DE3719405A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur verdeckung von fehlern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Verdeckung von Fehlern nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei der Wiedergabe von digital aufgezeichneten Videosignalen werden nach verschiedenen bekannten Verfahren durch ebenfalls aufgezeichnete Prüfsignale Fehlerkorrekturen vorgenommen. Die Korrektur von Fehlern ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grad möglich. Treten innerhalb eines durch Prüfworte geschützten Datenblocks in gewissen Grenzen mehr Fehler auf, als aufgrund der Eigenschaften des Fehlerkorrektursystems korrigierbar sind, so werden bei den bekannten Verfahren fehlerhafte Abtastwerte bzw. Bildpunkte als fehlerhaft gekennzeichnet, ohne daß die Fehler korrigiert werden können. Ein Verfahren zur digitalen Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen ist in den Druckschriften "Standard for Recording Digital Television Signals on Magnetic Tape in Cassettes" der European Broadcasting Union, Tech 3252-E und Fernseh- und Kinotechnik 1987, Heft 1/2, Seiten 15 bis 22 angegeben.

Die somit gekennzeichneten fehlerhaften Abtastwerte können bei ebenfalls bekannten Verfahren durch Ersatzwerte ersetzt werden, welche unter Benutzung von digitalen FIR-Filtern berechnet werden. Bei der - wie üblich - festen Filterlänge von n Abtastwerten ist es dafür erforderlich, daß alle für die Berechnung verwendeten Abtastwerte fehlerfrei sind. Dieses ist jedoch im allgemeinen nicht gewährleistet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird eine Verdeckung von Fehlern durch Berechnung von Ersatzwerten mit Hilfe eines FIR-Filters auch dann möglich, wenn zu der Berechnung vorgesehene benachbarte Abtastwerte fehlerhaft sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen, Verbesserungen und eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels und

Fig. 2 Zeitdiagramme verschiedener Signale.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Die Anordnung ist Teil der Wiedergabeschaltungen eines digitalen Videobandgerätes, beispielsweise der mit Concealment bezeichnete Teil des Blockschaltbildes nach Bild 11 des obengenannten Aufsatzes in Fernseh- und Kinotechnik. In der Zeichnung ist als Abkürzung für Bildpunkte bzw. Abtastwerte "pel" (wie picture elements) verwendet.

Dem Eingang 1 werden die bereits soweit wie möglich fehlerkorrigierten digitalen Videosignale zugeführt. Für nichtkorrigierbare, jedoch als fehlerhaft erkannte Abtastwerte wird dem Eingang 2 ein Fehlersignal zugeführt. Das Fehlersignal gelangt zu einer Fehlerauswertungsschaltung 3, welcher ferner über einen Eingang 4 ein vertikalfrequenter Synchronimpuls V zugeleitet ist.

Das bei 1 zugeführte digitale Videosignal gelangt in eine Schaltung zur Bildung eines Mittelwertes, die aus einem Speicher 5, einer Addierschaltung 6 und einer Multiplizierschaltung 7 besteht. Parallel dazu ist ein Register 8 angeordnet, welches ebenfalls an den Eingang 1 angeschlossen ist. Der Ausgang der Multiplizierschaltung 7 und der Ausgang des Registers 8 sind mit je einem Eingang eines ersten Umschalters 9 verbunden, dessen Ausgang wiederum an einen Eingang eines zweiten Umschalters 10 angeschlossen ist.

Der Ausgang des zweiten Umschalters 10 ist mit dem Eingang eines an sich bekannten FIR-Filters 11 verbunden. Der Ausgang des FIR-Filters 11 ist mit einem Eingang eines dritten Umschalters 14 verbunden, dessen Ausgang den Ausgang 12 der dargestellten Anordnung bildet und an den Eingang eines Speichers 13 angeschlossen ist. Der Ausgang des Speichers 13 ist mit einem weiteren Eingang des zweiten Umschalters 10 verbunden. Außerdem ist der Ausgang des zweiten Umschalters 10 über eine Verzögerungsschaltung 15 mit einem weiteren Eingang des dritten Umschalters 14 verbunden. Der Speicher kann als Schieberegister ausgeführt sein, das (z-n) Abtastwerte aufnimmt, so daß sich bei einer Taktung mit der Abtastfrequenz eine Verzögerung der einzelnen den Speicher 13 zugeführten Abtastwerte um (z-n) Taktperioden ergibt. Dabei ist z die Anzahl der Abtastwerte bzw. Bildpunkte jeweils einer Zeile und n die Länge des FIR-Filters gemessen in Abtastwerten.

