DE69316938T2

DE69316938T2 - Rauschverminderungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69316938T2
Application number: DE69316938T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hamasaki; Yukiko Yashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1992-06-25
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-06-24
Also published as: EP0575995B1; EP0575995A3; JP3006290B2; US5425114A; EP0575995A2; JPH0614218A; DE69316938D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rauschverminderungsvorrichtung zum Vermindern des Rauschens ohne Verschlechterung des Originalbilds, etwa im Hinblick auf ein Nachbild, und zwar auch bei einem sich bewegenden Bild, unter Verwendung des Videoausgangsvollbilds oder der Halbbildkorrelation beim Fernsehen, Video, einer Videokamera oder dergleichen, und insbesondere auf eine solche Vorrichtung, die die Halbbildkorrelation verwendet. (Der Begriff Rauschen (noise) steht im folgenden allgemein für Störungen eines Signals).

Beschreibung des Standes der Technik

Eine konventionelle Rauschverminderungsvorrichtung ist zum Beispiel offenbart im US-Patent US-A-4,8 60,104. Konventionelle Rauschverminderungsvorrichtungen werden nun beschrieben.
Es wird die Differenz zwischen einem Eingangsvideosignal und dem um ein Vollbild verzögerten Videosignal dazu berechnet. Diese Differenz wird Vollbilddifferenz genannt. Wenn das Eingangsvideosignal ein statisches Bild darstellt, besteht die Vollbilddifferenz nur aus Rauschen, und dementsprechend kann das Rauschen durch Subtrahieren der Vollbilddifferenz von dem Eingangsvideosignal vermindert werden.
Wenn jedoch das Eingangsvideosignal ein sich bewegendes Bild darstellt, ist die Vollbilddifferenz ein gemischtes Signal aus einem Videosignal ohne Vollbildkorrelation und Rauschen. In diesem Fall verursacht die Subtraktion der Vollbilddifferenz von dem Eingangsvideosignal eine Verschlechterung der Bildqualität, etwa ein Nachbild. Dementsprechend ist es erforderlich, nur das in der Vollbilddifferenz enthaltene Rauschen zu extrahieren.
Im allgemeinen ist ein Verfahren verwendet worden, bei dem ein geeigneter Schwellenwert gegeben ist und Daten mit kleineren Amplituden als der Schwellenwert als Rauschen aus den Vollbilddifferenzdaten auf der Basis der statistischen Tatsache extrahiert werden, daß die Amplitude des Rauschens im Vergleich mit der des Videosignals klein ist. Dieses Verfahren verursacht jedoch Mißverständisse bezüglich des Rauschens mit großer Amplitude und von Signalen mit kleiner Amplitude.
So ist die Idee aufgekommen, die Differenz der Frequenzverteilung zwischen dem Videosignal und dem Rauschen zum Extrahieren von Rauschen auf der Basis nicht nur der Amplitude sondern auch der Frequenz zu verwenden. Da insbesondere das Videosignal und das Rauschen im wesentlichen in einem niedrigen bzw. einem hohen Frequenzbereich verteilt sind, sind das Videosignal und das Rauschen hauptsächlich enthalten in einer Niederfrequenzkomponente bzw. einer Hochfrequenzkomponente der Vollbilddifferenz, wenn die Vollbilddifferenz in eine Mehrzahl von Frequenzkomponenten zerlegt ist, so daß ein Fehler beim Extrahieren von Rauschen vermindert wird.
Der erwähnte Stand der Technik verwendet diese Idee, und Daten mit kleiner Amplitude in zwei aufgeteilten Frequenzkomponenten werden extrahiert und als Rauschen kombiniert. In diesem Fall wird der Schwellenwert für die Niederfrequenzkomponente klein gemacht, um nur Daten mit sehr kleiner Amplitude als Rauschen zu extrahieren, und der Schwellenwert für die Hochfrequenzkomponente größer als der der Niederfrequenzkomponente gewählt, um Daten mit in gewissem Umfang großer Amplitude als Rauschen zu extrahieren, um dadurch die Genauigkeit beim Extrahieren des Rauschens zu erhöhen. Dadurch können die Verschlechterung durch das Nachbild vermindert und der Rauschverminderungseffekt verbessert werden.
Als Frequenzzerlegungsverfahren werden ein räumliches LPF (Low Pass Filter = Tiefpaßfilter) oder HPF (High Pass Filter = Hochpaßfilter) oder eine orthogonale Transformation, etwa die Hadamard-Transformation verwendet. Die Vollbilddifferenz wird als Daten für ein Bild betrachtet, und eine Mehrzahl von in mit x&sub0;&sub0; bis x&sub0;&sub3; in Fig. 16 bezeichneten Position bestehende Daten werden bezüglich der Differenzdaten ausgewählt. Die Mehrzahl von Daten wird verarbeitet, indem Ortfrequenzkomponenten berechnet werden.
Indem aus den Ortsfrequenzkomponenten extrahiertes Rauschen von dem Eingangsvideosignal subtrahiert wird, werden Nichtkorrelationskomponenten zwischen den Vollbildern subtrahiert, um ein Ausgangsvideosignal mit vermindertem Rauschen zu erhalten und einem Vollbildspeicher zuzuführen.
Eine ein solches Verfahren verwendende Rauschverminderungsvorrichtung ersetzt den Vollbildspeicher durch einen Halbbildspeicher, um die Zahl der Schaltungen zu vermindern und verursacht somit ein Problem bei Verwendung der Halbbildkorrelation. Und zwar ist dies die Verschlechterung bei der Grenze einer schrägen Linie. Der Grund ist, daß die Vollbilddifferenz und die Halbbilddifferenz grundsätzlich verschieden sind. Dies wird beschrieben anhand Fig. 17.
Fig. 17 illustriert eine zum Ermitteln von Differenzdaten x&sub0;&sub0; bis x&sub0;&sub3;, in Fig. 16 gezeigt, erforderliche Fläche, und zwar an der Grenze einer schrägen Linie, die in dem Eingangsvideosignal besteht. Eine in Fig. 17 mit a bezeichnete Fläche kann zum Ermitteln der Voll bilddifferenz definiert werden, und eine in Fig. 17 mit b bezeichnete Fläche kann zum Ermitteln der Halbbilddifferenz definiert werden.
Wie in Fig. 17 gezeigt, enthält die Voll bilddifferenz durch Aufheben des Videosignals nur Rauschen, während die Halbbilddifferenz Rauschen und Signale enthält. Bei der Halbbilddifferenz stellen Punktmuster zeigende Bereiche Daten aufweisende Signale dar. Es wird der Fall betrachtet, bei dem solche Stellen dem Rauschverminderungsprozeß vom halbbildrekursiven Typ ausgesetzt werden. Da dieser Prozeß einem Prozeß äquivalent ist, bei dem ein Mittelwert mehrerer aufeinanderfolgender Halbbilder ermittelt wird, wird der Prozeß zum Vermindern der Differenz eines Signaiwertes zwischen zwei Halbbildern an Stellen durchgeführt, bei denen die Signalwerte zwischen den beiden Halbbildem unterschiedlich sind. Dementsprechend führt dies zu einem Zerfall von Kanten.
