NL8004696A

NL8004696A - VIDEO SIGNAL PROCESSING CIRCUIT.

Info

Publication number: NL8004696A
Application number: NL8004696A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1982-03-16
Also published as: JPH0217987B2; JPS5772474A

Description

r * PHN 9823 1 N.V. Philips’ Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.r * PHN 9823 1 N.V. Philips' Light bulb factories in Eindhoven.

'Videosignaalverwerkingsschakeling"."Video signal processing circuit".

De uitvinding heeft betrekking op een videosignaalverwer-kingsschakeling met een scheidingsschakeling voor het verkrijgen van een hoogfrequente en een laagfrequente videosignaalcomponent van een te verwerken videosignaal, ten minste bevattende een voor een van de video-5 signaalcomponenten werkzame ruisonderdrukkingsschakeling.The invention relates to a video signal processing circuit with a separating circuit for obtaining a high-frequency and a low-frequency video signal component of a video signal to be processed, comprising at least one noise suppression circuit active for one of the video-5 signal components.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3,715,477 is een video-signaalbewerkingsschakeling van de bovengenoemde soort bekend voor toepassing in televisiecamera's waarbij de ruisonderdrukkingsschakeling werkzaam is qp de hoogfrequente videosignaalccmponent en waarin hoog-10 frequente videosignalen met een kleine amplitude worden onderdrukt in een eenvoudige amplitudeselectieschakeling.U.S. Pat. No. 3,715,477 discloses a video signal processing circuit of the above-mentioned type for use in television cameras in which the noise suppression circuit operates at the high-frequency video signal component and in which high-frequency, low amplitude video signals are suppressed in a simple amplitude selection circuit.

De uitvinding heeft ten doel een meer voor televisieontvang-ers geschikte schakeling aan te geven.The object of the invention is to provide a more suitable circuit for television receivers.

Een videosignaalbewerkingsschakeling van de in de aanhef 15 genoemde soort volgens de uitvinding heeft daarom tot kenmerk dat de ruisonderdrukkingsschakeling een voor de laagfrequente videosignaalcom-ponent werkzame ruisonderdrukkingsschakeling is met een kamfilter dat een ver tr agings schakeling bevat waarvan een uitgangssignaal in een com-bineerschakeling bij een ingangssignaal wordt gevoegd.A video signal processing circuit of the type mentioned in the preamble 15 according to the invention is therefore characterized in that the noise suppression circuit is a noise suppression circuit active for the low-frequency video signal component, with a comb filter containing a delay circuit whose output signal is in a combination circuit at a input signal is added.

20 Het is Aanvraagster gebleken, dat bij weergave de laagfre quente ruiscomponenten het meest storend zijn en praktisch niet met eenvoudige amplitudeselectieschakelingen zijn te onderdrukken.Applicant has found that the low-frequency noise components are most disturbing during reproduction and cannot be suppressed practically with simple amplitude selection circuits.

Opgemerkt moet worden dat het gebruik van kamf liters met ver-tragingsschakelingen in ruisonderdrukkingsschakelingen op zich bekend is 25 uit het Amerikaanse octrooischrift 4,058,836. Door de ruisonderdrukking echter volgens de uitvinding alleen werkzaam te laten zijn in de laagfrequente component van het videosignaal kan desgewenst een aanzienlijke besparing op het aantal elementen van de vertragingsschakeling worden verkregen hetgeen vooraiyien toepassing in televisieontvangers van be-30 lang kan zijn.It should be noted that the use of comb liters with delay circuits in noise suppression circuits is known per se from US Pat. No. 4,058,836. However, by allowing the noise reduction according to the invention to operate only in the low-frequency component of the video signal, if desired, a considerable saving in the number of elements of the delay circuit can be obtained, which may be important for use in television receivers of importance.

De uitvinding zal nu aan de hand van de tekening met enkele uitvoeringsvoorbeelden worden toegelicht.The invention will now be elucidated with reference to the drawing with some exemplary embodiments.

