DE3150008C2 - - Google Patents

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind bereits Systeme zur Verminde­ rung des Rauschens in Fernsehsignalen bekannt, bei wel­ chen die Fernsehsignale um eine Bildperiode verzögert und nach Bewertung mit einem Korrekturfaktor den ebenfalls bewerteten unverzögerten Fernsehsignalen hinzuaddiert werden. Die Wirkung dieser bekannten Systeme beruht darauf, daß Unterschiede von einem Fernsehvollbild zum folgenden ausgemittelt werden. Diese Mittelung hat jedoch nicht nur die erwünschte Rauschreduzierung, sondern auch eine Bewe­ gungsunschärfe zur Folge. Es ist daher erforderlich, bei Bewegungen die Wirkung der Mittelung herabzusetzen. Es sind also Mittel vorzusehen, welche eine Unterscheidung zwischen den durch das Rauschen bedingten Unterschieden und Bewe­ gungen ermöglichen.The invention is based on a system of the type of the main claim. They are systems for the past tion of noise in television signals known, at wel chen the television signals delayed by one frame and after evaluation with a correction factor rated instantaneous television signals added will. The effect of these known systems is based on that differences from one television frame to the next  be averaged out. However, this averaging has not only the desired noise reduction, but also a move resultant blur. It is therefore necessary to Movements to reduce the effect of averaging. There are that is, to provide means which differentiate between the differences and effects caused by the noise enable.

Hierzu ist es bekannt (US 40 58 836), die Differenz zwischen dem unverzögerten und dem verzögerten Fernseh­ signal zu bilden und das Ergebnis über eine Schwell­ wertschaltung zu leiten. Dabei geht man davon aus, daß das Rauschen im Fernsehsignal relativ gering ist, während sich bei Bewegungen größere Differenzen ergeben, welche weitergeleitet werden und das System zur Verminderung des Rauschens derart steuern, daß deren Wirkung vermindert wird. Diese Systeme haben den Nachteil, daß Bewegungen in kontrastarmen Szenen nicht berücksichtigt werden und damit wie das Rauschen dem Reduktionsvorgang unterworfen werden. Somit erscheinen sich bewegende Kanten unscharf.For this purpose, it is known (US 40 58 836), the difference between the instantaneous and the delayed television signal form and the result over a swell value management. It is assumed that the noise in the television signal is relatively low while there are major differences in movements, which be forwarded and the system for reducing the Control noise in such a way that its effect is reduced becomes. These systems have the disadvantage that movements are not taken into account in low-contrast scenes and thus subjected to the reduction process like the noise will. Moving edges appear blurred.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung (DE 29 37 284 A1) wird davon ausgegangen, daß kleine Bilddetails in Bewe­ gungen vom Auge nicht erfaßt werden können. Ein Tiefpaß für das Bewegungssignal in Horizontalrichtung und/oder Vertikalrichtung unterdrückt die entsprechenden Rauschan­ teile im Bewegungssignal. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß bei geringer Tiefpaßfilterung Rauschspitzen auf das Maß der Rauschunterdrückung wirken, weil sie als Bewegung erkannt werden. Die Rauschreduzierung wird in die­ sem Fall vom Rauschen selbst gesteuert und ergibt im Bild eine grobkörnige Strukturstörung, die ggf. mehr stört, als das ursprüngliche Rauschen. Bei starker Tiefpaßfilterung werden Bewegungsdetails unterdrückt, und ein Schärfever­ lust in bewegten Bildteilen wird sichtbar.In another known arrangement (DE 29 37 284 A1) it is assumed that small picture details in Bewe conditions cannot be grasped by the eye. A low pass for the movement signal in the horizontal direction and / or Vertical direction suppresses the corresponding noise share in the motion signal. This known arrangement has the Disadvantage that noise peaks with low low-pass filtering act on the level of noise reduction because they act as Motion can be detected. The noise reduction is in the This case is controlled by the noise itself and results in the picture a coarse-grained structural disorder that may disrupt more than  the original noise. With strong low-pass filtering motion details are suppressed, and a sharpness ver lust in moving parts of the picture becomes visible.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde ferner bei einem System zur Verminderung des Rauschens in einem Fernsehsi­ gnal mit einem Vollbildspeicher und einem Bewegungsdetek­ tor bereits vorgeschlagen (DE 31 21 597 A1), das die Bewegung darstellende Signal über einen Tiefpaß und/ oder eine Schwellwertschaltung zu leiten, dessen Grenz­ frequenz bzw. deren Schwellwert als Funktion der Rausch­ amplitude steuerbar ist. Damit wird erreicht, daß bei kleiner Rauschamplitude im Eingangssignal keine störenden Bewegungsunschärfen auftreten, während bei größeren Rausch­ amplituden eine Eigensteuerung der Rauschreduzierung durch das Rauschen selbst verhindert wird. Hierbei muß jedoch bei einem hohen Rauschanteil ein Verlust von Detailauf­ lösung in bewegten Bildteilen in Kauf genommen werden.To avoid these disadvantages, a System for reducing noise in a television si gnal with a full screen memory and a motion detector Tor already proposed (DE 31 21 597 A1), the the signal representing the movement via a low-pass filter and / or to direct a threshold circuit whose limit frequency or its threshold as a function of noise amplitude is controllable. This ensures that at small noise amplitude in the input signal no disturbing Motion blurs occur while experiencing greater intoxication amplify a self-control of the noise reduction by the noise itself is prevented. However, this must with a high noise component a loss of detail solution in moving parts of the picture.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem System der eingangs genannten Art eine bessere Unterscheidung zwischen Rauschsignal und Bewegungssignal zu gewährleisten.The present invention is therefore the object the basis for a system of the type mentioned at the beginning a better distinction between noise signal and To ensure motion signal.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei einem hohen Rauschanteil im Fernsehsignal ein Verlust von Detailauflösung in bewegten Bildteilen infolge des rauschreduzierten Bewegungssignals nicht mehr auf­ tritt. The system according to the invention with the characteristic note painting the main claim has the advantage that even with a high noise component in the television signal Loss of detail resolution in moving parts of the image as a result of the noise-reduced motion signal no longer occurs.  