Wenn ferner zu verarbeitende Rasterzeilen in Bezug zu der Rasterzeilenzahl in einem Vollbild betrachtet werden, wird eine Kombination von zwei zu mittelnden Rasterzeilen festgelegt auf die erste Rasterzeile und die 264-te Rasterzeile, die zweite Rasterzeile und die 265-te Rasterzeile, ... Wenn dabei die Stelle einer vertikalen Kante zwischen den zu kombinierenden Rasterzeilen liegt, tritt ein Zerfall der Kante auf, und sonst nicht. Dies ist in Fig. 18 gezeigt.
Fig. 18A zeigt den Fall, bei dem der Mittlungsprozeß durchgeführt wird für die Rasterzeilen a1 bis a3 des ungeraden Halbbildes und die Rasterzeilen b1 bis b3 des geraden Halbbildes, und zwar an der Grenze einer durch die Helligkeitssignale für den weißen Pegel und den schwarzen Pegel gebildeten schrägen Linie. Die zu mittelnden Kombinationen sind (a1, b1), (a2, b2) und (a3, b3). Es wird angenommen, daß ein Abschnitt ohne Korrelation in vertikaler Richtung in a1 und b1, das heißt ein Abschnitt, in dem a1ein weißer Pegel und b1 ein schwarzer Pegel ist, durch den Mittlungsprozeß ein grauer Pegel wird. Das gleiche Phänomen tritt auch für die Kombinationen a2 und b2 sowie a3 und b3, und die Grenze der schrägen Linie wird wie in Fig. 18B gezeigt. Wie ferner aus den Figuren 18A und 18B deutlich wird, liegen alternierend Stellen vor, bei denen die vertikale Kante zerfällt und Stellen bei denen die vertikale Kante nicht zerfällt. In dieser Situation wird die zerfallene Kante schwer sichtbar und verschwindet visuell. Dementsprechend scheint ein Vollbild an der Grenze der schrägen Linie nur aus dem ungeraden Halbbild oder dem geraden Halbbild aufgebaut zu sein, und die schräge Linie wird schwer sichtbar.
Aus dem obigen Grund wird, wenn bei der konventionellen Rauschverminderungsvorrichtung vom halbbildrekursiven Typ im Eingangsbild eine Grenze einer schrägen Linie vorliegt, die Bildqualität an der Grenze der schrägen Linie beim Versuch der Verbesserung des Signalrauschverhältnisses verschlechtert. Dementsprechend kann an anderen Stellen keine Verbesserung des Signalrauschverhältnisses vorgenommen werden, und die Gesamtverbesserung des Signalrauschverhältnisses kann im wesentlichen nicht erzielt werden.
Die EP-A-0 504 428 (& WO-A-92 06 559) offenbart eine Rauschverminderungsvorrichtung mit i.a. einer Transformationseinrichtung zum Formen und Transformieren eines Signal blocks in Zeichenkomponenten (character components), einen nicht-linearen Verarbeitungsteil zur nicht-linearen Verarbeitung des Ausgangssignals der Transformationseinrichtung, eine Inverstransformationseinrichtung zum Ableiten nur einer Dateneinheit in dem Signalblock aus dem Ausgangssignal des nicht-linearen Verarbeitungsteils und einem Subtrahierer zum Subtrahieren des Ausgangssignals der Inversverarbeitungseinrichtung von einem Eingangsvideosignal. Dadurch wird das Ausgangssignal der Subtrahiereinrichtung oder das Ausgangssignal einer Verzögerungseinrichtung zu einem Ausgangssignal der Rauschverminderungsvorrichtung gemacht.
Die US-A-5 247 354 (& JP-A-04 004 676 und entsprechende japanische Patentzusammenfassung) offenbart eine Rauschverminderungsvorrichtung mit i.a. einer Zeichenextraktionseinrichtung, einer nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung zum Löschen einer Rauschkomponente aus einem Ausgangssignal der Zeichenextraktionseinrichtung, einer Subtrahiereinrichtung zum Ermitteln einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung und einem Eingangsbildsignal und einer n- Halbbildverzögerungseinrichtung, in die die nicht-lineare Verarbeitungseinrichtung ein Ausgangssignal ausgibt, das das Produkt eines mit einer Konstanten i (i > 0) multiplizierten Eingangssignals ist, wenn das Eingangssignal beim oder unter einem Referenzpegel a (a > 0) und wenn das Eingangssignal beim oder über einem Referenzpegel b (b < 0) liegt, und in die die nicht-lineare Verarbeitungseinrichtung einen im wesentlichen konstanten Wert A ausgibt, wenn das Eingangssignal bei oder über dem Referenzpegel a liegt, und einen im wesentlichen konstanten Wert B ausgibt, wenn das Eingangssignal beim oder unter dem Referenzpegel b liegt.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme des Standes der Technik zu lösen und eine Rauschverminderungsvorrichtung anzugeben, bei der die Verschlechterung eines Schräglinienabschnitts vermindert ist und die Rauschverminderungswirkung in anderen Bereichen erhöht ist, und zwar selbst bei einer Rauschverminderungsvorrichtung vom halbbildrekursiven Typ, und die bezüglich der Zahl der Schaltungen vorteilhaft ist.
Um die Aufgabe zu lösen, ist vorgesehen eine erfindungsgemäße erste Rauschverminderungsvorrichtung mit: einer ersten Subtraktionseinrichtung zum Berechnen einer Differenzkomponente zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal einer Verzögerungseinrichtung; einer Merkmalextraktionseinrichtung zum Zerlegen eines Ausgangssignals der ersten Subtraktionseinrichtung in eine Mehrzahl von Merkmalkomponenten; eine Mustererfassungeinrichtung, die zum Erfassen eines vorbestimmten Musters mit zumindest einer der Merkmalkomponenten versorgt ist; einer nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung zum Ausführen einer nicht-linearen Verarbeitung mit dem Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung; einer zweiten Subtraktionseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung und dem Eingangsvideosignal; und wobei die Verzögerungseinrichtung zum Verzögern eines Ausgangssignals der zweiten Subtraktionseinrichtung vorgesehen ist und eine Ausgangsverstärkung der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung entsprechend einem Ausgangssignal der Mustererfassungseinrichtung variiert wird.
