DE3342530A1 - Anordnung und verfahren zur kammfilterung von fernsehsignalen auf vollbildbasis - Google Patents

Description

BCi 72 881 Ks/Ri

UeS. Serial Nos. 444,381/444,724

Filed: November 26, 1982

RCl Corporation
New York, N.Y., V.St.v.A.

Anordnung und Verfahren zur Kaminfilterung von Fernsehsignal en auf VollMldbasis

Die Erfindung betrifft ein auf Vollbildbasis arbeitendes Kammfilter zum Trennen der Leuchtdichtekomponente (Y) und der Farbartkomponente (C) eines zusammengesetzten Fernsebsignals und bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung zum Korrigieren von SignalVerzerrungen, die sich bei einem Kammfilter dieses Typs ergeben, wenn eine Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Fernsehvollbildern erfolgt.

Wenn ein elektrisches Signal periodischer Natur ist, dann kann man seinen Informationsinhalt günstigerweise hervorheben, indem man einzelne Ebenbilder des Signals, die in einem zeitlichen Abstand entsprechend der Wiederholperiode der Periodizität auseinanderliegen, speichert und dann die gespeicherten Ebenbilder kombiniert. Die üblichen Fernseh-Rundfunksysterne (und auch die meisten Aufnahme- und Abspielsysteme für Videoaufzeichnungen) beispielsweise sind so ausgelegt, daß ein großer Teil der in einem Bild enthaltenen Helligkeitsinformation (Leuchtdichte) durch Signalfrequenzen repräsentiert wird, die um ganzzahlige Vielfache der Horizontalablenkfrequenz (Zeilenfreauenz) konzentriert sind. Die Farbinformation (Farbart) ist in einem Teil des

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Leuch'cdichtesignalspektrums in der Umgebung von Frequenzen eingefügt, die mitten zwischen den Vielfachen der Zeileni/requenz liegen (d.h. bei ungeradzahligen Vielfachen der halben Zeilenfrequenz).

Eins Trennung der Farbart- und Leuchtdicht ein formation und eine Verbesserung der für Feinheiten des Bildes verantwortlichen Detailinformation ist durch geeignete Kammfilterung des Spektrums des zusammengesetzten Fernsehsignals möglich. Bekannte Kammfilter nutzen die Tatsache aus, daß wegen der oben erwähnten speziellen Beziehung (ungeradzahlige Vielfache) zwischen den Frequenzen der Komponenten des Farbartsignals und der halben Zeilenfrequenz die Farbartkomponenten für einander entsprechende Bildbereiche in aufeinander d erfolgenden Zeilen zueinander um 180 phasenversetzt sind, während die Komponenten des Leuchtdichtesignals für einander entsprechende Bildbereiche in aufeinanderfolgenden Zeilen im wesentlichen gleiche Phase haben. Im ersteren Fall spricht man von frequenzmäßig "verschachtelten" Komponenten, iro letzteren Fall von "unverschachtelten" Komponenten.

Tn einem Kammfilter werden ein oder mehrere Teilabschnitte des zusammengesetzten Bildsignals erzeugt, die zueinander um mindestens eine Periode der Horizontal- oder Zeilenablenkfrequenz verzögert sind (sogenannte 1H-Verzögerung) und somit einander ähnliche Ebenbilder oder Reproduktionen des Signals darstellen. Die Signale aus einer Zeile werden mit Signalen aus einer vorangehenden Zeile addiert, wobei sich die verschachtelten Frequenzkomponenten (z.B. die Farbartkomponenten) gegenseitig auslöschen, während sich die unverschachtelten Frequenzkomponenten (z.B. die Leuchtdichtekomponenten) gegenseitig verstärken. Durch Subtraktion der Signale aus zwei aufeinanderfolgenden Zeilen (z.B. durch Inxrertierung der Signale aus der einen Zeile und anschlies-

7.ς sende Addition mit den Signalen aus der anderen Zeile) bewirkt man eine Auslöschung der unverschachtelten Komponenten und eine gegenseitige Verstärkung der verschachtelten Kom-

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— Ί —

ponenten. Auf diese Weise können die Leuchtdichte- und Farbartsignale wechselseitig ausgekämmt und dadurch voneinander getrennt werden.