In de tekening illustreert: 80 0 4 69 6 PHN 9823 * 2In the drawing illustrates: 80 0 4 69 6 PHN 9823 * 2

* V* V

Fig. 1 met een blokschema een gunstige uitvoering van een videosignaalbewerkingsschakeling met een ruisonderdrukkingsschakeling volgens de uitvinding,Fig. 1 with a block diagram a favorable embodiment of a video signal processing circuit with a noise suppression circuit according to the invention,

Fig. 2 met een principeschema een mogelijke uitvoering van 5 een ccmbineerschakeling voor toepassing in een videosignaalbewerkings-schakeling volgens de uitvinding enFig. 2 with a schematic diagram a possible embodiment of a combination circuit for use in a video signal processing circuit according to the invention and

Fig. 3 met een blokschema een videosignaalbewerkingsschake-ling volgens de uitvinding waarin een vertragingsschakeling met een van raster tot raster omschakelbare vertraging wordt toegepast.Fig. 3 with a block diagram shows a video signal processing circuit according to the invention in which a delay circuit with a delay which can be switched from one frame to another is applied.

10 In fig. 1 wordt aan een ingang 1 van een scheidingsschakeling 3 een videosignaal toegevoerd dat vordt gescheiden in een laagfrequente component die aan een uitgang 5 en een hoogfrequente component die aan een uitgang 7 wordt af gegeven. In de scheidingsschakeling 3 is daarvoor tussen de ingang 1 en de uitgang 5 een laagdoorlaatf ilter 9 opgenamen en 15 tussen de ingang 1 en de uitgang 7 een de hele bandbreedte van het videosignaal doorlatende vertragingsleiding 11 met eenzelfde vertragingstijd C als die van het laagdoorlaatfilter 9 en een aftrèkschakeling 13 waarin een uitgangssignaal van het laagdoorlaatf ilter wordt afgetrokken van het vertraagde videosignaal. Daardoor blijft aan de uitgang 7 alleen de hoog-20 frequente component van het videosignaal over. Voor een monochroom signaal wordt de afsnijfrequentie van het laagdoorlaatf ilter bij voorkeur ongeveer gelijk aan 1 MHz genomen en voor een kleurverschilsignaal ongeveer 500 kHz.In Fig. 1, a video signal is applied to an input 1 of a separating circuit 3, which is separated into a low-frequency component which is output at an output 5 and a high-frequency component which is output at an output 7. For this purpose, a low-pass filter 9 is incorporated in the isolation circuit 3 between the input 1 and the output 5, and a delay line 11 permitting the entire bandwidth of the video signal with the same delay time C as that of the low-pass filter 9 and between the input 1 and the output 7. a subtracting circuit 13 in which an output signal of the low-pass filter is subtracted from the delayed video signal. As a result, only the high-frequency component of the video signal remains at the output 7. For a monochrome signal, the cut-off frequency of the low-pass filter is preferably taken to be approximately 1 MHz and for a color difference signal approximately 500 kHz.

De van de uitgang 7 verkregen hoogfrequente component wordt 25 rechtstreeks aan een ingang 15 van een qptelschakeling 17 toegevoerd en de van de uitgang 5 afkomstige laagfrequente component via een als kam-filter geschakelde ruisonderdrukkingsschakeling 19 aan een verdere ingang 20 van de optelschakeling 17.The high-frequency component obtained from the output 7 is fed directly to an input 15 of a counting circuit 17 and the low-frequency component originating from the output 5 via a noise suppression circuit 19 connected as a comb filter to a further input 20 of the adding circuit 17.