Eine zweite Rauschverminderungsvorrichtung nach der Erfindung ist versehen mit einer ersten Subtraktionseinrichtung zum Berechnen einer Differenzkomponente zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal einer Verzögerungseinrichtung; einer Merkmalextraktionseinrichtung zum Zerlegen eines Ausgangssignals der ersten Subtraktionseinrichtung in eine Mehrzahl von Merkmalskomponenten; einer Mustererfassungseinrichtung, die zum Erfassen eines vorbestimmten Musters mit zumindest einer der Merkmalskomponenten versorgt ist; einer nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung zum Ausführen einer nicht-linearen Verarbeitung mit zumindest einem Ausgangssignal der Merkmalsextraktionseinrichtung; einer Inverstransformationseinrichtung zum Ausführen einer Inverstransformation unter Verwendung eines Ausgangssignals der nichtlinearen Verarbeitungseinrichtung und verbleibender Komponenten der Merkmalsextraktionskomponenten, die der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung nicht zugeführt werden; einer zweiten Subtraktionseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der Inverstransformationseinrichtung und dem Eingangsvideosignal; wobei die Verzögerungseinrichtung zum Verzögern eines Ausgangssignals der zweiten Subtraktionseinrichtung vorgesehen ist und eine Ausgangsverstärkung der nicht-linearen Vearbeitungseinrichtung entsprechend einem Ausgangssignal der Mustererfassungseinrichtung variiert wird.
Bei dem obigen Aufbau wird erfindungsgemäß das Ausgangssignal der Merkmalextraktionseinrichtung dazu verwendet, zu beurteilen, ob der Rand der schrägen Linie in einem Merkmalextraktionsbereich enthalten ist oder nicht, und es kann eine Rauschverminderungsvorrichtung mit einer geringeren Verschlechterung der schrägen Linie durch Veränderung der nicht-linearen Verarbeitungscharakteristik entsprechend dem Resultat der Beurteilung erhalten werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisch eine Rauschverminderungsvorrichtung nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 2 ist ein schematisch den Innenaufbau einer Schräglinienerfassungsschaltung 21 bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 3 illustriert schematisch die Beziehung zwischen einem Bild einer schrägen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 illustriert schematisch Transformationsmuster der Hadamard-Transformationen bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 illustriert schematisch die Beziehung zwischen dem Bild einer schrägen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 illustriert schematisch die Beziehung zwischen dem Bild einer schrägen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 illustriert schematisch die Beziehung zwischen dem Bild einer schrägen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 illustriert schematisch die Beziehung zwischen dem Bild einer schrägen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 illustriert schematisch die Beziehung zwischen dem Bild einer horizontalen Linie und der Halbbilddifferenz dazu bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 ist ein schematisch den Innenaufbau einer weiteren Schräglinienerfassungsschaltung 21 bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 11 ist ein schematisch eine Rauschverminderungsvorrichtung nach einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 12A und 12B sind die Eingangs-/Ausgangs-Kennlinien nicht-linearer Verarbeitungsschaltungen bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigende Kennliniendiagramme;
Fig. 13 ist ein schematisch eine Rauschverminderungsvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 14 ist ein schematisch den Innenaufbau einer nicht-linearen Schaltung 51 bei dem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustrierendes Blockdiagramm;
Fig. 15A und 15B sind Eingangs-/Ausgangs-Kennlinien der nicht-linearen Schaltung 51 bei dem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigende Kennliniendiagramme;
Fig. 16 illustriert schematisch die Auswahl von Differenzdaten zur Berechnung einer Ortsfrequenz;
Fig. 17 illustriert schematisch das Bild einer schrägen Linie, die Vollbilddifferenz und die Halbbilddifferenz; und
Fig. 18A und 18B illustrieren schematisch die Verschlechterung des Randes einer schrägen Linie beim Stand der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Anhand der begleitenden Zeichnungen werden nun erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm für eine Rauschverminderungsvorrichtung nach einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 einen Eingangsanschluß, 2 einen A/D-Wandler, 6 eine erste Substraktionseinrichtung, 7 eine Hadamard-Transformationsschaltung, 21 eine Schräglinienerfassungsschaltung, 22 eine nicht-lineare Verarbeitungseinrichtung, 3 eine zweite Subtraktionseinrichtung, 23 einen Halbbildspeicher, 10 einen D/A-Wandler und 11 einen Ausgangsanschluß.
Ein aus dem Eingangsanschluß 1 zugeführtes Analogvideosignal wird in dem A/D- Wandler 2 in ein Digitalvideosignal umgewandelt, und das Digitalvideoausgangssignal wird der ersten und der zweiten Subtraktionseinrichtung 6 bzw. 3 zugeführt. Die erste Subtraktionseinrichtung 6 berechnet die Differenz zwischen dem Eingangsvideosignal und einem einem Ausgangssignal der zweiten Subtraktionseinrichtung 3, verzögert um ein Halbbild, entsprechenden verzögerten Videosignal. Ein Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung 6 wird der Hadamard-Transformationsschaltung 7 und der nichtlinearen Verarbeitungseinrichtung 22 zugeführt. Die nicht-lineare Verarbeitungseinrichtung 22 führt zum Beispiel einen wie in Fig. 12A gezeigten Prozeß mit ihrem Eingangssignal aus.
Fig. 12A illustriert den Prozeß, daß das Eingangssignal ausgegeben wird, wie es ist, wenn die Amplitude des Eingangssignals kleiner als ein Schwellenwert "x" ist, und ein fester Wert "x" ausgegeben wird, wenn das Eingangssignal größer als der Schwellenwert "x" ist.
Andererseits wird die der Hadamard-Transformationsschaltung 7 zugeführte Halbbilddifferenz der 2x4-Ordnungs-Hadamard-Transformation unterworfen, um in acht zweidimensionale Frequenzkomponenten eingeteilt zu werden, etwa eine Niederfrequenzkomponente, eine vertikale Hochfrequenzkomponente, eine horizontale Hochfrequenzkomponente und dergleichen.
Es wird ein Eingangsblock x&sub2;&sub4; angenommen wie in Fig. 16 gezeigt, ausgedrückt durch
Wenn ein Transformationsausgangssignal der 2x4-Ordnungs-Hadamard- Transformation F&sub2;&sub4; wie folgt angenommen wird:
wird das Ausgangssignal F&sub2;&sub4; der Hadamard-Transformation ermittelt aus den Eingangsdaten X&sub2;&sub4; mit 2x4-Ordnung durch Ausführen der folgenden Operation:
F&sub2;&sub4; = H&sub2; X&sub2;&sub4; H&sub4;
wobei H&sub2; und H&sub4; gegeben sind durch