Das vorstehend beschriebene Auskämmen ist möglich, weil die Signale einer typischen Fernsehszene naturgemäß von Zeile zu Zeile einander recht ähnlich sind, d.h. eine hohe Redundanz haben. Gibt das zusammengesetzte Fernsehsignal ein stehendes Bild wieder, dann wird ein Signal, das einen bestimmten Bildpunkt dieser Szene von Vollbild zu Vollbild darstellt, eine Redundanz von praktisch gleich 100$ haben. Wenn man in diesem Fall die Kammfilterung auf Vollbildbasis durchführen würde, dann wäre der Restanteil des Leuchtdichtesignals im kammgefilterten Farbartsignal wesentlich geringer als bei einer auf Zeilenbasis durchgeführten Kammfilterung. In ähnlicher Weise wäre der Restanteil des Farbartsignals im kammgefilterten Leuchtdichtesignal wesentlich kleiner als im Falle einer Kammfilterunp; auf Zeilenbasis.

Im einzelnen enthält das kammgefilterte Farbartsignal z.E. keine begleitende Information über vertikale Bildfeinbeiten mehr. Das Farbartsignal eines NTSC-Signalgemischs ist so synchronisiert, daß seine Phase von Vollbild zu VoIlbild um 180° springt. Daher läßt sich die Leuchtdichtekomponente extrahieren, indem man Abschnitte des Signalgemisches, die aufeinanderfolgende Vollbilder darstellen, linear miteinander addiert. Durch lineare Subtraktion aufeinanderfolgender Vollbilder kann die Farbartkomponente extrahiert werden.

Die Frequenzgangkurve eines auf Zeilenbasis arbeitenden Kammfilters hat Nullstellen oder "Zähne" in Abständen entsprechend der Zeilenfrequenz (15734 KHz beim NTSC-System), während ein auf Vollbildbasis arbeitendes Kammfilter Zähne im gegenseitigen Abstand entsprechend der Vollbildfrequenz (30 Hz) hat. Der dichtere Abstand der Zähne oder Nullstellen

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"bei der voirbildweisen Kammfilterung führt dazu, daß die Kammfilterwirkung in allen räumlichen Richtungen des Bildes vollständiger ist als bei zeilenweiser Kammfilterung.

Bei der vollbildweisen Kammfilterung führen Bildotgekte, die nicht stillstehen, zu Verzerrungen in den wiedergegebenen Bildern. Diese Verzerrungen rühren daher, daß in Bildbereichen, wo eine Bewegung stattfindet, die Auslöschung der Leuchtdichtekomponenten im kammgefilterten Farbartsignal und der Farbartkomponenten im kammgefilterten Leuchtdichtesignal nicht vollständig ist und außerdem eine effektive Reduzierung der Bandbreite des Leuchtdichtesignals eintritt. Von einer sichtbaren Bewegung der Szene ist dann zu sprechen, wenn sich infolge von Objektbexvegungen oder Schwenks Unterschiede im Bildinhalt innerhalb einer Zeit von 1/30 Sekunden oder kurzer ergeben.

Die bei vollbildweiser Kammfilterung durch Bewegung hervorgerufenen Verzerrungen sind zweidimensional und ganz auf Szenenbewegungen zurückzuführen, die von einem zum anderen Vollbild stattfinden. Die Verzerrungen sind sowohl in der horizontalen als auch der vertikalen Richtung der Bildebene sichtbar und äußern sich als Doppel- oder Geisterbilder in den wiedergegebenen Szenen. Die Doppelbilder haben einen räumlichen Abstand voneinander, welcher der Bewegungsgeschwindigkeit entspricht,und können zusätzlich begleitet sein von einem falschen Farbton an den Rändern der sich bewegenden Objekte.

Im Gegensatz hierzu bewirken die auf Zeilenbasis arbeitenden Kammfilter eindimensionale Verzerrungen, die durch das Vorhandensein vertikaler Strukturen innerhalb einer Szene hervorgerufen werden, auch wenn die Szene stillsteht. Die bei der zeilenweisen Kammfilterung auftretenden Verzerrungen erscheinen als eine effektive Verminderung der Bandbreite des für die vertikale Szenenstruktur verantwortlichen Signals und machen vertikale Übergänge im Bild unscharf. _ 9 _