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below explained. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems, Fig. 1 is a block diagram of the system according to the invention,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des darin enthaltenden Bewe­ gungsdetektors. Fig. 2 is a block diagram of the motion detector contained therein.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Fig. 1 liegt das Fernsehsignal, dessen Rauschanteil re­ duziert werden soll, an Klemme 1. Über die Addierschaltung 2 gelangt es zu einer Verzögerungseinrichtung 3, welche das Fernsehsignal um die Dauer eines Vollbildes (τ _2V ) ver­ zögert. Derartige Verzögerungseinrichtungen sind hinrei­ chend bekannt und werden in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines digitalen Vollbildspeichers realisiert. Das am Aus­ gang der Verzögerungseinrichtung 3 anstehende verzögerte Signal wird zu einer Subtrahierschaltung 4 geführt, mit deren Hilfe von dem verzögerten Signal das an Klemme 1 an­ liegende unverzögerte Signal subtrahiert wird. Der Ausgang der Subtrahierschaltung 4 ist über eine Multiplizierschal­ tung 6 mit einem weiteren Eingang der Addierschaltung 2 verbunden. Somit wirkt die aus den Schaltungen 2, 3, 4, 6 bestehende Anordnung als sogenanntes rekursives Filter, welches die nicht von Vollbild zu Vollbild wiederkehren­ den Signalamplituden mittelt und somit reduziert.In Fig. 1, the television signal, the noise component of which is to be reduced, is at terminal 1 . About the adder circuit 2 it comes to a delay device 3 , which delays the television signal by the duration of a frame ( τ _{2 V} ) ver. Such delay devices are sufficiently known and are advantageously realized with the aid of a digital frame memory. The delayed signal pending at the output of the delay device 3 is passed to a subtracting circuit 4 , by means of which the undelayed signal at terminal 1 is subtracted from the delayed signal. The output of the subtracting circuit 4 is connected via a multiplier circuit 6 to a further input of the adding circuit 2 . Thus, the arrangement consisting of the circuits 2, 3, 4, 6 acts as a so-called recursive filter, which averages and thus reduces the signal amplitudes that do not repeat from frame to frame.

