• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986007516A1
    申请号:PCT/EP1986/000340
    申请日:1986-06-06
    公开日:1986-12-18
    发明作者:Hans-Jürgen Kluth
    申请人:Deutsche Thomson-Brandt Gmbh；
    IPC主号:H04N5-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Einrichtung zur Verminderung des Rauschens bei der Wiedergabe von Videosignalen
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung für ein solches Verfahren.
    [0003] Es ist bekannt, daß unter bestimmten Voraussetzungen Videosig¬ nale unter Rauschstörungen leiden. Bei Heimvideorecordern wird beispielsweise sparsam mit Magnetbandverbrauch pro Zeiteinheit umgegangen. Dies hat zur Folge, daß die aufgezeichneten Spuren sehr schmal sind und daß diese Spuren außerdem ohne den soge¬ nannten Rasen, d.h. ohne Zwischenraum geschrieben werden. Hierdurch ergeben sich im wesentlichen die beiden folgenden Probleme:
    [0004] Erstes Problem; Bei Verwendung von schlechtem Bandmaterial mit ungleichmäßiger Beschichtung, mit zu grober Partikelgröße und mit schlechter Verbindung von Trägerfolie und Magnetschicht (bekannt als "Schmierbänder") ergeben sieh sogenannte Dr'opout- störungen durch den "Zusammenbruch" des FM-Signals bei der Abtastung des Magnetbandes durch die Videoköpfe. Die genannten Fehler bewirken nämlich schlechten Band/Kopf-Kontakt oder Zu¬ schmieren des KopfSpaltes. Je nach Art des verwendeten FM-Demo- dulators ergeben sich bei "Dropouts" auf dem Bildschirm weiße oder schwarze Stδrstreifen, die unangenehm sind.
    [0005] Es ist bekannt, an die Stelle dieser Störungen ein Ersatzsignal einzutasten, das aus einer Zeit vor der Störung stammt und praktisch in einer Wiederholung des vor der Störung vorhandenen Signals besteht. Hierzu wird meist eine Ultraschallverzδgerungs- leitung mit einer Verzögerung von einer Zeilenlängendauer (64 μs) benutzt, da die Dauer der meisten "Dropouts" zwischen 5 und 25 μs Länge liegt. Beim Auftreten von Dropouts wird also das Signal der vorhergehenden Zeile an dieser Stelle eingetastet. Da zwei benachbarte Zeilen meist gleichen Signalinhalt aufweisen, also eine sogenannte Zeilenkorrelation vorliegt, ist diese Maßnahme zulässig und weniger störend als beispielsweise die ebenfalls bekannte Eintastung eines "Grauwertes" anstelle des gestörten Originalsignals. Sollte die Dropouts.törung länger als 64 μs dauern, wird das Ersatzsignal aus der Verzögerungsleitung immer wieder vom Ausgang zum Eingang zurückgeführt und solange zyklisch wiederholt bis die Störung vorüber ist.
    [0006] Zweites Problem; Das rasenlose Schreiben der Videospuren hat bei. der Wiedergabe zwangsläufig ein übersprechen der Videosignale von Spur zu Spur zur Folge, da die Videoköpfe trotz Spurnach¬ führung hin und wieder über einen Teil der jeweiligen Nachbar¬ spur fahren. Trotz des zur Abhilfe in den heute üblichen Recor¬ dern genutzten Unterschiedes der Azimutwinkel (ca. + 6° bei VHS} der Videokδpfe ergeben sich durch das Ubersprechen Störungen, die den Signal/Rausch-Abstand verschlechtern und ein sogenanntes Kantenrauschen (Edge-Noise) an senkrechten Bildsignalkanten hervorrufen oder verstärken. Hierzu kommen bei Hifi-Ton-Recor- dern, bei denen die beiden FM-Tonträger bei ca. 1,6 MHz und 1,8 . MHz liegen und direkt unter den .Videospuren mit j-_ 35° Azimuth aufgezeichnet sind, Ubersprechprobleme aus diesen Tonbereichen auf die Video-;FM und damit weitere Signalkantenstörungen im Videobereich.