Unter den acht Komponenten F&sub0;&sub0; bis F&sub1;&sub3; werden die Komponenten F&sub0;&sub2;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub2; und F&sub1;&sub3; der Schräglinienerfassungsschaltung 21 zugeführt, und die Schräglinienerfassungsschaltung 21 beurteilt, ob die schräge Linie in dem Eingangsblock der Hadamard- Transformationsschaltung 7 enthalten ist oder nicht, auf der Basis der vier Komponenten. Die Funktion der Schräglinienerfassungsschaltung 21 wird weiter unten im einzelnen beschrieben.
Die Schräglinienerfassungsschaltung 21 erzeugt ein Erfassungssignal, wenn die Schaltung die schräge Linie erfaßt. Wenn die Schräglinienerfassungsschaltung 21 das Erfassungssignal erzeugt, macht die nicht-lineare Verarbeitungseinrichtung 22 den Maximalwert (der Wert "x" aus Fig. 12A) eines Ausgangssignals im Vergleich mit dem normalerweise eingestellten Wert klein.
Das Ausgangssignal der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 ist ein aus der Halbbilddifferenz als Rauschen entnommener Kleinamplitudenabschnitt. Die Amplitude von herausnehmbarem Rauschen wird erhöht, wenn der Maximalwert des Ausgangssignals größer eingestellt wird, und dementsprechend wird das Signalrauschverhältnis verbessert. Wie jedoch in Bezug zum Stand der Technik beschrieben, ist es, da das Mitteln von zwei Halbbildern an der Stelle, an der die Grenze der schrägen Linie vorliegt, die Bildqualität verschlechtert, erforderlich, das Mitteln durch Verringern des Maximalwerts des Ausgangssignals der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 in gewissem Umfang zu vermeiden. Wenn die Grenze der schrägen Linie erfaßt wird, wird der Maximalwert dementsprechend klein eingestellt.
Das Ausgangssignal der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 wird der Subtraktionsschaltung 3 zugeführt, um dadurch aus dem Eingangssignal Rauschen zu subtrahieren, so daß ein Digitalvideosignal mit vermindertem Rauschen erhalten wird. Das Digitalvideosignal wird in dem D/A-Wandler 10 in das Originalanalogsignal umgewandelt, das ausgegeben wird.
Wie oben beschrieben, wird die Stelle erfaßt, an der eine schräge Linie vorliegt, und der Maximalwert des Ausgangssignals der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 an der Stelle wird in gewissem Umfang vermindert, um die Rückkopplungsrate des Systems zu vermindern, so daß die Verschlechterung der Bildqualität des Ausgangsvideosignals verringert werden kann. Da ferner der Maximalwert des Ausgangssignals der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 an anderen Stellen als der der schrägen Linie groß eingestellt werden kann, kann das Signalrauschverhältnis verbessert werden.
Prinzip und Funktion der Schräglinienerfassungsschaltung 21 werden nun im einzelnen beschrieben. Der obere Bereich in Fig. 3 illustriert die Positionsbeziehung einer vergrößerten Grenze einer schrägen Linie, dargestellt vom unteren linken Abschnitt bis zum oberen rechten Abschnitt des Bildes, und eines Eingangsblocks (gestrichelte Linie) der Hadamard-Transformationsschaltung. Der untere Abschnitt in Fig. 3 illustriert die Verteilung der Halbbilddifferenzen im Eingangsblock. Die Halbbilddifferenzdaten werden dem Eingangsblock bei jeweils jeder zweiten Dateneinheit zugeführt, wie in Fig. 16 gezeigt. Die Halbbilddifferenz wird durch Subtrahieren des zweiten Halbbilds von dem ersten Halbbild erhalten. In dem weißen Bereich der Halbbilddifferenz wird das Videosignal im wesentlichen aufgehoben, und es wird nur Rauschen erhalten. In dem gepunkteten Abschnitt der Halbbilddifferenz werden Rauschen und die Differenz des Videosignals an der Grenze der schrägen Linie erhalten. Beim tatsächlichen Bild ist die Verschlechterung der schrägen Linie mit einer Steigung wie in Fig. 3 gezeigt am deutlichsten, und dementsprechend wird die Beschreibung auf eine schräge Linie mit der in Fig. 3 gezeigten Steigung gerichtet.
Die Daten in der mit x&sub1;&sub1; bezeichneten Stelle werden als momentan zu verarbeitende Daten angenommen. Die Verschlechterung der schrägen Linie wird verursacht durch Rückkopplung des in der Halbbilddifferenz an der Stelle mit der Grenze der schrägen Linie enthaltenen Videosignals. Dementsprechend wird angenommen, daß eine Verschlechterung der Grenze der schrägen Linie durch Kleinmachen des Ausgangswerts der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung 22 zum Vermindern der Rückkopplungsstärke, wenn ein gepunkteter Bereich zu der mit x&sub1;&sub1; bezeichneten Stelle kommt, vermieden werden kann. Fig. 3 zeigt ein solches tatsächliches Beispiel.
Die Halbbilddifferenz in Fig. 3 wird mit acht in Fig. 4 gezeigten Blockmustern Hadamard-transformiert, um acht Transformationskomponenten zu erhalten. Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Eingangsblock und der Transformationsgleichung. Die Markierungen "+" und "-" in Fig. 4 bezeichnen "+ 1" bzw. "-1", und die leeren Felder bezeichnen "0". Diese bezeichnen Koeffizienten zur Multiplikation mit an den entsprechenden Positionen in dem Eingangsblock vorliegenden Daten bei der Transformation. Zum Beispiel ist F&sub0;&sub0; gegeben durch
F&sub0;&sub0; = x&sub0;&sub0;+x&sub0;&sub1;+x&sub0;&sub2;+x&sub0;&sub3;+x&sub1;&sub0;+x&sub1;&sub1;+x&sub1;&sub2;+x&sub1;&sub3;
Dabei sind alle Koeffizienten "+ 1". Ferner ist F&sub0;&sub1; gegeben durch
F&sub0;&sub1; = x&sub0;&sub0;-x&sub0;&sub1; +x&sub0;&sub2;-x&sub0;&sub3;+x&sub1;&sub0;-x&sub1;&sub1;+x&sub1;&sub2;-x&sub1;&sub3;
Dabei sind die Koeffizienten an den Positionen x&sub0;&sub1;&sub1; x&sub0;&sub3;, x&sub1;&sub1; und x&sub1;&sub3; "-1".
Da angenommen wird, daß die Amplitude der Differenz des Videosignals, in dem Eingangsblock enthalten, generell größer als die von Rauschen ist, dominiert die Differenz des Videosignals bei der Verarbeitung unter Verwendung der Daten in dem Eingangsblock. Beim Ermitteln von F&sub0;&sub0; aus den in Fig. 3 gezeigten Daten zum Beispiel werden die Differenzen der an den beiden mit x&sub1;&sub1; und x&sub1;&sub2; markierten Positionen erscheinenden Videosignale addiert und ungefähr auf das Doppelte erhöht. Der Wert von F&sub0;&sub0; kann ungefähr als ungefähr doppelt so groß wie die Differenz des Videosignals betrachtet werden. Jedoch heben sich bei F&sub0;&sub1; die Differenzen der Videosignale an zwei Positionen gegenseitig auf, und aus F&sub0;&sub1; wird fast nur Rauschen entnommen. Auf diese Weise sind die Komponenten, aus denen große Werte entnommen werden, F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub3;.
