeren Wert als den vorbestimmten Schwellenwert unter den Ausgangssignalen der zweiten Absolutwerteinrichtung 71 aufweisen, und führt das sich ergebende Differenzsignal der zweiten Signaldehnungseinrichtung 41 zu.
Die zweite Signaldehnungseinrichtung 41 dehnt das Differenzsignal zwischen den Bildern des positiven, entfalteten Helligkeitssignaleingangs von der zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung 81 in der zeitlichen, vertikalen und horizontalen Richtung und führt das sich ergebende Dehnungsdifferenzsignal über eine Ausgangsleitung 15 an die Steuerklemme des weichen Schalters (nicht gezeigt) als das Bewegungssignal.
Zu diesem Zeitpunkt hat, da das entfaltete Helligkeitssignal eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen Bildern aufgrund des Faltungsträgers aufweist, das Differenzsignal zwischen Bildern eine größere Rauschkomponente als die des Differenzsignals zwischen abwechselnden Bildern. Demgemäß ist es erwünscht, daß der vorbestimmte Schwellenwert der ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung 80 auf einen niedereren Wert, der eine weitere Dehnung aufweist, als den der zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung 180 gesetzt wird.
Auch soll die Dehnungsgröße der ersten Signaldehnungseinrichtung 40 größer als diejenige der zweiten Signaldehnungseinrichtung 41 gesetzt werden. Das heißt, da das Differenzsignal zwischen abwechselnden Bildern später als das zwischen Bildern erfaßt wird, kann der tatsächlichen Bewegung zwischen Bildern nicht gefolgt werden. Demgemäß wird, um die obige verzögerte Erfassung auszugleichen, die Dehnungsgröße des Differenzsignals zwischen abwechselnden Bildern auf einen größeren Wert als der Wert zwischen Bildern gesetzt.
Die Konstruktion und Arbeitsweise der zweiten Signaldehnungseinrichtung 41 sind jenen der ersten Signaldehnungseinrichtung 40, der oben beschrieben worden ist, sehr ähnlich. Somit wird eine detaillierte Beschreibung davon nicht wiederholt.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können, indem die Eigenschaft des entfalteten Helligkeitssignals verwendet wird, das die gleiche Phasenbeziehung bei jedem zweiten Bild aufweist, Fehler, die in dem Differenzsignal zwischen den Bildern enthalten sind, durch das Differenzsignal zwischen abwechselnden Bildern ausgeschlossen werden, so daß das genaue Bewegungssignal, das heißt, die Differenzkomponente zwischen Bildern der entfalteten Helligkeitssignale, genau bestimmt werden kann.

Claims

1. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, umfassend:

eine Eingangsleitung (5) zum Eingeben eines entfalteten Helligkeitssignals, wobei das entfaltete Helligkeitssignal durch Entfalten einer ersten Frequenzkomponente, die in eine zweite Frequenzkomponente gefaltet worden ist, erhalten wird, um ein Signal zu erzeugen, das sein ursprüngliches Frequenzband besitzt, aber eine Phasendifferenz von 180 Grad zwischen Bildern aufweist;

eine Entfernungseinrichtung (10) zum Entfernen eines Faltungsträgers und seiner Seitenbänder, die in dem entfalteten Helligkeitssignal enthalten sind;

eine erste Kammfiltereinrichtung (60) zum Erzeugen eines ersten Bewegungssignals, indem ein zweites Signal von einem ersten Signal subtrahiert wird, wobei das erste Signal ein unverzögerter Ausgang von der genannten Entfernungseinrichtung ist und das zweite Signal ein um ein einzelnes Bild verzögertes Signal ist, das von dem ersten Signal erzeugt wird; und

eine Fehlerausgleichseinrichtung (61, 70, 80, 40, 50) zum Ausgleichen von Fehlern, die in dem ersten Bewegungssignal enthalten sind, das von der genannten ersten Kammfiltereinrichtung (60) erzeugt worden ist, wobei die Fehlerausgleichseinrichtung eine zweite Kammfiltereinrichtung (61) zum Erzeugen eines zweiten Bewegungssignals durch Subtrahieren eines dritten Signals von dem genannten ersten Signal umfaßt, das dritte Signal ein um zwei Bilder verzögertes Signal ist, das von dem ersten Signal erzeugt wird, und eine Einrichtung (70, 80, 40, 50) zum logischen Schalten des Ausgangs der genannten ersten Kammfiltereinrichtung (60) in Abhängigkeit von dem genannten zweiten Bewegungssignal, damit entsprechend dem Wert des genannten zweiten Bewegungssignal das genannte erste Bewegungssignal übertragen oder gesperrt werden kann.

2. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in Anspruch 1 beansprucht, in der das genannte zweite Bewegungssignal eine Differenzkomponente zwischen abwechselnden Bildern des entfalteten Helligkeitssignals aufweist.

3. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, in der die genannte Fehlerausgleichseinrichtung umfaßt eine erste Absolutwerteinrichtung (70) zum Umwandeln des Ausgangs der genannten zweiten Kammfiltereinrichtung (61) in einen Absolutwert;

eine erste Schwellenwerterfassungseinrichtung (80), um den Ausgang der genannten ersten Absolutwerteinrichtung (70) mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen und dann ein Bewegungssignal in der Form eines logischen Signals gemäß dem Ergebnis zu erzeugen; und

einen Steuerschalter (50) zum Übertragen oder Sperren des Ausgangs der genannten ersten Kammfiltereinrichtung (60) gemäß dem Ausgang der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung (80).

4. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung wie in Anspruch 3 beansprucht, in der die genannte Signalausgleichseinrichtung ferner eine erste Signaldehnungseinrichtung (40) umfaßt, der zwischen der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung (80) und dem Steuerschalter (50) zum Dehnen des Ausgangs der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung (80) in der zeitlichen, vertikalen und horizontalen Richtung verbunden ist.

5. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, die ferner eine zweite Absolutwerteinrichtung (71) zum Umwandeln des Ausgangs der genannten Fehlerausgleichseinrichtung in einen Absolutwert und eine zweiten Signaldehnungseinrichtung (51) umfaßt, um ein gedehntes Bewegungssignal zu erzeugen, indem der Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung (71) in der zeitlichen, vertikalen und horizontalen Richtung gedehnt wird.

6. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in Anspruch 5 beansprucht, die ferner eine zweite Schwellenwerterfassungseinrichtung (81) umfaßt, die zwischen der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung (71) und der genannten zweiten Signaldehnungseinrichtung (41) gekoppelt ist, um den Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung (71) zum Übertragen, der größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, um eine Rauschkomponente auszuschließen, die in dem Ausgang der genannten zweiten Absolutwerteinrichtung (71) enthalten ist.

7. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in Anspruch 6 beansprucht, in der der vorbestimmte Schwellenwert der genannten zweiten Schwellenwerterfassungseinrichtung (81) auf einen höheren Wert als denjenigen der genannten ersten Schwellenwerterfassungseinrichtung (80) gesetzt ist.

8. Eine Bewegungssignal-Erfassungsschaltung, wie in Anspruch 5, 6 oder 7 beansprucht, in der die Dehnungsgröße der genannten ersten Signaldehnungseinrichtung (40) auf einen größeren Wert als denjenigen der genannten zweiten Signaldehnungseinrichtung (41) gesetzt ist.

9. Eine Videoaufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung, die mit einer Bewegungssignal-Erfassungsschaltung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche versehen ist.