BAD ORlGSMAL

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die störenden Auswirkungen von Bildbewegungen bei einer auf Vollbildbasis arbeitenden Kammfilterung zu vermindern. Eine erfindungsgemäße Einrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen 1 und 8 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in geweiligen UnteranSprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgeinäßes Kammfilter für Fernsehsignale enthält eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Fernsehsignals um eine Bildperiode. Eine erste Vereinigungsschaltung kombiniert das Fernsehsignal mit dem verzögerten Fernsehsignal zur Bildung der Summe beider Signale, die einer ersten Komponente des Fernsehsignals entspricht. Eine zweite Vereinigungsschaltung kombiniert das Fernsehsignal und das verzögerte Fernsehsignal zur Bildung der Differenz beider Signale, die einer zweiten Komponente des Fernsehsignals entspricht. Mit der zweiten Vereinigungsschaltung ist der Eingang eines phasenlinearen Tiefpaßfilters verbunden, um die zweite Komponente des Fernsehsignals zu empfangen. Das Tiefpaßfilter unterdrückt das normalerweise von der zweiten Komponente des Fernsehsignals belegte Frequenzspektrum. Mit der ersten Vereinigungsschaltung und mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters ist eine dritte Vereinigungsschaltung verbunden, welche die erste Komponente des Fernsehsignals mit dem tiefpaßgefilterten Signal kombiniert, um diejenigen Fehler der ersten Komponente zu korrigieren, die infolge einer von Bild zu Bild stattfindenden Bewegung auftreten.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters ein Bewegungsäetektor verbunden, der auf das tiefpaßgefilterte Signal anspricht, um das Vorhandensein einer von Bild von Bild stattfindenden Bewegung zu erfassen. Der Bewegungsdetektor erzeugt beim Vorhandensein einer solchen Bewegung ein Steuersignal.

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-ΙΟΙ Eine'vierte Vereinigungsschaltung, die einen ersten und einen zweiten Eingang und einen Ausgang hat, empfängt an ihrem ersten Eingang die zweite Komponente des Fernsehsignal s von der zweiten Vereinigungsschaltung. Mit dem Bewegungsdetektor ist ferner eine Schalteinrichtung verbunden, die auf das Steuersignal anspricht, um selektiv die erste Komponente des Fernsehsignals auf den zweiten Eingang der vierten Vereinigungsschaltung zu geben, wenn eine Bewegung von Bild zu Bild erfaßt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in Reihe mit dem Ausgang der vierten Vereinigungsschaltung ein phasenlineares Bandfilter verbunden. Dieses Bandfilter ist so ausgelegt, daß es nur das Frequenzspektrum des Farbartsignals durchläßt.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines auf Vollbildbasis arbeitenden Kammfilters, wie es auf dem Gebiet der Fernsehsignalverarbeitung bekannt ist;

Fig. 2 zeigt mit Wellenformen a) bis d) den zeitlichen Verlauf der Amplitude bestimmter Signale in der Schaltung nach Fig. 1, während die Wellenform e) für eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1 gilt;

7,0 Figuren Ja bis 3c zeigen in Blockform den Aufbau eines auf Vollbildbasis arbeitenden Kammfilters gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist ein auf Vollbildes basis arbeitendes Kammfilter nach dem Stand der Technik. Dieses Kammfilter sei in Verbindung mit einer Betriebsart erläutert, bei welcher es die Leuchtdichte- und Farbart-

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sign all e aus einem zusammengesetzten Fernsehsignal (Fernsehsignal gemi sch.) trennt. Die Anordnung ist jedoch nicht auf diese spezielle Anwendung beschränkt sondern kann z.B. auch, dazu verwendet werden, ein Leucbtdichtesignal kammzufiltern, um darin ein Farbartsignal zur Bildung eines F ern s ehs i gn al g em i s ch s ein ζ uf üg en.

Die Anordnung nach Fig. 1 enthält eine Speichereinrichtung 10 mit einer Kapazität zur Speicherung der elektrischen Darstellung eines Fernseh-Vollbildes (z.B. zweier Teilbilder des NTSC-Formats). Die Speichereinrichtung 10 empfängt am Eingangsanschluß 11 sequentiell ein Eingangssignal und gibt dasselbe Signal um die Dauer einer Vollbildperiode verzögert auf den Ausgangsanschluß 14-. Die Einrichtung kann ein Digitalspeicher sein, z.B. ein Speicher mit direktem Zugriff und der zugehörigen Hilfseiektronik, oder ein Analogspeicher, beispielsweise eine serielle Ladungsübertragungseinrichtung (CTD) wie z.B. eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD) mit den notwendigen Hilfsschaltungen.

Im Prinzip ist es egal, ob es sich bei der Einrichtung um eine Digital- oder eine Analogscbaltung handelt; im folgenden sei angenommen, daß es eine Digital schaltung ist. Dementsprechend sei davon ausgegangen, daß auch die damit verbundenen anderen Schaltungen digitaler Natur sind, um keine Digital/Analog-Umwandlung zwischen den Schaltungen zu benötigen.