Beim Vergleich von F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sind die Vorzeichen der Koeffizienten an Positionen (x&sub1;&sub1; und X&sub1;&sub2;), in denen die Differenz der Videosignale enthalten ist, entgegengesetzt, und die Differenz der Videosignale dominiert bei der Operation unter Verwendung der Daten in dem Eingangsblock, wie oben beschrieben. Dementsprechend wird angenommen, daß die Vorzeichen von F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; entgegengesetzt sind. In ähnlicher Weise wird angenommen, daß F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; entgegengesetztes Vorzeichen haben.
Fig 5 illustriert ein durch Bewegen des Eingangsmusters in Fig. 3 um zwei Dateneinheiten nach rechts erhaltenes Eingangsmuster, und dies ist ein Fall, in dem in gleicher Weise wie bei Fig. 3 der Schräglinienerfassungsprozeß erforderlich ist. Der gepunktete Bereich des Halbbilddifferenzsignals enthält die Differenz der Videosignale. Es ist anzunehmen, daß bei Hadamard-Transformation des Halbbilddifferenzsignals mit den Blockmustern aus Fig. 4 die Werte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub2;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub2; erhöht werden, und F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sowie F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; jeweils entgegengesetzte Vorzeichen haben.
Fig. 6 illustriert ein durch Bewegen des Eingangsmusters aus Fig. 5 um zwei Dateneinheiten nach rechts erhaltenes Eingangsmuster. Die Hadamard- Transformationskomponenten haben erhöhte Absolutwerte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub1; und F&sub1;&sub2;. In diesem Fall ist jedoch die mit xii gezeigte Stelle nicht gepunktet (fast kein Videosignal enthalten), und die Verschlechterung der schrägen Linie wird auch bei Rückkopplung nicht beeinflußt. Daher wird in diesem Fall keine Erfassung der schrägen Linie durchgeführt, und dieses Eingangsmuster wird von den zu erfassenden Objekten ausgenommen, um das Signalrauschverhältnis durch Erhöhen der Rückkopplungsstärke zu verbessern.
In ähnlicher Weise illustriert Fig. 7 ein durch Bewegen des Eingangsmusters aus Fig. 6 und zwei Dateneinheiten nach rechts erhaltenes Eingangsmuster, und Fig. 8 illustriert ebenfalls ein durch Bewegen des Eingangsmusters aus Fig. 7 um zwei Dateneinheiten nach rechts erhaltenes Eingangsmuster. In dem Fall aus Fig. 7 werden die Absolutwerte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub2;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub2; erhöht, und F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sowie F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; haben jeweils das gleiche Vorzeichen. In dem Fall aus Fig. 8 werden die Absolutwerte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub3; erhöht, und F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sowie F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; haben jeweils gleiches Vorzeichen. Auch bei diesen Fällen ist die mit x&sub1;&sub1; bezeichnete Stelle nicht gepunktet, und die Verschlechterung der schrägen Linie wird auch bei Rückkopplung nicht beeinflußt. Dementsprechend wird in diesen Fällen keine Erfassung der schrägen Linie durchgeführt, und das Eingangsmuster wird aus den zu erfassenden Objekten ausgenommen, um das Signalrauschverhältnis durch Erhöhen der Rückkopplungsstärke zu verbessern.
Kurz gesagt erscheint nur in den Fällen aus den Figuren 3 und 5 ein großer Signalpegel an der mit x&sub1;&sub1; bezeichneten Stelle und verursacht seine Rückkopplung eine Verschlechterung der schrägen Linie. Wenn also ein solcher Fall erfaßt wird, um die Rückkopplungsstärke zu vermindern, kann angenommen werden, daß eine Verschlechterung der schrägen Linie vermieden und ein großes Signalrauschverhältnis an den Stellen außerhalb der schrägen Linie erzielt werden kann. Als Bedingungen zum Erfassen der Fälle aus den Figuren 3 und 5 aus den fünf oben beschriebenene Mustern existieren die folgenden beiden Bedingungen:
Die Absolutwerte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub2;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub2; sind erhöht, und F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sowie F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; haben jeweils entgegengesetzte Vorzeichen.
Die Absolutwerte von F&sub0;&sub0;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub0; und F&sub1;&sub3; sind erhöht, und F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; sowie F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; haben jeweils entgegengesetztes Vorzeichen.
Nun wird ein Spezialfall betrachtet.
Fig. 9 illustriert von dem linken Abschnitt bis zum rechten Abschnitt des Bildes dargestellte horizontale Linien und die Halbbilddifferenz, wobei in den freien Bereichen der Halbbilddifferenz nur Rauschen und in den gepunkteten Bereichen sowohl Rauschen als auch eine Videosignaldifferenz erhalten werden. Wenn also das Halbbilddifferenzsignal aus Fig. 9 mit den acht in Fig. 4 gezeigten Mustern Hadamard-transformiert wird, werden die Absolutwerte von F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; erhöht.
Wenn die Schräglinienerfassungsschaltung insgesamt betrachtet wird, ist es erforderlich, von den Bedingungen bei der Erfassung der schrägen Linie den Fall auszuschließen, in dem die Absolutwerte von F&sub0;&sub0; und F&sub1;&sub0; groß sind, und somit gibt es folgende zwei Bedingungen für die Schräglinienerfassung:
(1) wenn die Absolutwerte von F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; groß sind und entgegengesetztes Vorzeichen haben und
(2) wenn die Absolutwerte von F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; groß sind und entgegengesetztes Vorzeichen haben.
Anhand Fig. 2 wird nun ein Beispiel für die Schräglinienerfassungsschaltung 21 beschrieben. In Fig. 2 bezeichnet die Ziffer 31 eine Absolutwertschaltung zum Erhalten des Absolutwerts eines Eingangssignals, 32 ein Register zum Halten eines numerischen Werts, 33 eine Größenvergleichsschaltung zum Vergleichen der Größe von zwei Eingangsdateneinheiten und 34, 35 und 36 logische Schaltungen, wobei 34 ein XODER (ausschließlich ODER) Gatter, 35 ein UND-Gatter und 36 ein ODER-Gatter ist.