    [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Probleme zu lösen und die Rauscheinflüsse zu verringern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung und eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekenn¬ zeichnet.
    [0008] Im Prinzip wird die Kantenrausch-Stδrung durch eine Kammfilter¬ schaltung mit 1 H-Verzδgerungsleitung zur Mittelung zweier Zeilen beseitigt oder zumindest reduziert, die einerseits verwischend auf die Unterschiede an senkrechten Signalkanten wirkt, andererseits aber auch die Signalkantenamplitude erhöht und damit die Konturen verstärkt. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen ind
    [0009] Fig. 1 das Blockschaltbild eines VHS-Videorecorders Fig. 2a-2d Signale aus Fig. 1.
    [0010] In Fig. 1 werden Ausgangssignale von Videoköpfen 1 einem Kopf¬ verstärker 2 zugeführt werden. Der Ausgang des KopfVerstärkers 2 ist einerseits über ein Tiefpaßfilter 3 mit dem Farbweg 4 verbunden und andererseits über ein Hochpaßfilter 5 mit dem Luminanzweg 6. Das Tiefpaßfilter 3 läßt alle Frequenzen mit 1,2 MHz passieren. Das Hochpaßfilter 5 läßt alle Frequenzen über 1,3 MHz passieren. Zur Begrenzung der frequenzmodulierten Luminanz- signale ist ein Begrenzer 7 vorgesehen. Sein Ausgang ist einer¬ seits mit einem ersten Frequenzdemodulator 8 und andererseits über eine Laufzeitleitung 9 von einer Zeilendauer mit einem zweiten Frequenzdemodulator 10 verbunden. Die Ausgänge beider Demodulatoren 8,10 sind mit Klemmen 11,12 eines Umschalters 13 verbunden, dessen Ausgangsklemme 14 direkt oder über eine Laufzeitausgleichsschaltung 15 mit dem Eingang einer Add'ier- schaltung 16 verbunden ist. Der Ausgang des zweiten Frquenzdemo- dulators 10 ist zusätzlich über ein Bandpaßfilter 17 und einen Amplitudenregler 18, z.B. einen Verstärker mit einstellbarer AusgangsSpannung mit dem oder einem weiteren Eingang der Addier¬ stufe 16 verbunden. Das Ausgangssignal der Addierstufe 16 ist das Y- oder Luminanzsignal. Das Ausgangssignal des Begrenzers 7 wird einer Fehler-Erkennungsschaltung 19, einem sogenannten Drop-out-Detektor zugeführt. Dieser steuert den Umschalter 13 so, daß bei gestörtem Luminanzsignal der Demodulator 10 wirksam ist.
    [0011] In Fig. 2a ist ein Videosweepsignal dargestellt, das am Ausgang des FM-Demodulators 8 zur Verfügung steht, z.B. als Luminanz¬ signal Y eines VHS-Videorecorders. Dargestellt ist nur der nach Demodulation übrigbleibende Teil der ursprünglich 100 kHz bis 5 MHz betragenden Bandbreite. 20 ms entsprechen einem Fernseh¬ teilbild. Fig. 2b zeigt das Ausgangssignal des im Falle eines Drop-out wirksamen FM-Demodulators 10. Es ist in der Bandbreite deutlich reduziert durch die FM-Bandbebrenzung in der 1-H-Ultraschall- delayline oder einer 1-H-CCD-Verzögerungsleitung oder einer anders erreichten Verzögerung von einer Zeilenlängendauer.
    [0012] Fig. 2c zeigt das Signal hinter dem Bandpaß 17.