Das Eingangssignal vom Anschluß 11 und das verzögerte Signal vom Anschluß 14- werden in einer Addier schaltung

^O 12 miteinander summiert. Die Leuchtdichtekomponenten der Signale, die in Phase zueinander sind, addieren sich dabei, während sich die Farbartkomponenten beider Signale, die um 180° zueinander phasenversetzt sind, gegenseitig auslöschen, so daß am Anschluß 15 ein Leuchtdichtesignal Y erscheint, das im wesentlichen frei von Farbartkomponenten ist. Das Eingangssignal und das verzögerte Signal werden außerdem auf eine Subtrahierschaltung 13 gegeben, worin

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sich «lie Farbartkomponenten der beiden Vollbilder einander aufbauend summieren, während sich die Leuchtdichtekomponenten gegenseitig auslöschen, so daß am Anschluß 16 ein Farbartsignal C erscheint, das im wesentlichen frei von Leuchtdichtekomponenten ist (zumindest dann, wenn die Signale aufeinanderfolgender Vollbilder Darstellungen derselben stillstehenden Szene sind).

In der Fig. 2 ist graphisch veranschaulicht, welche Auswirkungen eine "Bewegung der Szene auf die vorstehend beschriebene vollbildweise Kammfilterung hat. Die Fig. 2a zeigt einen Teil des am Anschluß 11 zugeführten Signalgemisches in einem willkürlich gewählten Zeitintervall. Die Fig. 2b zeigt das Videosignalgemisch derselben Szene exakt eine Vollbildperiode später und nachdem eine Bewegung in der Szene stattgefunden hat. Es sei angenommen, daß das Signal nach Fig. 2a in seinem zwischen den Zeitpunkten T1 und T3 liegenden Teil ein Objekt mit einem Leuchtdichte-Signalparameter L2 und einem Farbartsignalparameter C2 darstellt. Ferner sei angenommen, daß dieses Objekt in einer gleichförmigen Umgebung mit einem Leuchtdichtesignalparameter L1 und einem Farbartsignalparameter C1 liegt.

Zwischen den Vollbildern finde eine räumliche Bewegung des Objektes statt, wodurch sich der das Objekt darstellende Teil des Videosignals zeitlich derart verschiebt, daß er zwischen die Zeitpunkte T2 und T4- zu liegen kommt, wie es die Fig. 2b zeigt. Obwohl von der Fig. 2a zur Fig. 2b eine zeitliche Verschiebung des durch L2 und C2 dargestellten Objektes erfolgt, bleiben die Relationen der verschiedenen Leuchtdichte- und Farbartsignalparameter L und 0 zueinander gleich. Die Phase der Farbartkomponente des Signals jedoch ist zwischen den Figuren 2a und 2b (d.h. zwischen den Vollbildern) um 180° verschoben.

Die Summe der Signale nach den Figuren 2a und 2b ist in Fig. 2c dargestellt, und die Differenz der beiden Signale

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Ist in Fig«, 2d gezeigt. Man erkennt, daß für diejenigen Zeitabschnitte, in denen die Farbartkomponente beider Signale 2a und 2b gleichen Absolutwert hat, eine praktisch vollständige Auslöschung der Farbartkomponente Im Summensignal (Fig. 2c) erfolgt. In ähnlicher V/eise erfolgt im Differenζsignal (Fig. 2d) eine praktisch vollständige Auslöschung der Leuchtdichtekomponente für diejenigen Zeitabschnitte, in denen die Amplitude der Leuchtdichtekomponente in beiden Signalen 2a und 2b gleich ist. Me Fig. 2a zeigt das am Anschluß 11 und die Fig. 2b das am Anschluß 14 der Anordnung nach Fig. 1 auftretende Signal, während die Fig. 2c das am Anschluß 15 und die Fig. 2d das am Anschluß 16 erscheinende Signal darstellt.

Während der Zeiten, in denen eine Bewegung zwischen Vollbildern stattfindet, d.h. zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 und zwischen den Zeitpunkten T3 und TM-, sind die sich jeweils differentiell miteinander vereinigenden Signale ungleich, so daß die ,jeweils unerwünschten Komponenten un~ vollständig ausgelöscht werden.

Außerdem wird das jeweils gewünschte Signal durch die Bewegung verzerrt. Die Bewegung bewirkt nämlich, daß eine Art Mittelwertbildung des Signals in den bewegten Abscbnitten erfolgt. Diese Mittelwertabschnitte sind in der Fig. 2c mit (L1+L2) bezeichnet, was gleichwertig dem Ausdruck (2L1+2L2)/2 ist. Normalerweise wird das Signal aus den beiden Vollbildern vor der Kombinierung mit einem Faktor 1/2 -gewichtet. Die Amplitude des kammgefilterten Signals ist gleich der Hälfte der in der Figur angegebenen Werte, und das Signal während der Bewegungsabschnitte ist gleich (L1+L2)/2. Die Mittelwertabschnitte (L1+L2) im Leuchtdichtesignal haben zur Folge, daß Signalübergänge doppelstufig werden, wodurch ein Doppel- oder Geisterbild entsteht, welches das bewegte Objekt umgibt. Die Mittelwerte (C1+C2), die im kammgefilterten Farbartsignal während der von Vollbild zu Vollbild bewegten Abschnitte auftreten, verfälschen

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- 14 den Farbton an den Rändern des bewegten Objekts.