Die Funktion der obigen Schräglinienerfassungsschaltung wird nun beschrieben.
Die in die Schräglinienerfassungsschaltung eingegebenen F&sub0;&sub2; und F&sub0;&sub3; werden den Absolutwertschaltungen 31 zugeführt, in denen ihre Absolutwerte erhalten werden. Ein Ausgangssignal der Absolutwertschaltung 31 wird in der Größenvergleichsschaltung 33 mit einem in dem Register 32 gehaltenen bzw. gespeicherten Schwellenwert verglichen, und nur wenn das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung 31 größer als der Schwellenwert ist, erzeugt die Vergleichsschaltung ein "H"-Ausgangssignal (hoher Pegel). Andererseits werden die MSBs (Most Significant Bits = signifikantesten Bits) von F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; und die MSBs von F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; den entsprechenden XODER-Gattern 34 zugeführt, und nur wenn beide Eingangssignale verschieden sind, erzeugt jedes der XODER-Gatter 34 ein "H"-Ausgangssignal. Das UND-Gatter 35 erzeugt ein "H"-Ausgangssignal nur dann, wenn das Ausgangssignal des XODER-Gatters 34 und das Ausgangssignal der Größenvergleichsschaltung 33 beide "H" sind. Das ODER-Gatter 36 erzeugt ein "H"- Ausgangssignal, wenn das Ausgangssignal zumindest eines der UND-Gatter 35 "H" ist. Dementsprechend ist die Schräglinienerfassungsbedingung erfüllt, wenn die Absolutwerte von F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; größer als der Schwellenwert sind und entgegengesetztes Vorzeichen zueinander haben oder wenn die Absolutwerte von F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; größer als der Schwellenwert sind und entgegengesetztes Vorzeichen zueinander haben.
Wie bei dem in Fig. 10 gezeigten Schaltungsaufbau wird so verfahren, daß die Bedingungen, daß der Wert von F&sub1;&sub2; oder F&sub1;&sub3; größer als der Schwellenwert ist und die Vorzeichen von F&sub0;&sub2; und F&sub1;&sub2; oder von F&sub0;&sub3; und F&sub1;&sub3; verschieden sind, addiert werden, und die logische Summe von vier Bedingungen von einer ODER-Schaltung 37 ermittelt wird. Die hardwaremäßige Größe dieses Schaltungsaufbaus ist erhöht, die Genauigkeit der Erfassung der schrägen Linie jedoch verbessert.
Anhand der Zeichnungen wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel für die Erfindung beschrieben.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer Rauschverminderungsvorrichtung nach dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel In Fig. 11 sind die mit den Ziffern 1, 2, 3, 6, 7, 10, 11, 21 und 23 bezeichneten Elemente die gleichen wie in Fig. 1 und haben die gleiche Funktion. Ziffer 9 bezeichnet eine Hadamard-Inverstransformationschaltung, 41 eine nicht-lineare Verarbeitungsschaltung a, 42 eine nicht-lineare Verarbeitungsschaltung b, 43 eine Auswahlschaltung zum Auswählen eines der Auswahlsignale der nichtlinearen Verarbeitungsschaltungen 41 und 42.
Die Funktion der Rauschverminderungsvorrichtung nach dem wie oben aufgebauten zweiten Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. Es sind jedoch die die gleichen Funktionen wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausführenden Bereiche weggelassen.
Die erste Subtraktionseinrichtung 6 berechnet die Differenz zwischen dem Eingangsvideosignal und einem um ein Halbbild verzögerten Videosignal, und das Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung 6 wird der Hadamard-Transformationsschaltung 7 zugeführt. Die Hadamard-Transformationsschaltung 7 unterteilt die Halbbilddifferenz in acht zweidimensionale Frequenzkomponenten, etwa eine Niederfrequenzkomponente, eine vertikale Hochfrequenzkomponente, eine horizontale Hochfrequenzkomponente und dergleichen.
Die zwei unterschiedlichen nicht-linearen Schaltungen 41 und 42 entnehmen den Frquenzkomponenten Rauschen. Und zwar weist die nicht-lineare Schaltung 41 die Eingangs/Ausgangs-Kennlinie aus Fig. 12A auf, und die nicht-lineare Schaltung 42 weist die Eingangs/Ausgangs-Kennlinie aus Fig. 12B auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel stehen x in Fig. 12A und y in Fig. 12B in der Beziehung y ≤ x. Die in Fig. 12A gezeigte Kennlinie der nicht-linearen Schaltung dient dazu, ein verbessertes großes Signalrauschverhältnis zu erhalten, und die in Fig. 12B gezeigte Kennlinie dient dazu, die Rückkopplungsrate bei der Grenze einer schrägen Linie zu verringern, bei der die Verschlechterung bei einem statischen Bild untragbar werden kann.
Andererseits werden die Ausgangssignale F&sub0;&sub2;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub2; und F&sub1;&sub3; der Hadamard- Transformationsschaltung 7 der Schräglinienerfassungsschaltung 21 zugefiihrt, die aus den vier Komponenten beurteilt, ob in dem Eingangsblock der Hadamard- Transformationsschaltung 7 die Grenze einer schrägen Linie enthalten ist oder nicht. Die Funktion und das Funktionsprinzip der Schräglinienerfassungsschaltung 21 sind die gleichen wie beim ersten Ausfiihrungsbeispiel beschrieben, und die Schaltung 21 erzeugt ein Erfassungssignal, wenn die Schaltung die schräge Linie erfaßt.
Die Auswahlschaltung 43 spricht auf ein Erfassungsausgangssignal der Schräglinienerfassungsschaltung 21 an und wählt das Ausgangssignal der nicht-linearen Verarbeitungsschaltung 42 aus, wenn die schräge Linie erfaßt ist, anderenfalls wählt die Auswahlschaltung die nicht-lineare Verarbeitungsschaltung 41 aus. Auf diese Weise wird das Vorhandensein der Grenze der schrägen Linie erfaßt, und die Rückkopplungsrate an der Erfassungsstelle wird zum Unterdrücken einer Verschlechterung des Ausgangsbilds verringert.
Das Ausgangssignal der Auswahlschaltung 43 wird der Hadamard- Inverstransformationsschaltung 9 zugeführt, um zu Rauschen in der Zeitdomäne zurückgeführt zu werden. Die Subtraktionsschaltung 3 subtrahiert das Rauschen von dem Eingangssignal, um dadurch ein Videosignal mit verringertem Rauschen zu erhalten.
