DE4341623A1 - Verfahren zur Rauschunterdrückung und Rauschunterdrückungsschaltung für Videorecorder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauschunterdrückung in aufgezeichneten und wiederzugebenden Luminanzsignalen, bei dem ein Störungen verursachender Frequenzbereich des Luminanz­ signals ausgefiltert und als Subtraktionssignal vom Luminanz­ signal subtrahiert wird, wobei der relative Anteil des Subtrak­ tionssignals für geringe Luminanzsignalpegel größer ist als für große Luminanzsignalpegel.

Die Erfindung betrifft ferner eine Rauschunterdrückungsschal­ tung für Videorecorder, in der das von einem Aufzeichnungs­ träger abgenommene Videosignal als Luminanzsignal in einem Luminanzkanal und als Chromasignal in einem Chromakanal zur Wiedergabe aufbereitet wird, wobei aus dem Luminanzsignal in einem Nebenzweig, bestehend aus einem Bandpaß und einem Begren­ zer, ein Subtraktionssignal gebildet wird, das einer Subtrak­ tionsstufe im Luminanzkanal zum Zwecke der Unterdrückung eines Störungen verursachenden Frequenzbereichs zuführbar ist.

Es ist bekannt, daß die von einem Videorecorder wiedergegebenen Signale aufgrund von Störungen eine merklich reduzierte Quali­ tät aufweisen. Bekannte Videorecorder weisen daher sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung wirkende Rausch­ unterdrückungsschaltungen auf. Wesentlich störende Frequenz­ anteile entstehen im frequenzmodulierten Luminanzsignal durch nichtlineare Verzerrungen bei der magnetischen Aufzeichnung der Luminanz-(Y)- und Chroma-(C)-Signale, die nach der anschließen­ den Frequenzdemodulation im Y-Nutzsignal erscheinen. Beispiels­ weise sind die auffälligsten Störungen bei der VHS-Aufzeichnung von PAL-Signalen bei 1,25 MHz (entsprechend dem doppelten des heruntergemischten amplitudenmodulierten Chromasignalträgers (627 kHz)) zu finden. Die bekannten Rauschunterdrückungsanord­ nungen weisen daher eine "Frequenzfalle" bei 1,25 MHz auf, um die unerwünschten Frequenzanteile zu unterdrücken. Hierfür wird in einem Nebenzweig des Luminanzkanals das Luminanzsignal bei 1,25 MHz ausgefiltert und einer Begrenzung unterworfen. Die Ausfilterung geschieht dadurch, daß das Luminanzsignal ein Hochpaßfilter durchläuft, dann begrenzt wird und anschließend einer Tiefpaßfilterung unterzogen wird. Hochpaßfilter und Tief­ paßfilter bilden zusammen die Grenzen eines Bandpasses. Der Begrenzer wird für große Luminanzsignalpegel wirksam, so daß das in dem Nebenzweig gebildete Subtraktionssignal gegenüber dem Luminanzsignal eine relativ geringere Amplitude hat, wenn der Luminanzsignalpegel hoch ist. Ist der Luminanzsignalpegel hingegen klein, wird der Begrenzer praktisch nicht wirksam, so daß eine starke Wirksamkeit der Subtraktion bei 1,25 MHz auf­ tritt.

Diese bekannte Rauschunterdrückungsschaltung weist den Nachteil auf, daß aufgrund der starken Unterdrückungswirkung bei 1,25 MHz insbesondere auch Nutzsignalanteile kleiner Amplitude (De­ tailinformationen) unterdrückt werden, so daß die Rauschunter­ drückung stets mit einer Verminderung der Detailinformationen einhergeht.

Ausgehend von der Problemstellung, die Detailinformationen soweit wie möglich zu erhalten, ist das Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zu­ sätzlich der Pegel des Subtraktionssignals in Abhängigkeit von dem Pegel des zugehörigen Chromasignals und/oder des vom Auf­ zeichnungsträger abgenommenen FM-Signals variiert wird.

Ausgehend von der genannten Problemstellung ist ferner die eingangs erwähnte Rauschunterdrückungsschaltung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Subtraktionssignals in Abhängigkeit von dem Pegel des Chromasignals und/oder des FM-Signals variierbar ist.