Ein fehlerfreies Signal wird vom Eingang 1 über das Register 8, die Umschalter 9, 10, die Verzögerungsschaltung 15 und den Umschalter 6 unverändert zum Ausgang 12 geleitet.

Tritt nun am Eingang 1 ein fehlerhafter Abtastwert und am Eingang 2 ein Fehlersignal auf, wird in der Fehlerauswertungsschaltung 3 geprüft, ob die zur Berechnung des Ersatzwertes mit Hilfe des FIR-Filters 11 erforderlichen n Abtastwerte fehlerfrei sind. Ist dieses der Fall, so steuert die Fehlerauswertungsschaltung 3 die Umschalter 9, 10 in die untere Stellung, so daß für die Berechnung des Ersatzwertes mit Hilfe des FIR-Filters 11 die dafür vorgesehenen Abtastwerte verwendet werden.

Wird jedoch in der Fehlerauswertungsschaltung 3 festgestellt, daß ein oder mehrere Abtastwerte, welche zur Berechnung des Ersatzwertes erforderlich sind, fehlerhaft sind, so wird während derjenigen Zeiten, während die zur Berechnung erforderlichen Abtastwerte dem FIR-Filter zuzuführen sind, der zweite Umschalter 10 in die obere Stellung gebracht. Dadurch werden dem FIR-Filter die entsprechenden Abtastwerte der vorangegangenen Zeile zur Verfügung gestellt. Entsprechend der Verzögerungszeit des Filters wird der Schalter 14 in die obere Stellung gebracht, wodurch der durch das Filter berechnete Ersatzwert zum Ausgang 12 und an den Eingang des Speichers 13 gelangt.

Da bei der ersten Zeile nach der vertikalen Bildaustastung keine vorangegangene Zeile existiert, werden die Hilfswerte jeweils durch Mittelung zweier benachbarter Abtastwerte gebildet. Dazu wird der zweite Umschalter 10 in die untere und der erste Umschalter 9 in die obere Stellung gebracht. Die Addierschaltung 6 addiert den jeweils über den Eingang 1 zugeführten Abtastwert und den aus dem Speicher 5 ausgelesenen vorletzten Abtastwert. In der Multiplizierschaltung 7 wird das Ergebnis mit 0,5 multipliziert.

In Fig. 2 sind in der ersten Zeile das Taktsignal Clk und in der zweiten Zeile ein mit V bezeichneter Impuls dargestellt, der während der Dauer der ersten Zeile nach einem vertikalfrequenten Austastintervall auftritt. Ferner zeigt Fig. 2 ein Beispiel für ein Fehlersignal und einzelne gleichlautend mit Fig. 1 bezeichnete Steuersignale, welche von der Fehlerauswertungsschaltung 3 den Umschaltern und dem Register 8 zugeführt werden. Die Steuersignale sind derart dargestellt, daß der in der Zeichnung oben dargestellte Pegel der oberen Stellung der Schalter entspricht. Beim Signal a wird beim oberen Pegel die Taktung des Registers 8 (Fig. 1) unterbunden. Solange kein Fehler auftritt, befinden sich die Umschalter 9, 10, 14 in der gezeichneten Stellung. Der erste in Zeile F dargestellte Fehler bewirkt eine Mittelung der Abtastwerte der benachbarten Bildpunkte. Dazu wird der Schalter 9 in die obere Stellung gebracht und das Register nicht getaktet. In diesem Fall wird dem Umschalter 10 und damit dem FIR-Filter 11 und der Verzögerungsschaltung 15 ein durch Mittelung korrigierter Abtastwert zugeführt, so daß in diesem Bereich keine weiteren Maßnahmen zur Fehlerverdeckung durchgeführt werden.

Beim folgenden Fehler sind drei Abtastwerte durch das Fehlersignal F gekennzeichnet. Hierbei erfolgt keine Mittelung. Der Schalter 9 verbleibt daher in der unteren Stellung. Es wird entsprechend oft der letzte fehlerfreie Abtastwert aus dem Register 8 ausgelesen. Auch in diesem Fall bleiben die Umschalter 10 und 14 in der unteren Stellung.