Durch einen der Multiplizierschaltung 6 zugeführten Faktor k wird der Grad dieser Mittelung bestimmt. Je mehr sich k dem Wert 1 nähert, desto stärker ist die Wirkung des Fil­ ters, um so größer ist also die Zeit, über die die Mitte­ lung (Integration) erfolgt. An der Klemme 7 kann das Fern­ sehsignal mit reduziertem Rauschen abgenommen werden. Bei unbewegten Bildern ist eine praktisch unbegrenzte Rausch­ reduzierung möglich, wenn eine beliebig lange Integration stattfindet.The degree of this averaging is determined by a factor k fed to the multiplier circuit 6 . The closer k approaches the value 1, the stronger the effect of the filter, the greater the time over which the averaging (integration) takes place. At the terminal 7 , the television signal can be removed with reduced noise. With still images, a practically unlimited noise reduction is possible if the integration is of any length.

Bei bewegten Bildern führt die Integration jedoch zu Un­ schärfen an Kanten, so daß sie zu vermindern ist, wenn im Bild Bewegungen auftreten. Hierzu ist ein sogenannter Be­ wegungsdetektor 8 vorgesehen, welchem ebenfalls das an Klemme 1 liegende Fernsehsignal zugeführt wird. Der Aus­ gang des Bewegungsdetektors 8 ist mit dem Eingang einer Schaltung 9 zur Erzeugung des Korrekturfaktors k verbunden.In the case of moving images, however, the integration leads to un-sharpening on edges, so that it must be reduced if movements occur in the image. For this purpose, a so-called Be motion detector 8 is provided, which is also supplied to the television signal at terminal 1 . The output of the motion detector 8 is connected to the input of a circuit 9 for generating the correction factor k .

Die Schaltung des Bewegungsdetektors 8 ist in Fig. 2 dar­ gestellt. Diese besteht im wesentlichen ebenfalls aus ei­ ner Schaltung zur Rauschverminderung, wobei das Eingangs­ signal von Klemme 1 in Fig. 1 über die Klemme 11 in Fig. 2 der Rauschverminderungsschaltung zugeführt wird. Die­ ses Signal wird ebenfalls über eine weitere Addierstufe 12 einer Verzögerungseinrichtung 13, welche das Signal um die Dauer eines Vollbildes verzögert, zugeführt. Das verzöger­ te Signal wird nunmehr einer weiteren Subtrahierstufe 14 zugeleitet, mit deren Hilfe von dem verzögerten das unver­ zögerte Signal subtrahiert wird. Der Ausgang der Subtra­ hierstufe 14 ist über eine weitere Multiplizierschaltung 16 mit dem anderen Eingang der Addierschaltung 12 verbun­ den. Der Multiplizierschaltung 16 wird ebenfalls ein Fak­ tor k zur Mittelung zugeführt. Die Schaltung 19 zur Korrek­ turfaktorerzeugung wird von einem Hilfsbewegungsdetektor 18 angesteuert. Dieser besteht im wesentlichen aus einer Differenzbildungseinrichtung, mit deren Hilfe die Diffe­ renz zwischen dem unverzögerten und dem um ein Vollbild verzögerten Signal gebildet wird. Da die Beeinflussung auf die Rauschverminderung vom Vorzeichen der Änderung des Bildinhalts unabhängig sein soll, wird von der Differenz im Bewegungsdetektor 18 der Betrag gebildet. Je nach Größe der Änderung wird in der Schaltung 19 ein Korrektur­ faktor k für den Grad der Rauschreduzierung erzeugt.The circuit of the motion detector 8 is shown in Fig. 2 is. This essentially also consists of a circuit for noise reduction, the input signal from terminal 1 in FIG. 1 being fed via terminal 11 in FIG. 2 to the noise reduction circuit. This signal is also fed via a further adder 12 to a delay device 13 , which delays the signal by the duration of a full frame. The delayed signal is now fed to a further subtraction stage 14 , with the aid of which the undelayed signal is subtracted from the delayed one. The output of the subtra stage 14 is connected via a further multiplier circuit 16 to the other input of the adder circuit 12 . The multiplier circuit 16 is also fed a factor k for averaging. The circuit 19 for generating correction factor is controlled by an auxiliary movement detector 18 . This consists essentially of a difference-forming device, with the aid of which the difference between the undelayed signal and the signal delayed by one frame is formed. Since the influence on the noise reduction is to be independent of the sign of the change in the image content, the difference is formed in the motion detector 18 . Depending on the size of the change, a correction factor k for the degree of noise reduction is generated in the circuit 19 .