De ruisonderdrukkingsschakeling 19 wordt gevormd door een com-30 bineerschakeling 21 waarvan een ingang 23 aan de uitgang 5 van de scheidingsschakeling 3 ligt en een uitgang 25 aan de ingang 20 van de optelschakeling 17 en aan een ingang 27 van een analoog-digitaalcmzetter 29.The noise suppression circuit 19 is formed by a combination circuit 21, an input 23 of which is connected to the output 5 of the separating circuit 3 and an output 25 to the input 20 of the adder circuit 17 and to an input 27 of an analog-digital converter 29.

Een uitgang 31 van deze omzetter ligt aan een ingang 33 van een digitale vertragingsschakeling 35 waarvan een uitgang 37 aan een ingang 39 van 35 een digitaal-analoogomzetter 41 ligt waarvan een uitgang 43 net een verdere ingang 45 van de ccmbineerschakeling 21 is verbonden. De vertragingsschakeling 35 kan voor een goede ruisonderdrukking een vertraging van een beeldtijd hebben.An output 31 of this converter is connected to an input 33 of a digital delay circuit 35, an output 37 of which is connected to an input 39 of 35 a digital-analog converter 41, an output 43 of which is connected just a further input 45 of the circuit 21. The delay circuit 35 may have a picture time delay for good noise suppression.

80 0 4 69 6 ^ $ EHN 9823 380 0 4 69 6 ^ $ EHN 9823 3

In de combineerschakeling 21 is de ingang 23 ervan verbonden met een ingang 47 van een aftrekschakeling 49 en de ingang 45 met een verdere ingang 51 van de aftrekschakeling 49. Een uitgang 53 van de aftrekschakeling ligt via een variabele overdrachtsschakeling 55 aan een 5 ingang 57 van een optelschakeling 59 waarvan een verdere ingang 61 aan de ingang 45 van de combineerschakeling 21 ligt en een uitgang 63 aan de uitgang 25 van de combineerschakeling 21.In the combining circuit 21, its input 23 is connected to an input 47 of a subtracting circuit 49 and the input 45 to a further input 51 of the subtracting circuit 49. An output 53 of the subtracting circuit is connected via a variable transfer circuit 55 to an input 57 of an adder circuit 59 of which a further input 61 is at the input 45 of the combination circuit 21 and an output 63 at the output 25 of the combination circuit 21.

De variabele overdrachtsschakeling 55 kan een schakeling zijn waarvan de overdrachtsfactor afhangt van een spanning die uit het video-10 signaal wordt afgeleid bijvoorbeeld met behulp van een bewegingsdetector of een niet lineaire schakeling. Eet is ook mogelijk deze variabele overdrachtsschakeling als een niet lineaire schakeling uit te voeren zodat zijn overdrachtsfactor afhangt van de amplitude van zijn ingangssignaal.The variable transfer circuit 55 may be a circuit whose transfer factor depends on a voltage derived from the video-10 signal, for example using a motion detector or a non-linear circuit. It is also possible to design this variable transfer circuit as a non-linear circuit, so that its transfer factor depends on the amplitude of its input signal.

De werking van de ruisonderdrukkingsschakeling is beschreven 15 in het Amerikaanse octrooischrift 4,058,836 waarnaar wordt verwezen.The operation of the noise canceling circuit is described in referenced U.S. Patent 4,058,836.