Die Signale in Fig. 2 sind unterbrochen dargestellt, da eine Zeile wesentlich mehr Taktimpulse umfaßt, wie sich in der Zeichnung darstellen läßt. Nach dem Ende des Impulses V beginnt die zweite Zeile, bei welcher im Falle von fehlerhaften Abtastwerten Ersatzwerte aus der vorangegangenen Zeile verwendet werden. Sowohl bei dem Einzelfehler als auch bei den zwei aufeinander folgenden fehlerhaften Abtastwerten wird der Schalter 10 mit Hilfe des Steuersignals c in die obere Stellung gebracht. Anstelle der fehlerhaften Abtastwerte wird dann das Ausgangssignal des FIR-Filters 11, welches um eine Zeile abzüglich der Breite des FIR-Filters verzögert ist, verwendet. Um die Laufzeit des FIR-Filters verzögert, wird dann während der Dauer der Fehler der Umschalter 14 in die obere Stellung gelegt, so daß während dieser Zeit das Ausgangssignal des FIR-Filters 11 zum Ausgang 12 geleitet wird.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel eignet sich für die Verwendung im Luminanzkanal eines digitalen Videobandgerätes. Im Chrominanzkanal des eingangs erwähnten Viedeobandgerätes werden jedoch die Farbdifferenzsignale zeitmultiplex übertragen. Daran kann das Ausführungsbeispiel in einfacher Weise durch Verwendung von zwei parallelgeschalteten Registern 8 angepaßt werden. Entsprechend sind bei der Mittelwertbildung nicht die zeitlich benachbarten, sondern die übernächsten Abtastwerte zu verwenden. In ähnlicher Weise kann das gleiche FIR-Filter dadurch auch für das Chrominanzsignal benutzt werden, daß der Filterkoeffizient jedes zweiten Abtastwertes zu 0 gesetzt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verdeckung von Fehlern bei der Wiedergabe von digital aufgezeichneten Videosignalen, wobei Ersatzwerte für fehlerhafte Abtastwerte mit Hilfe von Filtern mit endlicher Impulsantwort (FIR-Filter) aus mehreren Abtastwerten berechnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß fehlerhafte für die Berechnung der Ersatzwerte vorgesehene Abtastwerte durch Hilfswerte ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswerte von einem oder mehreren fehlerfreien Abtastwerten gebildet werden, wobei die den fehlerfreien Abtastwerten zugeordneten Bildpunkte möglichst in der Nähe des dem jeweiligen Hilfswert zugeordneten Bildpunktes liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Zeile nach der vertikalen Bildaustastung der nächste in der selben Zeile zu findende fehlerfreie Abtastwert als Hilfswert verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Zeile nach der vertikalen Bildaustastung die dem zu ersetzenden Abtastwert benachbarten Abtastwerte zur Bildung des Hilfswertes gemittelt werden, falls beide benachbarten Abtastwerte fehlerfrei sind, und daß anderenfalls der nächste in der selben Zeile zu findende fehlerfreie Abtastwert den Hilfswert bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den weiteren Zeilen die um eine Zeile verzögerten Ausgangssignale des FIR-Filters als Hilfswerte dienen.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung (5, 6, 7) zur Bildung eines Mittelwertes mit Hilfe eines Registers (8) überbrückbar ist, daß der Schaltung (5, 6, 7) zur Bildung des Mittelwertes das digitale Videosignal zuführbar ist, daß die Schaltung (5, 6, 7) zur Bildung des Mittelwertes über einen ersten Eingang eines Umschalters (10) mit einem FIR-Filter (11) verbunden ist, dessen Ausgang (12) über einen Signalspeicher (13) mit einem zweiten Eingang des Umschalters (10) verbunden ist, daß der Signalspeicher (13) die seinem Eingang zugeführten Abtastwerte um jeweils die Dauer einer Zeile bezüglich der Laufzeit des FIR-Filters verzögert, und daß eine Fehlerauswertungsschaltung (3) vorgesehen ist, der ein vertikalfrequenter Synchronimpuls und ein Fehlersignal zuführbar sind und welche den Umschalter (10) und die Überbrückung der Schaltung (5, 6, 7) zur Bildung eines Mittelwertes steuert.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei Abtastwerte zweier Farbdifferenzsignale abwechselnd zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Register parallelgeschaltet sind und abwechselnd getaktet werden.