Es wird nun anhand der Zeichnungen ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer Rauschverringerungsvorrichtung nach dem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel In Fig. 13 sind die mit den Ziffern 1, 2, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 21 und 23 bezeichneten Elemente die gleichen wie in Fig. 11 und haben die gleiche Funktion.
Ziffer 51 bezeichnet eine nicht-lineare Schaltung, die zur Veränderung der nichtlinearen Verarbeitungscharakteristik in der Lage ist, und ein Beispiel für ihren Schaltungsaufbau ist in Fig. 14 gezeigt. In Fig. 14 bezeichnet die Ziffer 61 einen Eingangsanschluß zum Eingeben von Komponenten. 62 einen Eingangsanschluß zum Eingeben eines Erfassungsresultats bezüglich einer schrägen Linie, 63 eine Absolutwertschaltung zum Erhalten des Absolutwerts des Eingangssignals, 64 eine Größenvergleichsschaltung zum Vergleichen der Größen von zwei Eingangsdateneinheiten, 65 ein Register zum Halten bzw. Speichern eines festgelegten Werts, 66 und 67 Auswahlschaltungen und 68 einen Ausgangsanschluß
Die Funktion der Rauschverminderungsvorrichtung nach dem wie oben aufgebauten dritten Ausfiihrungsbeispiel wird nun beschrieben. Abschnitte mit der gleichen Funktion wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel werden weggelassen.
Die nicht-lineare Schaltung 51 entnimmt bei der Hadamard-Transformationsschaltung 7 erhaltenen acht zweidimensionalen Frequenzkomponenten Rauschen. Und zwar kann die nicht-lineare Schaltung 51 die zwei Eingangslausgangs-Charakteristiken der Figuren 15A und 15B annehmen. Die nicht-lineare Schaltung 51 mit der in Fig. 15A gezeigten Charakteristik dient zum Erhalten des verbesserten großen Signalrauschverhältnisses, und die nicht-lineare Schaltung mit der in Fig. 15B gezeigten Charakteristik dient zur Verringerung der Rückkopplungsrate bei der Grenze der schrägen Linie, bei der die Verschlechterung eines statischen Bildes untragbar werden kann.
Andererseits werden Ausgangssignale F&sub0;&sub2;, F&sub0;&sub3;, F&sub1;&sub2; und F&sub1;&sub3; der Hadamard- Transformationsschaltung der Schräglinienerfassungsschaltung 21 zugeführt, die aus den vier Komponenten beurteilt, ob die Grenze der schrägen Linie in dem Eingangsblock der Hadamard-Transformationsschaltung 7 enthalten ist oder nicht.
Die Schräglinienerfassungsschaltung 21 erzeugt ein Erfassungssignal, wenn die Schaltung die schräge Linie erfaßt. Die nicht-lineare Schaltung 51 spricht auf ein Ausgangssignal der Schräglinienerfassungsschaltung 21 an und wählt den Prozeß aus Fig. 15B, wenn die schräge Linie erfaßt ist, anderenfalls wählt die Schaltung den Prozeß aus Fig. 15A.
Wenn auf diese Weise das Vorhandensein der Grenze einer schrägen Linie erfaßt ist, verändert die nicht-lineare Verarbeitungsschaltung ihre nicht-lineare Verarbeitungscharakteristik, und die Rückkopplungsrate an der Erfassungsstelle wird kleingesteuert, um dadurch die Verschlechterung der Bildqualität zu unterdrücken.
Das Ausgangssignal der nicht-linearen Schaltung 51 wird der Hadamard- Inverstransformationsschaltung 9 zugeführt, um zu Rauschen in der Zeitdomäne zurückgeführt zu werden, und wird der Subtraktionsschaltung 3 zugeführt. Die Subtraktionsschaltung 3 subtrahiert das Rauschen von dem Eingangssignal, um dadurch ein Videosignal mit verringertem Rauschen zu erhalten.
Die Funktion der nicht-linearen Schaltung 51 wird nun beschrieben. Fig. 14 zeigt schematisch ein Beispiel für einen tatsächlichen Schaltungsaufbau der nicht-linearen Schaltung 51. Das Register 65 hält bzw. speichert einen Wert z aus den Figuren 15A und 15B. Die Auswahlschaltung 66 gibt einen Basispegel aus (das heißt 0-Pegel), wenn das Schräglinienerfassungsresultat "H" ist, anderenfalls gibt sie ein Ausgangssignal der Auswahlschaltung 69 aus. Die Auswahlschaltung 69 gibt einen in dem Register 65 gespeicherten Wert aus, wenn ein zu dem Eingangsanschluß 61 gegebenes Eingangssignal positiv oder null ist, das heißt das signifikanteste Bit (MSB) des Eingangssignals "L" ist, anderenfalls einen von dem NICHT-(NOT)-Gatter 70 und dem Addierer 71 erhaltenen Wert, der den Wert des Ausgangssignals des NICHT-Gatters um 1 erhöht, um ein Signal mit dem gleichen Absolutwert wie der in dem Register 65 gespeicherte Wert und davon unterschiedlichem Vorzeichen zu erzeugen. Wenn andererseits die Frequenzkomponenten aus dem Eingangsanschluß 61 zugeführt werden, werden ihre Absolutwerte in der Absolutwertschaltung 63 erhalten, und die Absolutwerte werden mit dem in dem Register gespeicherten Wert in dem Größenvergleicher 64 verglichen. Nur wenn das Ausgangssignal der Absolutwertschaltung 63 größer als der Wert des Registers ist, erzeugt der Vergleicher 64 ein "H"-Ausgangssignal. Die Auswahlschaltung 67 wählt den Ausgangswert der Auswahlschaltung 66 aus, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 64 "H" ist, anderenfalls erzeugt sie die eingegebene Komponente wie sie ist.
Bei dem obigen Funktionsablauf kann die nicht-lineare Schaltung 51 die zwei in Fig. 15 gezeigten nicht-linearen Prozesse ausführen, indem nur der Wert von dem Register gespeichert und das Resultat der Schräglinienerfassungsschaltung ermittelt wird.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird eine nicht-lineare Schaltung zum Ausführen zweier nicht-linearer Prozesse verwendet, so daß der Schaltungsaufbau vereinfacht ist. Da die beiden nicht-linearen Prozesse von einem Schaltungsaufbau ausgeführt werden, ist es unmöglich, sehr unterschiedliche nicht-lineare Prozesse zu erhalten, es reicht jedoch aus, die Aufgabe der Rauschverringerungsvorrichtung auszuführen.
Wie oben beschrieben kann erfindungsgemäß eine Rauschverringerungsvorrichtung realisiert werden, bei der das Vorhandensein der Grenze einer schrägen Linie erfaßt wird aus den durch eine Hadamard-Transformation ermittelten Komponenten und die nichtlinearen Verarbeitungscharakteristiken durch das Erfassungsresultat verändert werden, so daß eine Verschlechterung der Bildqualität durch Verringerung der Rückkopplungsrate an der Grenze der schrägen Linie unterdrückt werden kann, bei der die Verschlechterung untragbar zu werden neigt, und das Signalrauschverhältnis kann durch Erhöhen der Rückkopplungsrate an anderen Stellen verbessert werden, um dadurch bei der Verbesserung des Signalrauschverhältnisses im Vergleich zu einer konventionellen Rauschverringerungsvorrichtung vom halbbildrekursiven Typ eine hervorragende Wirkung zu erzielen.