Een voordeel van de schakeling van Fig. 1 is dat de combineer· schakeling 21 in het analoge signaalverwerkingsgedeelte is opgenomen, alleen de vertragingsschakeling 35 verwerkt digitale signalen. Hierdoor kan de scheidingsschakeling 3 eenvoudig worden uitgevoerd. Signaalafwij-20 kingen tengevolge van onvolkomenheden jjS^ilter 9 worden wegens de complementaire uitvoering van de scheidingsschakeling 3 in tegengestelde zin aan de optelschakeling 17 toegevoerd zodat ze elkaar daarin compenseren. Citdat in de signaalweg van de uitgang 5 van de scheidingsschakeling 3 naar de optelschakeling 17 niet wordt bemonsterd bestaat daarin 25 geen gevaar voor ongewenste overlappingen van frequentiespectra (aliasing). Een eventueel optreden van aliasing in de omzetter 29 blijkt niet storend te zijn omdat die alleen bij signaalsprongen optreedt en door de combineerschakeling 21 niet wordt overgedragen. Verder is de corrr bineerschakeling 21 in analoge vorm eenvoudig te verwezenlijken. In 30 fig. 2 wordt daarvan een uitvoeringsvoorbeeld gegeven.An advantage of the circuit of FIG. 1 is that the combining circuit 21 is included in the analog signal processing portion, only the delay circuit 35 processes digital signals. The separating circuit 3 can hereby be designed in a simple manner. Signal deviations due to imperfections of filter 9, due to the complementary design of the separating circuit 3, are applied in the opposite sense to the adding circuit 17 so that they compensate each other therein. Since there is no sampling in the signal path from the output 5 of the separating circuit 3 to the adding circuit 17, there is no risk of undesired overlapping of frequency spectra (aliasing). A possible aliasing in the converter 29 does not appear to be disturbing because it only occurs with signal jumps and is not transmitted by the combining circuit 21. Furthermore, the correlation circuit 21 in analog form is easy to realize. Fig. 2 gives an exemplary embodiment thereof.

Het is echter vanzelfsprekend mogelijk ook de combineerscha-keling 21 en de optelschakeling 17 digitaal uit te voeren als de nodige maatregelen ter voorkoming of onderdrukking van storende verschijnselen worden genomen .However, it is of course also possible to digitize the combining circuit 21 and the adding circuit 17 if the necessary measures are taken to prevent or suppress disturbing phenomena.

35 De ruisonderdrukkingsschakeling 19 is in dit uitvoerings voorbeeld als een recursieve schakeling aangegeven, desgewenst kan een transversale schakeling worden toegepast.The noise suppression circuit 19 is indicated in this exemplary embodiment as a recursive circuit, if desired, a transverse circuit can be used.

In fig. 2 hebben overeenkomstige delen dezelfde verwijzings- 80 0 4 69 6 ' PHN 9823 4 cijfers als in fig. 1. De ingangen 45 en 23 zijn verbonden met de basis van een emittervolger 65 respektievelijk 67 die in hun emittercircuit een serieschakeling van drie dioden 69 respektievelijk 71 en een stroombron 73 respektievelijk 75 hébben. De dioden 69 respektievelijk 71 die-5 nen voor een D.C. niveauverschuiving. De signalen aan de ingangen 45 en 23 worden door de emittervolgers 65, 67 doorgegeven aan de verbindingen van de stroombronnen 73, 75 met de dioden 69, 71 die aan de basis van een transistor 77 respektievelijk 79 liggen waarvan de emitters elk via een weerstand 81, 83 met een stroombron 84 zijn verbanden» De collector 10 van de transistor 79 ligt aan een als diode geschakelde transistor 85 die parallel aan het basis-emittertraj eet van een transistor 86 is geschakeld en een stroo^spiegelschakeling daarmee vormt.In Fig. 2, corresponding parts have the same reference numerals 80 0 4 69 6 'PHN 9823 as in Fig. 1. The inputs 45 and 23 are connected to the bases of an emitter follower 65 and 67, respectively, which in their emitter circuit have a series circuit of three diodes 69 and 71, respectively, and have a current source 73 and 75, respectively. The diodes 69 and 71 serve for a D.C. level shift. The signals at the inputs 45 and 23 are passed through the emitter followers 65, 67 to the connections of the current sources 73, 75 with the diodes 69, 71 which are at the base of a transistor 77 and 79 respectively, the emitters of which are each connected via a resistor 81 83 are connected to a current source 84. The collector 10 of the transistor 79 is connected to a diode-connected transistor 85 which is connected in parallel with the base-emitter range of a transistor 86 and forms a stray mirror circuit therewith.