Mit dieser bisher beschriebenen Schaltung ist es möglich, an den Punkten 21 und 22 ein unverzögertes und ein um eine Bildperiode verzögertes Fernsehsignal mit reduziertem Rau­ schen abzunehmen und je einem Eingang einer Differenz- und Absolutwertbildungsschaltung 23 zuzuführen. Am Ausgang 24 dieser Schaltung 23 ist dann ein rauschvermindertes Bewe­ gungssignal abnehmbar, mit welchem die Korrekturfaktor­ erzeugung der Schaltung 9 in Fig. 1 gesteuert werden kann. Durch die Anwendung eines rauschverminderten Bewegungssi­ gnals zur Korrekturfaktorerzeugung wird am Ausgang 7 von Fig. 1 ein Fernsehsignal mit reduziertem Rauschen und ver­ minderten Nachzieh- und Verschleppungseffekten erhalten.With this circuit described so far, it is possible to take an undelayed and a television signal delayed television signal with reduced noise at points 21 and 22 and to supply one input to a difference and absolute value formation circuit 23 . At the output 24 of this circuit 23 , a noise-reduced movement signal can then be removed, with which the correction factor generation of the circuit 9 in FIG. 1 can be controlled. By using a noise-reduced movement signal for generating correction factors, a television signal with reduced noise and reduced drag and carryover effects is obtained at the output 7 of FIG. 1.

Claims (2)

1. System zur Verminderung des Rauschens in einem Fern­ sehsignal, bei welchem das Fernsehsignal um eine Bild­ periode verzögert und das verzögerte und unverzögerte Fernsehsignal nach Differenzbildung und Bewertung mit einem Korrekturfaktor dem unverzögerten Fernsehsignal hinzuaddiert wird und bei welchem außerdem ein Bewe­ gungssignal erzeugt wird, welches zur Bildung des Korrekturfaktors herangezogen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bewegungssignal von zu zwei aufein­ anderfolgenden Bildperioden gehörenden bereits rauschverminderten Fernsehsignalen abgeleitet wird.1. System for reducing the noise in a television signal, in which the television signal is delayed by one picture period and the delayed and undelayed television signal is added to the undelayed television signal after a difference has been calculated and evaluated with a correction factor, and in which a movement signal is also generated, which is used to form the correction factor, characterized in that the motion signal is derived from two noise-reduced television signals belonging to two successive image periods. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungssignal von einem Rauschverminderungssy­ stem durch Differenz- und Absolutwertbildung von dem um eine Bildperiode verzögerten und dem aus bewertetem Differenzsignal und unverzögertem Fernsehsignal gebil­ deten Summensignal erzeugt wird.2. System according to claim 1, characterized in that the motion signal from a noise reduction system stem by forming the difference and absolute value of the delayed by one image period and from the evaluated Differential signal and undelayed television signal gebil the sum signal is generated.