Wenn man in der Anordnung nach Pig. 1 am Anschluß 16 ein Tiefpaßfilter vorsieht, dann wird aus dem kammgefilterten Farbartsignal nach Fig. 2d das in Fig. 2e gezeigte Signal. Im Signal nach Fig. 2e ist das Spektrum des Farbartsignals entfernt, so daß nur diejenige Leuchtdichtekomponente erscheint, die aus dem Farbartsignal infolge der Bewegung nicht ausgelöscht wurde. Wenn man das Signal nach Fig. 2e mit dem Signal nach Fig. 2c addiert oder von ihm subtrahiert, dann werden die Ränder des Leucbtdichtesignals wieder hergestellt, und es entsteht ein Leuchtdichtesignal, das äquivalent einem nicht kammgefilterten Leuchtdichtesignal ist. Eine Addition des Signals nach Fig. 2e bringt das Leuchtdicbtesignal nach Fig. 2c zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 auf das Niveau 2L2 und reduziert das Leuchtdichtesignal zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 auf das Niveau 2L1, wie es die gestrichelten Linien veranschaulichen.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3a ist ein auf Vollbildbasis arbeitendes Kammfilter, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist und Verzerrungen wie Doppelbilder oder Randverschmierungen korrigiert, welche durch. Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern auftreten können. In der Fig. 3a sind Teile, welche die gleiche Funktion wie Teile in der Fig. 1 erfüllten, mit denselben Bezugszahlen wie dort bezeichnet. An den Anschlüssen 15 und 16 der Schaltung nach. Fig. 3a erscheinen also ebenfalls kammgefilterte Leuchtdichte- und Farbartsignale, deren jedes wegen einer von Vollbild zu Vollbild stattgefundenen Bewegung sowohl ungelöschte Restkomponenten des jeweils anderen Signals (Kreuzkomponenten) als auch unrichtig kammgefilterte Signalkomponenten enthält.

Pas am Anschluß 16 erscheinende kammgefilterte Farbartsignal wird einem phasenlinearen Tiefpaßfilter 27 angelegt, um das Farbartsignalspektrum zu entfernen und die unausge-

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löschten niedrigfrequenten Leuchtdichtekomponenten übrigzulassen. Das tiefpaßgefilterte Signal vom Filter 27 wird, in einer Addierschaltung 31 wieder mit dem am Anschluß 15 erscheinenden kammgefilterten Leuchtdichtesignal zurückaddiert, um am Anschluß 32 ein korrigiertes Leuchtdichtesignal T zu liefern. Am Anschluß 32 wird also das korrigierte Leuchtdichtesignal gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung entwickelt. Die restliche unausgelöschte Farbartkomponente in dem vom Anschluß 15 kommenden kammgefilterten Leuchtdichtesignal bewirkt nur eine Verzerrung zweiter Ordnung, die normalerweise nicht sichtbar ist, es sei denn man betrachtet das wiedergegebene Bild aus dichter Fähe.

Das Tiefpaßfilter 27 muß phasenlinear sein, damit das Bewegungsdetail richtig in das kammgefilterte Leuchtdichtesignal eingefügt wird. Diese Einfügung erfolgt nämlich. dann nicht richtig, wenn Phasenunterschiede zwischen den durch Bewegung beeinflußten Abschnitten des kammgefilterten Leuchtdichtesignals und dem aus dem kammgefilterten Farbartsignal extrahierten Bewegungsdetail bestehen. In diesem Fall ist das Einschwingverhalten des Kammfilters beeinträchtigt.

Die restlichen Farbartkomponenten (C2-C1, C1-C2), die infolge einer von Vollbild zu Vollbild stattgefundenen Bewegung im Leuchtdichtesignal enthalten sind, bringen keine wesentlichen Verzerrungen im wiedergegebenen Bild. Andererseits kann jedoch der Färbart-Mittelwert (C1+C2), der im kammgefilterten Farbartsignal übergangsweise während der bewegten Abschnitte dieses Signals erscheint, zu störenden FärbVerfälschungen führen. Das Farbartsignal ist eine Vektorgröße. Somit kann die Vektorsumme C2+C1 während der Bewegungsabschnitte Farben ergeben, die vollständig anders sind als die durch jedes der Signale C1 und C2 dargestellten Farben. Um die Farbreinheit an den Rändern bewegter Objekte zu erhalten, ist es häufig erwünscht, die bei der

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Kammfilterung durch. Bewegung entstehenden Fehler auch der Farbartkomponente zu korrigieren.