De collectors van de transistors 86 en 77 zijn verbonden met een serieschakeling van dioden 87, 89 waarvan de verbinding aan de 15 emitter van de transistor 67 ligt, waarmee verder een tweetal weerstanden 91, 93 is verbonden die anderzijds aan de uiteinden van een weerstand 95 liggen.The collectors of transistors 86 and 77 are connected to a series circuit of diodes 87, 89, the connection of which is connected to the emitter of transistor 67, to which further two resistors 91, 93 are connected, which at the other side of a resistor 95 lie.

De spanning aan de verbinding van de weerstanden 93 en 95 respektievelijk 91 en 95 wordt via een emittervolger 97 respektievelijk 20 99 doorgegeven aan de uitgang met een door de voorspanning van de emit tervolger bepaalde overdrachtsfactor. Deze voorspanning wordt verzorgd door de dioden 87, 98. Een weerstand 101 van de emitter van de transistor 65 naar de uitgang 25 vormt met de verbinding van de emitters van de transistors 97, 99 naar de uitgang 25 een optelschakeling die verge-25 lijkbaar is met de optelschakeling 59 van fig. 1.The voltage at the connection of the resistors 93 and 95 and 91 and 95, respectively, is transmitted via an emitter follower 97 and 99 respectively to the output with a transfer factor determined by the bias voltage of the emitter follower. This bias is provided by diodes 87, 98. A resistor 101 from the emitter of transistor 65 to output 25 forms with the connection of the emitters of transistors 97, 99 to output 25 an addition circuit which is comparable with the adder 59 of FIG. 1.

De transistors 97, 99 vormen een niet-lineaire aftrekscha-keling die vergelijkbaar is met een samenvoeging van de schakelingen 49 en 55 van fig. 1. Het verschil tussen de spanningen aan het knooppunt van de weerstanden 91 en 93 en aan de emitters van de transistors 97, 99 30 wordt met een van het verschil tussen de signaalairplituden aan de ingangen 23 en 45 afhankelijke verzwakking overgedragen door de transistors 97 en 99 en opgeteld bij de spanning aan de verbinding van de emitter van de transistor 65 met de weerstand 101.The transistors 97, 99 form a non-linear subtraction circuit which is comparable to a combination of the circuits 49 and 55 of FIG. 1. The difference between the voltages at the junction of resistors 91 and 93 and at the emitters of the transistors 97, 99 30, with attenuation dependent on the difference between the signal amplitudes at the inputs 23 and 45, are transmitted by the transistors 97 and 99 and added to the voltage at the junction of the emitter of the transistor 65 with the resistor 101.

Bij een groot verschil tussen de spanningen aan de ingangen 35 23 en 45, dat ontstaat als er geen correlatie is tussen deze signalen, wordt er over een van de dioden 87, 89 door de door de ingangssignalen gestuurd transistors 77, 86 een grote spanning ontwikkeld. Een van de emittervolgers geleidt dan zonder verzwakking en de spanning aan de uit- 80 04 69 6 EHN 9823 5 gang 25 wordt vrijwel alleen bepaald door die aan de emitter van de transistor 67 en dus aan de ingang 23.When there is a large difference between the voltages at the inputs 35, 23 and 45, which arises if there is no correlation between these signals, a large voltage is developed across one of the diodes 87, 89 by the transistors 77, 86 controlled by the input signals . One of the emitter followers then conducts without attenuation and the voltage at the output 25 is almost exclusively determined by that at the emitter of transistor 67 and thus at input 23.