Claims

1. Rauschverminderungsvorrichtung mit:

einer ersten Subtraktionseinrichtung (6) zum Berechnen einer Differenzkomponente zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal einer Verzögerungseinrichtung (23);

einer Merkmalextraktionseinrichtung (7) zum Zerlegen eines Ausgangssignals der ersten Subtraktionseinrichtung in eine Mehrzahl von Merkmalskomponenten;

einer Mustererfassungseinrichtung (21), die zum Erfassen eines vorbestimmten Musters mit zumindest einer der Merkmalskomponenten versorgt ist;

einer nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung (22) zum Ausführen einer nichtlinearen Verarbeitung mit dem Ausgangssignal der ersten Subtraktionseinrichtung;

einer zweiten Subtraktionseinrichtung (3) zum Berechnen einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der nicht-linearen Einrichtung und dem Eingangsvideosignal; und

wobei die Verzögerungseinrichtung (23) zum Verzögern eines Ausgangssignals der zweiten Subtraktionseinrichtung vorgesehen ist;

eine Ausgangsverstärkung der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung entsprechend einem Ausgangssignal der Mustererfassungseinrichtung variiert wird, das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung oder das Ausgangssignal der zweiten Subtraktionseinrichtung als Ausgangssignal erzeugt wird.

2. Rauschverminderungsvorrichtung mit:

einer nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung (51) zum Ausführen einer nichtlinearen Verarbeitung mit zumindest einem Ausgangssignal der Merkmalsextraktionseinrichtung;

einer Inverstransformationseinrichtung (9) zum Ausführen einer Inverstransformation unter Verwendung eines Ausgangssignals der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung und verbleibender Komponenten der Merkmalsextraktionskomponenten, die der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung nicht zugeüihrt werden;

einer zweiten Subtraktionseinrichtung (3) zum Berechnen einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der Inverstransformationseinrichtung und dem Eingangsvideosignal;

eine Ausgangsverstärkung der nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung entsprechend einem Ausgangssignal der Mustererfassungseinrichtung variiert wird, das Ausgangssignal der Verzögerungsein richtung oder das Ausgangssignal der zweiten Subtraktionseinrichtung als Ausgangssignal erzeugt wird.

3. Rauschverminderungsvorrichtung mit;

einer ersten nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung (41) zum Ausführen einer nicht-linearen Verarbeitung mit zumindest einer Merkmalskomponente;

einer zweiten nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung (42) zum Ausführen einer von der der ersten nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung unterschiedlichen nicht-linearen Verarbeitung mit zumindest einer der Merkmalskomponenten;

einer Auswahleinrichtung (43) zum Auswählen des Ausgangssignals der ersten nicht-linearen Verarbeitungseinrichtung oder des Ausgangssignals der zweiten nichtlinearen Verarbeitungseinrichtung entsprechend einem Ausgangssignal der Mustererfassungseinrichtung;

einer Inverstransformationseinrichtung (9) zum Ausführen einer Inverstransformation unter Verwendung eines Ausgangssignals der Auswahleinrichtung und verbleibender Komponenten der Merkmalsextraktionskomponenten, die der nichtlinearen Verarbeitungseinrichtung nicht zugeführt werden;

einer zweiten Subtraktionseinrichtung (3) zum Berechnen einer Differenz zwischen einem Ausgangssignal der Inverstransformationseinrichtung und dem Eingangsvideosignal; und

wobei die Verzögerungseinrichtung (23) zum Verzögern eines Ausgangssignais der zweiten Subtraktionseinrichtung vorgesehen ist; das Ausgangssignal der Verzögerungseinrichtung oder das Ausgangssignal der zweiten Subtraktionseinrichtung als Ausgangssignal erzeugt wird.

4. Rauschverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Verzögerungseinrichtung (23) eine n-Halbbildverzögerungseinrichtung (n > 0) aufweist.

5. Rauschverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Eingangssignal ein Luminanzsignal ist.

6. Rauschverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das vorbestimmte Muster ein für einen Rand einer in einem statischen Bild des Eingangssignals erscheinenden schrägen Linie stehendes Muster ist.

7. Rauschverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Merkmalsextraktionseinrichtung (7) eine 2 (Vertikal) x 4 (Horizontal)-Ordnungs- Hadamard-Transformationseinrichtung aufweist und die Erfassungseinrichtung für das vorbestimmte Muster mit Ausgangssignalen mit Frequenzkomponenten F&sub3;, F&sub4;, F&sub5; und F&sub6; versorgt ist mit jeweils der dritthöchsten bis sechshöchsten Horizontalortsfrequenz der Ausgangssignale der Hadamard-Transformationseinrichtung, wobei ein vorbestimmtes Signal erzeugt wird, wenn eine von zwei Bedingungen erfüllt ist, nämlich eine erste Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub3; von dem von F&sub4; verschieden ist und der Absolutwert von F&sub3; größer als ein vorbestimmter Wert ist, und eine zweite Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub5; von dem von F&sub6; verschieden ist und der Absolutwert von F&sub5; größer als der vorbestimmte Wert ist, wenn angenommen wird, daß die Horizontalortsfrequenz von F&sub3; der von F&sub4; und die Horizontalortsfrequenz von F&sub5; der von F&sub6; gleich ist.

8. Rauschverminderungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Merkmalsextraktionseinrichtung (7) eine 2 (Vertikal) x 4 (Horizontal)-Ordnungs- Hadamard-Transformationseinrichtung aufweist und die Erfassungseinrichtung für das vorbestimmte Muster mit Ausgangssignalen mit Frequenzkomponenten F&sub3;, F&sub4;, F&sub5; und F&sub6; versorgt ist mit jeweils der dritthöchsten bis sechshöchsten Horizontalortsfrequenz der Ausgangssignale der Hadamard-Transformationseinrichtung, wobei ein vorbestimmtes Signal erzeugt wird, wenn eine von vier Bedingungen erfüllt ist, nämlich eine erste Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub3; von dem von F&sub4; verschieden und der Absolutwert von F&sub3; größer als ein vorbestimmter Wert ist, eine zweite Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub3; von dem von F&sub4; verschieden und der Absolutwert von F&sub4; größer als der vorbestimmte Wert ist, eine dritte Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub5; von dem von F&sub6; verschieden und der Absolutwert von F&sub5; größer als der vorbestimmte Wert ist, und eine vierte Bedingung, daß das Vorzeichen von F&sub5; von dem von F&sub6; verschieden und der Absolutwert von F&sub6; größer als der vorbestimmte Wert ist, wenn angenommen wird, daß die Horizontalortsfrequenz von F&sub3; der von F&sub4; gleich und die Horizontalortsfrequenz von F&sub5; der von F&sub6; gleich ist.