Die zur Korrektur des kammgefilterten Farbartsignals notwendige Information ist im kammgefilterten Leuchtdichtesignal enthalten. Me Wieder ein fügung dieser Information kann in ähnlicher Weise erfolgen wie die Wiederherstellung des Bewegungsdetails im kammgefilterten Leuchtdichtesignal. Jedoch sollte die Wiederherstellung der Farbartkomponente nicht in einem durchgehenden Prozeß erfolgen sondern nur während stattfindenden Bewegungen. Der Grund hierfür ist die relativ hohe Energiedichte des Leuchtdichtesignals im Vergleich zur Kreuzkomponente des Farbartsignals. Eine durchgehende Addition des kammgefilterten Leuchtdichtesignals mit dem kammgefilterten Farbartsignal würde die Kammfilterung praktisch zunichte machen. Wenn man jedoch, das kammgefilterte Leuchtdichtesignal während Zeiten einer Bewegung zu dem kammgefilterten Farbartsignal hinzuaddiert, dann erhält man ein besseres Signal als ohne Farbart-Wiederb, erst ellung.

Normalerweise ist es notwendig, das kammgefilterte Farbartsignal einer Bandpaßfilterung zu unterwerfen, um das restliche Leuchtdichtesignal zu eliminieren; das heißt, das Leuchtdichte-Bewegungsdetail, die dem kammgefilterten Farbartsignal hinzuaddierte kammgefilterte Leuchtdichtekomponente, wird aus dem korrigierten Farbartsignal im wesentlichen eliminiert. Im korrigierten Farbartsignal bleiben nur diejenigen Leuchtdichtekomponenten, die im Frequenz-

"0 band des Farbartsignals vorkommen. Die Energie des Leuchtdichte sign als in diesem Band ist jedoch relativ niedrig.

Das Leuchtdichtesignal besteht aus Bestandteilen des Farbartsignals, d.h. aus Rot-, Blau- und Grünsignalen, und da-3^r> her zeigt die Amplitude des Leuchtdichtesignals die Amplitude des Farbartsignals an. Übersteigt das aus dem Tiefpaßfilter 27 dringende Signal einen vorbestimmten Wert, dann

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deutet dies auf das Vorhandensein einer Bewegung hin, und das Maß dieser Übersteigung ist ein Maß für die Amplitude der Farbartfehler. Durch Messung der Amplitude des vom
Tiefpaßfilter 27 durchgelassenen Leuchtdichtesignals kann also festgestellt werden, ob Farbartsignalfehler vorhanden sind, deren Größe ausreicht, störende Verzerrungen im wiedergegebenen Bild hervorzurufen.

In der Anordnung nach Fig. 3a ist an den Ausgang des Tiefpaßfilters 27 ein Bewegungsdetektor 28 angeschlossen, der die tiefpaßgefilterte Version des kammgefilterten Farbartsignals mit einem Schwellenwert vergleicht. Der Schwellenwert ist so eingestellt, daß er einem Signalpegel entspricht, ab welchem störende Farbart-Verzerrungen auftreten. Wenn das tiefpaßgefilterte Signal vom Filter 27 diesen Schwellenwert übersteigt, erzeugt der Bewegungsdetektor 28 ein Steuersignal, das den Schalter 29 schließt.

Die Figuren 3b und 3c zeigen Beispiele für einen analopen bzw. einen digitalen Bewegungsdetektor. Die analoge Ausführungsform 28' besteht aus einem Differenzverstärker 40 mit hohem Verstärkungsfaktor und einer Referenzspannungsquelle 41. Das vom Filter 27 kommende Signal wird einem
nicht-invertierenden Eingang 42 des Verstärkers 40 angelegt, und das von der Referenzspannungsquelle 41 gelieferte Signal wird auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 40 gegeben. Wenn die Spannung am Eingang 42 die Referenzspannung übersteigt, dann wird das Ausgangssignal des Verstärkers 40 hoch, ansonsten bleibt es niedrig. Mit dem Ausgang des Verstärkers 40 ist ein Feldeffekttransistor 29' vom N-Leitungstyp gekoppelt, der die Funktion des Schalters 29 in Fig. 3a übernehmen kann. Bei hohem Potential
an der Gateelektrode G des Transistors 29' ist der Schalter geschlossen, und bei niedrigem Potential ist er offen.