Die dem Verfahren und der Schaltung zugrundeliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Unterdrückung der Störung im Luminanzsignal, verursacht durch das Chromasignal, nur in be­ stimmten Signalkonstellationen in voller Schärfe erforderlich ist, während in anderen Signalkonstellationen eine geringere Unterdrückung der Störungen - und damit auch der feinen Detail­ informationen - ausreicht. Erfindungsgemäß wird die Subtraktion des die Störungen verursachenden Frequenzbereichs von dem Lumi­ nanzsignal, also die Unterdrückung des Luminanzsignals in die­ sem Frequenzbereich, von dem Pegel des Chromasignals bzw. des FM-Signals abhängig gemacht. Weist das wiederzugebende Video­ signal keinen oder nur geringen Farbanteil auf, ist also der Pegel des Chromasignals gering, ist regelmäßig keine scharfe Ausblendung des 1,25 MHz-Bereichs aus dem Luminanzsignal erfor­ derlich. In diesem Fall wird daher das im Nebenzweig gebildete Subtraktionssignal in seiner Amplitude verringert, so daß eine geringere Beeinflussung des Luminanzsignals entsteht. Ist hin­ gegen das Chromasignal gesättigt, wird ein maximaler Pegel des Subtraktionssignals auf den Subtrahierer geleitet, so daß eine maximal scharfe Ausblendung des 1,25 MHz-Bereichs vorgenommen wird.

Der Pegel des FM-Signals ist ein Maß für die Qualität der auf­ gezeichneten Information, z. B. für die Güte des Videobandes. Ein schlechtes Videoband, das zu einem starken Verrauschen des wiederzugebenden Signals führt, erfordert auch eine starke Rauschunterdrückung. Ein geringer Pegel des FM-Signals erfor­ dert daher eine relativ hohe Amplitude des Subtraktionssignals.

Ist hingegen die Aufzeichnung von sehr guter Qualität, entsteht ein hoher FM-Pegel, der eine Verringerung der Amplitude des Subtraktionssignals, also eine verringerte Beeinflussung des Luminanzsignals erfordert.

Beide Einflußmöglichkeiten auf die variable Rauschunterdrückung können miteinander kombiniert werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rauschunterdrückungsschaltung,

Fig. 2 Beispiele für Frequenzcharakteristiken der Schaltung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Luminanzkanal 1, auf dem ein ankommendes Luminanzsignal Y_in übertragen und als Ausgangs-Luminanzsignal Y_out weitergeleitet wird. In den Luminanzkanal 1 ist eine Sub­ traktionsstufe 2 eingeschaltet.

Das Eingangs-Luminanzsignal Y_in gelangt in einem Nebenzweig 3 auf eine Serienschaltung eines Hochpaßfilters 4, eines Begren­ zers 5 und eines Tiefpaßfilters 6. Diese Anordnung stellt eine herkömmliche Rauschunterdrückungsschaltung dar, durch die ein Subtraktionssignal 7 erzeugt und auf die Subtraktionsstufe 2 geleitet wird.

Hochpaßfilter 4 und Tiefpaßfilter 6 bilden gemeinsam eine Band­ filterstruktur. Der Begrenzer 5 sorgt für einen verminderten relativen Einfluß des Subtraktionssignals 2 auf das Luminanz­ signal Y für den Fall hoher Luminanzsignalpegel.

Zur Realisierung der vorliegenden Erfindung ist in der Schal­ tung eine Multiplikationsstufe 8 vorgesehen, durch die der Pegel des Subtraktionssignals 7 variiert werden kann. Diese Variation wird durch ein Ausgangssignal eines Controllers 9 gesteuert, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Eingänge aufweist.

Ein Eingang des Controllers 9 ist mit dem Ausgang eines Gleich­ richters 10 verbunden, dem das Chromasignal C zugeführt wird. Der Gleichrichter 10 stellt den Pegel des Chromasignals C fest und der Controller 9 erkennt insbesondere, ob das Chromasignal gesättigt ist oder einen verringerten Pegel aufweist.

Der andere Eingang des Controllers 9 ist mit dem Ausgang eines weiteren Gleichrichters 11 verbunden, dem das vom Band abgenom­ mene FM-Signal FM zugeführt wird. Der Pegel des FM-Signals ist ein Maß für die Aufzeichnungsqualität und läßt auf die Ver­ rauschung des Luminanzsignals Y schließen. Ein geringer Pegel des FM-Signals wird durch den Controller 9 so ausgewertet, daß das Subtraktionssignal 7 durch die Multiplikationsstufe 8 je­ denfalls nicht verringert wird.

Tendenziell führen daher ein hoher Pegel des Chromasignals C und/oder ein niedriger Pegel des FM-Signals FM zu einem maxima­ len Pegel des Subtraktionssignals 7, das der Subtraktionsstufe 2 zugeführt wird.