    [0013] Fig. 2d zeigt das im Rauschen verbesserte Luminanzausgangssignal. der Addierstufe 16, das sich aus der Summe des laufzeitkorri¬ gierten Signales aus Fig. 2a und eines Teiles des Signals gemäS Fig. 2c ergibt. Die Menge des addierten Signals wird mit 18 so dimensioniert, daß sich ein deutliches Edge-Noise-Minimum auf dem Bildschirm ergibt. (Dies kann beispielsweise anhand eines Philips-Colour-Test-Pattern-Prüfsignales geschehen, das vorher aufgezeichnet wurde.)
    [0014] Wären bei .der so weit beschriebenen Schaltung der verzögerte __.≤ der unverzögerte Kanal von gleicher Bandbreite, so würden sich die Videosignalamplituden im gesamten Frequenzbereich von 0 bis 3 MHz (z.B. bei einem Multiburstsignal) verdoppeln, während die nichtkorrelierten Rauschanteile ihre Amplitude beibehielten. Der- Störabstandsgewinn wäre dann theoretisch - 6 dB. Leider sind fü_r das Videosignal die Kanäle aber nicht von gleicher Bandbreite, so daß sich nur die niedrigen Frequenzanteile bis 1,5 MHz verdoppeln und die höheren Frequenzen allein aus dem Hauptkanal des ersten FM-Demodulators kommen. Ein schlechter Frequenzgang des Videorecorders würde hierdurch sehr deutlich werden. Außer¬ dem wäre der Störabstandsgewinn kleiner als - 6 dB wegen der unterschiedlichen Kanalbandbreiten. Der größte Nachteil bei der Mittelung zweier Luminanzsignal-Zeilen läge aber in der Mitte¬ lung tiefer Vertikalsignalfrequenzen. Bei einem Gittertestbilά, bei dem die horizontalen Gitterlinien nur eine Zeilenbreite aufweisen, würde beispielsweise nach der Mittelung eine zwei Zeilen breite Gitterlinie mit halber Signalamplitude entstehen, so daß die vertikalen und horizontalen Gitterlinien unterschied¬ liche Helligkeit hätten. Dies würde nur schwerlich akzeptiert werden können. Andererseits könnte man im Bereich senkrechter Kanten sehr wohl eine Verbesserung der Kantenstruktur und damit auch der Edge-Noise-Reduzierung durch Kammfilterung erreichen. Mit dem Bandpaß 17 werden nun aus dem verzögerten, demodulierten und sch albandigen Videosignal im Bereich von ca. 500 kHz bis 2 MHz Signalanteile herausgefiltert und so zeitrichtig und ent¬ zerrt zum breitbandigen Videosignal des unverzögerten Luminanz- kanals in einer solchen Amplitude addiert, daß sich ein Ausgangs- luminanzsignal ergibt, das minimiertes Edge-Noise und scharfe Schwarz-Weiß- und Weiß-Schwarz-Übergänge aufweist. Der gesamte Signal-Rausch-Störabstand wird zwar nur noch um ca - 1 dB verbessert, weil die Kammfilterung in nur einem Teilbereich des Videosignals erfolgt; die Edge-Noise-Störung oder auch Kantenun¬ ruhe hingegen wird deutlich sichtbar verbessert. Wegen der durch die.Mittelung entstandenen Amplitudenanhebung im Bereich 700 kHz bis 2 MHz entsteht eine leichte, aber gewollte Konturanhebung im Videosignal, die einen schärferen Bildeindruck vermittelt bei gleichzeitig .ruhiger wirkendem Bild. Vorteilhaft ist, daß eine preisgünstige Schaltungsverwirklichung durch Doppelausnutzung der Dropoutverzögerungsleitung möglich wird. Macht man die Amplitude des verzögerten Kanals bei er Kammfiltermittelung in gewissen Grenzen von außen regelbar, so kann die Schaltung auch noch die Funktion einer Bildschärfeeinstellung übernehmen. Der Durchlaßbereich des Bandpaßfilters 17 ist so gewählt, daß auch Störungen durch die FM-Tonträger deutlich reduziert werden (1,6 MHz und 1,8 MHz) . Da diese Träger nicht korreliert sind, wird ihre Sichtbarkeit im Bild stark herabgesetzt. Das FM-Signal kann auf die 1-H-Verzögerungsleitung gegeben werden. Es könnte aber auch ein AM-moduliertes.Videosignal genonnen werden. Außerdem muß nicht eine schmalbandige Ultraschalleitung genommen werden, es kann auch z.B. eine breitbandige andere Verzögerungsleitung oder Schaltung (CCD) zur Realisierung des Kammfilters Verwendung finden.