Die digitale Ausführungsform 28" des Bewegungsdetektors
nach Fig. 3c besteht aus einem binären Referenzwertgeber

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/] 4-5, einer Subtrahier schaltung 4-3 (Vfergleicher), einem Vorzeichendetektor 44- und einem UND-Glied 29" als Schalter. (In der Zeichnung stellen die mit Doppellinien gezeichneten Verbindungen Parallelbitleitungen dar.) Die Subtrahierschaltung 4-3 subtrahiert den aus einer Binärzahl bestehenden Referenzwert (Ausgangsgröße des Gebers 4-5) von dem am Ausgang 4-2 des Filters 27 gelieferten Binär signal. Der resultierende Differenzwert wird vom Vo rz ei eh. en detektor 4-4 geprüft, um festzustellen, ob er positiv oder negativ ist.

Falls der Differenzwert positiv ist., liefert der Vorzeichendetektor einen positiven Ausgangsimpuls, der das UND-Glied 29" aktiviert, um das an seinen Dateneingang liegende Signal durchzulassen. Arbeitet die Subtrahierschaltung mit Zweierkomplement-Arithmetik, dann kann der Vorzeichendetektor fortgelassen und durch eine Inverterschaltung ersetzt werden, die direkt zwischen den das höchstwertige Bit (Vorzeichenbit) führenden Anschluß der Ausgangsleitungen der Subtrahierschaltung und die UND-Schaltung eingefügt ist.

Die Schaltungen nach den Figuren 3b und 3c sprechen nur auf Ein gangs sign ale einer Polarität an„ Man kann jedoch, itfie an sich bekannt, zwei derartige Schaltungen parallelschalten, um eine Ansprache auf Signale beider Polaritäten zu bekommen. Eine andere Alternative besteht darin, als Vergleichseinrichtung einen sogenannten "Fenstervergleicher" zu verwenden.

Der Schalter 29 koppelt das kammgefilterte Leuchtdichtesignal vom Anschluß 15 wahlweise auf einen Eingang einer Addierschaltung 30. Ein zweiter Eingang dieser Schaltung empfängt das kammgefilterte Farbartsignal direkt vom Anschluß 16. Wenn ein den Schwellenwert übersteigendes Bewegungsdetail gefühlt wird, schließt sich der Schalter 29, und die kammgefilterten Farbart- und Leuchtdichtekomponenten werden in der Addierschaltung 30 miteinander addiert. Wenn kein Bewegungsdetail gefühlt wird, bleibt der Schalter 29 offen, und das kammgefilterte Farbartsignal vom

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Anschluß 16 wird ohne Änderung von der Addierschaltung durchgelassen.

Das Ausgangssignal der Addierschaltung 30 wird auf ein phasenlineares Bandpaßfilter 34- gegeben, welches nur das Frequenzband des Farbartsignals an seinen Ausgangsanschluß 35 durchläßt.

Die Schaltungen 31 und 30 können entweder Addier- oder Subtrahierschaltungen sein, wie es durch das Vorzeichensymbol ~ an ihren Eingängen in Fig. 3a angedeutet ist. Jedoch müssen die zwei Schaltungen vom gleichen Typ sein, d.h. beide müssen Addierschaltungen oder beide müssen Subtrahierschaltungen sein. Ob Addier- oder Subtrahierschaltungen zu wählen sind, hängt davon ab, welcher der beiden durch Bewegung verzerrten Abschnitte des Signals (der vordere oder der hintere Abschnitt) wieder/hergestellt und welcher gelöscht werden soll.

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Claims (10)

1. Kammfilter zur Verarbeitung von Fernsehsignalen, mit einer Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Fernsehsignals um eine Bildperiode, ferner mit einer ersten Vereinigungsschaltung, die das Fernsehsignal und das von der Verzögerungseinrichtung kommende verzögerte Fernsehsignal derart miteinander kombiniert, daß die einer ersten Komponente des Fernsehsignals entsprechende Summe dieser beiden Signale erhalten wird, und mit einer zweiten Vereinigungsschaltung, die das Fernsehsignal und das von der Verzögerungseinrichtung kommende verzögerte Fernsehsignal derart miteinander kombiniert, daß die einer zweiten Komponente des Fernsehsignals entsprechende Differenz dieser beiden Signale erhalten wird, gekennzeichnet durch ein

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phasenlineares Tiefpaßfilter (27), das an die zweite Vereinigungsschaltung (13) zum Empfang der zweiten Komponente des Fernsehsignals angeschlossen ist und das normalerweise von der zweiten Komponente belegte FrequenzSpektrum im wesentlichen unterdrückt, und eine dritte Vereinigungsschaltung (31), die mit der ersten Vereinigungsschaltung (12) und mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters gekoppelt ist, um die erste Komponente des Fernsehsignals mit dem tiefpaßgefilterten Signal zu kombinieren und dadurch die erste Komponente des Fernsehsignals von denjenigen Fehlern zu befreien, die durch eine von Bild zu Bild stattfindende Bewegung verursacht werden.

2. Kammfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

einen Bewegungsdetektor (28), der mit dem Ausgang des Tiefpaßfilters (27) verbunden ist und auf das tiefpaßgefilterte Signal anspricht, um das Vorhandensein einer von Bild zu Bild stattfindenden Szenenbewegung zu erfassen und im Falle einer solchen Bewegung ein entsprechendes Steuersignal zu erzeugen;

eine vierte Vereinigungsschaltung (30), die einen mit der zweiten Vereinigungsschaltung (13) verbundenen ersten Eingang zum Empfang der zweiten Komponente des Fernsehsignals hat und einen zweiten Eingang sowie einen Ausgang aufweist;

eine Schalteinrichtung (29), die mit dem Bewegungsdetektor gekoppelt ist und auf das Steuer-signal anspricht, um bei Erfassung einer von Bild zu Bild stattfindenden Szenenbewegung selektiv die erste Komponente des Fernsehsignals an den zweiten Eingang der vierten Vereinigungsschaltung zu legen.

3. Kammfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernsehsignal ein Signalgemisch ist, worin ein Leuchtdichtesignal die erste Komponente (Y) und ein Farbartsignal die zweite Komponente (C) bildet, und

«απ

daß die Verzögerungseinrichtung eine Speichereinrichtung (10) zur Speicherung mindestens eines Vollbildes des Fernsehsignal aufweist.

4-, Kammfilter nach Anspruch. 3_? dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang der vierten Vereinigungsschaltung (30) in Serie ein pbasenlineares Bandpaßfilter (34-) nachgeschaltet ist, das nur das Frequenzspektrum des Farbartsignals durchläßt.

5. Kammfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsdetektor das Tiefpaßfilter (2?) und einen Geber für einen Referenzwert (4-1; 4-5) umfaßt und eine Vergleichseinrichtung (28'; 28") enthält, die das vom Tiefpaßfilter durchgelassene Signal mit dem Referenzwert vergleicht und das Steuersignal immer dann erzeugt, wenn sich das vom Tiefpaßfilter durchgelassene Sign:. . um ein vorbestimmtes Maß vom Referenzwert unterscheidet.

6. Kammfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Vereinigungsschaltung (31) und/oder die vierte Vereinigungsschaltung (30) eine Schaltung zum Addieren von Signalen ist.

7- Kammfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Vereinigungsschaltung (31) und/oder die vierte Vereinigungsschaltung (30) eine Schaltung zum Subtrahieren von Signalen ist.

8. Verfahren zur Kammfilterung von Fernsehsignalen unter Verwendung des Kammfilters nach Anspruch 1 zum Trennen von Farbart- und Leuchtdichtekomponenten, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Verzögerung des Fernsehsignals um die Dauer eines Vollbildes;

subtraktive Vereinigung des verzögerten und des unverzogerten Fernsehsignals zur Erzeugung eines kamm-

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gefilterten Farbartsignals;

additive Vereinigung des verzögerten und des unverzögerten Fernsehsignal zur Erzeugung eines kammgefilterten Leuchtdichtesignals;

pbasenlineare Tiefpaßfilterung des kammgefilterten Farbartsignals, um die Farbartkomponenten aus diesem Signal im wesentlichen zu entfernen;

Vereinigung der tiefpaßgefilterten Version des kammgefilterten Farbartsignals mit dem kammgefilterten Leuchtdichtesignal während Perioden, in denen sich eine von Vollbild zu Vollbild stattfindende Bewegung äußert, um ein kammgefiltertes Leuchtdichtesignal zu erzeugen, das im wesentlichen frei von Verzerrungen ist, die durch von Vollbild zu Vollbild stattfindende Szenenbewegung verursacht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbandensein einer von Vollbild zu Vollbild stattfindenden Szenenbewegung gefühlt wird und im Falle einer solchen Bewegung ein Steuersignal erzeugt wird und daß das kammgefilterte Farbartsignal beim Erscheinen des Steuersignals mit dem kammgefilterten Leuchtdichtesignal vereinigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten kammgefilterten Farbart- und Leuchtdichtesignale einer Bandpaßfilterung unterworfen werden, bei welcher nur das Farbartsignalspektrum durchgelassen wird.

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