Fig. 2 verdeutlicht das resultierende Frequenzverhalten der dargestellten Rauschunterdrückungsschaltung. Für ein gutes Band (hoher FM-Pegel) und einen geringen Farbanteil (niedriger Pegel des Chromasignals C) wird eine nur schwache Kompensation wirk­ sam, die zu der Frequenzcharakteristik a in Fig. 2 führt.

Wird bei einem geringen Chromaanteil, also der Darstellung eines wenig farbigen Bereichs, ein schlechtes Band verwendet, das zu einem geringen FM-Pegel führt, entsteht eine gewisse Beeinflussung des Luminanzsignals in dem Frequenzbereich um 1,25 MHz herum, wie sie in der Kurve b in Fig. 2 dargestellt ist.

Eine Farbsättigung, also ein maximaler Pegel des Chromasignals C, führt zu einer starken Wirksamkeit der Rauschunterdrückung, also zu einer starken Unterdrückung des Frequenzbereichs um 1,25 MHz des Luminanzsignals Y, wie dies in der Kurve c in Fig. 2 dargestellt ist.

Für den Fall, der der Kurve a in Fig. 2 entspricht, ist eine Rauschunterdrückung nicht erforderlich. Sie ist daher durch die erfindungsgemäße Schaltung auch nicht wirksam, so daß für die­ sen Fall maximale Details des Luminanzsignals wiedergegeben werden.

Eine gewisse Reduzierung der Detailwiedergabe erfolgt bei­ spielsweise bei der Verwendung eines schlechten Videobandes, wie dies durch die Kurve b charakterisiert ist. Für farbge­ sättigte Bereiche findet eine starke Unterdrückung des Be­ reiches um 1,25 MHz statt, da für diese Signalkonstellation eine Wiedergabe von feinen Details sowieso nicht möglich ist. In diesem Fall, für den eine Störunterdrückung dringend benö­ tigt wird, muß daher auch die Verringerung der Detailwiedergabe in Kauf genommen werden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Verringerung der Detailwiedergabe nur dann vor­ genommen wird, wenn die Störunterdrückung auch benötigt wird, während in anderen Fällen die Detailwiedergabe nicht oder nur wenig beeinträchtigt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Rauschunterdrückung in aufgezeichneten und wiederzugebenden Luminanzsignalen, bei dem ein Störungen verursachender Frequenzbereich des Luminanzsignals aus­ gefiltert und als Subtraktionssignal vom Luminanzsignal subtrahiert wird, wobei der relative Anteil des Subtrak­ tionssignals für geringe Luminanzsignalpegel größer ist als für große Luminanzsignalpegel, dadurch gekennzeich­ net, daß zusätzlich der Pegel des Subtraktionssignals in Abhängigkeit von dem Pegel des zugehörigen Chromasignals und/oder des vom Aufzeichnungsträger abgenommenen FM- Signals variiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Chromasignal keine Subtraktion vor­ genommen wird, wenn der Pegel des Chromasignals unter­ halb eines vorgegebenen Mindestpegels liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in Abhängigkeit vom Chromasignal keine Reduzie­ rung des Pegels des Subtraktionssignals vorgenommen wird, wenn das Chromasignal einen Sättigungspegel an­ nimmt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom abgenommenen FM- Signal der Pegel des Subtraktionssignals nicht verrin­ gert wird, wenn der Pegel des abgenommenen FM-Signals unterhalb eines vorbestimmten Mindestpegels liegt.

5. Rauschunterdrückungsschaltung für Videorecorder, in dem das von einem Aufzeichnungsträger abgenommene Video­ signal als Luminanzsignal in einem Luminanzkanal (1) und als Chromasignal in einem Chromakanal zur Wiedergabe aufbereitet wird, wobei aus dem Luminanzsignal in einem Nebenzweig (3), bestehend aus einem Bandpaß (4, 6) und einem Begrenzer (5) ein Subtraktionssignal (7) gebildet wird, das einer Subtraktionsstufe (2) im Luminanzkanal (1) zum Zwecke der Unterdrückung eines Störungen verur­ sachenden Frequenzbereichs zuführbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pegel des Subtraktionssignals (7) in Abhängigkeit von dem Pegel des Chromasignals (C) und/oder des FM-Signals (FM) variierbar ist.

6. Rauschunterdrückungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaß (4, 6) auf eine Mitten­ frequenz von 1,25 MHz eingestellt ist.

7. Rauschunterdrückungsschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenzweig (3) über eine Multiplikationsstufe (8) mit der Subtraktionsstufe (2) verbunden ist und daß die Multiplikationsstufe (8) durch eine Pegelauswertungsstufe (10) für das Chromasignal (C) und/oder durch eine Pegelauswertungsstufe (11) für das FM-Signal (FM) steuerbar ist.