    [0015] Von den Standard-PAL-Decodern ist die Kammfilterschaltύng mit Ultraschallverzögerungsleitunσ bekannt. Man kann durch die Mittelung zweier Farb-Zeilensignale den Störabstand um - 6 dB verbessern, wenn die Bandbreiten des unverzögerten und des verzögerten Signales gleich groß sind. Für die Bandbreite der Farbsignale mit ca + 1 MHz reicht die Bandbreite der Ultra¬ schallverzögerungsleitung gerade aus. Für die Übertragung der FM-LuminanzSignale von VHS-Recordern reicht sie jedoch nicht aus, d.h. das demodulierte Luminanzsignal aus dem verzögerten Kanal ist bandbreitenbegrenzt.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zur Verminderung des Rauschens und speziell des Kantenrauschens bei der Wiedergabe von Videosignalen, insbesondere von auf Band aufgezeichneten frequenzmodulier¬ ten Videosignalen, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) die frequenzmodulierten Videosignale einem ersten Demodulator (8) im wesentlichen direkt und einem zweiten Demodulator (10) mit einer Verzögerung von im wesentlichen einer Zeilendauer zugeführt werden
    b) die Ausgangssignale des ersten Demodulators (8) im wesentlichen ungeschmälert und die Ausgangssignale des zweiten Demodulators nach Bandpaßfilterung einander überlagert werden
    c) die aus der Überlagerung resultierenden Signale als Luminanzsignale für die Wiedergabe genutzt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandpaßfilterung so bemessen ist, daß im wesentlichen nur die Signale zwischen 0,5 bis 2 MHz durchgelassen werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgelassene Bereich die FM-Hifi Tonsignale einschließt.
    4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder in den beiden Signalwegen vor der Über¬ tragung ein Laufzeitausgleich vorgesehen ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeich¬ net, daß in einem oder in beiden Signalwegen eine Amplitu¬ deneinstellung vorgesehen ist.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß
    ^
    7. Einrichtung, insbesondere Videorecorder zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichne , daß
    a) der das frequenzmodulierte Luminanzsignal-liefernde Verstärker (2) über ein Hochpaßfilter (5) und einen Begrenzer (7) mit dem ersten Demodulator (8) und über eine 1-H-Verzδgerungsleitung (9) mit dem zweiten Frequenzdemodulator (10) verbunden ist
    b) der Ausgang des ersten Demodulators (8) mit dem ersten Eingang einer Addierstufe (16) verbunden ist, deren zweiter Eingang über ein Bandpaßfilter (17) mit dem Ausgang des zweiten Frequenzdemodulators (10) verbun¬ den ist.
    8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Eingang der Addierstufe (16) mit einem Umschalter (13) verbunden ist, der diesen ersten Eingang entweder mit dem Ausgang des ersten Demodulators (8) oder mit einem Ausgang des zweiten Demodulators (10) verbindet.
    9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter von einem Drop-out-Detektor (19) so gesteu¬ ert wird, daß der Umschalter (13) die Addierstufe (16) mit dem zweiten Demodulator (10) verbindet, wenn das Luminanz¬ signal gestört ist.
    10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (9) in den Weg des zweiten Demodulators (10) mit dem Bandpaßfilter (17) eingeschaltet ist.
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    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-12-18| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP KR US |
    1986-12-18| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1987-01-15| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986903367 Country of ref document: EP |
    1987-06-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986903367 Country of ref document: EP |
    1990-12-27| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986903367 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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