Is het verschil tassen de spanningen aan de ingangen 23 en 45 kleiner en is er dus meer correlatie tussen die signalen, dan wordt de 5 over een van de dioden 87, 89 ontwikkelde voorspanning voor de emitter- volgers 97, 99 lager waardoor de overdrac^tsfactor ervan vermindert zodat de bijdrage van het signaal aan de emitter van de transistor 65 aan het signaal aan de uitgang 25 groter wordt. Aan de uitgang 25 ontstaat dan een som van de signalen aan de ingangen 23 en 45.If the difference is lower, the voltages at the inputs 23 and 45 are smaller and therefore there is more correlation between those signals, then the bias voltage developed across one of the diodes 87, 89 for the emitter followers becomes 97.99, so that the transfer power is reduced. its factor decreases so that the contribution of the signal to the emitter of transistor 65 to the signal at output 25 increases. A sum of the signals at inputs 23 and 45 is then produced at output 25.

10 De overdrachtskarakteristiek van de emittervolgers 97, 99 kan „ veen sturing/ verder desgewenst nog worden beïnvloed door^ fvan de stroombron 84 bijvoorbeeld met een ruisamplitude-afhahkelijk signaal.The transfer characteristic of the emitter followers 97, 99 can be influenced further if desired by the current source 84, for example with a noise amplitude-dependent signal.

In fig. 3 zijn voor overeenkomstige delen dezelfde verwij-zingscijfers gebruikt als in de andere figuren. Tussen de uitgang 31 van 15 de analoog-digitaal-omzetter 29 en de ingang 39 van de digitaal-analoog-omzetter 41 is in dit geval een vertragingsschakeling aangebracht met een serieschakeling van. vertragingsleiding 103 die een vertraging van een ras-tertijd min een halve lijntijd (R - %L) en een onschakelaar 105 die van raster tot raster een andere stand inneemt en gedurende het ene raster 20 een rechtstreeekse verbinding van de vertragingsleiding 103 met de uitgang 31 van de analoog-digitaal-anzetter 29 verzorgt en gedurende het andere raster via een vertragingsleiding 107 met een vertraging van een lijntijd (L). Met een dergelijke vertragingsschakeling is een ruisonderdrukking te verkrijgen die bijna gelijk is aan die, die met een beeld-25 vertraging kan worden verkregen, terwijl toch geen storende beeldpatronen optreden zoals het geval is bij het gebruik van een ras tervertraging. Deze schakeling levert een verdere besparing van elementen op waardoor deze nog beter geschikt wordt voor toepassing in televisieontvangers.In Fig. 3, the same reference numerals as in the other figures are used for corresponding parts. In this case, a delay circuit with a series circuit of 1 is provided between the output 31 of 15 of the analog-to-digital converter 29 and the input 39 of the digital-to-analog converter 41. delay line 103 which is a delay of a rasp time minus half a line time (R -% L) and an on-off switch 105 which takes a different position from frame to frame and during one frame 20 a direct connection of the delay line 103 to the output 31 of the analog-to-digital converter 29 and during the other frame through a delay line 107 with a delay of a line time (L). With such a delay circuit, a noise reduction is obtained which is almost equal to that which can be obtained with an image delay, while yet no disturbing image patterns occur as is the case with the use of a variety of delay delay. This circuit provides a further saving of elements, making it even more suitable for use in television receivers.

' 30 35 80 0 4 69 630 35 80 0 4 69 6

Claims

1. Video signal heating circuit with a separating circuit for obtaining a high-frequency and a low-frequency video signal component of a video signal to be processed, comprising at least one noise suppression circuit active for one of the video signal components, characterized in that the noise suppression circuit is one for the low-frequency The video signal noise canceling circuit is effective with a comb filter containing a delay circuit whose output signal in a combination circuit is added to an input signal. 2. Video signal processing circuit for an interlaced television system, characterized in that the comb filter delay circuit has a switchable noise suppression circuit which has a switchable delay time which during one frame scan time has a frame time plus a half line time and half a frame time minus during a subsequent frame scan time 15. is half a line time.

Video signal processing circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the separation circuit and the cambine circuit are in the form of analog circuits and the delay circuit in the form of a digital circuit. 20 25 30 80 04 69 6 35