DE4213915C2 - Kontur-Kompensator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontur-Kompensator, der einen Unter- oder Überschwinger in den Bereichen eines Bildes hinzuaddiert, an denen zusätzliche Informationen, wie beispielsweise Nachrichteneinblendungen, Wettervorhersagen oder Filmuntertitel, dem Bild überlagert sind.

In einem Videosignal, das von einem Fernsehempfänger oder einem Videorekorder bereitgestellt wird, kann durch Hinzufügen eines Unter- oder Überschwingers zu der übertragenen Amplitude eines Videosignals die Auflösung des wiedergegebenen Bildes verbessert werden. Dieser Vorgang wird als Konturkompensation bezeichnet, wobei die Verbesserung der Kantenauflösung von der Steilheit des Anstiegs der Videosignalamplitude abhängig ist. Wird beispielsweise ein Über- oder Unterschwinger einem Schwarz-Weiß-Pegel-Übergangsbereich eines Luminanzsignals hinzugefügt, so wird der Schwarz-Weiß-Kontrast verstärkt und damit die Bildauflösung verbessert.

Eine solche Konturkompensation kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Bildinhalt die Bildqualität durch das Hinzufügen eines Konturkompensationssignales konstanter Größe an den Amplitudenübergängen des Videosignals ohne Berücksichtigung des Bildinhaltes auch verschlechtern. Eine solche Konturkompensation wirkt sich übermäßig in Bildern aus, die schnelle Bewegungen oder feine Details enthalten. In diesen Bildern führt die beschriebene Konturkompensation zu einer vergröberten Bildwiedergabe.

Um das vorstehende Problem zu lösen, nimmt ein verbesserter Konturkompensator die Konturkompensation durch Ermittlung der Größe der Ähnlichkeit zwischen den Abtastzeilen und einer Hochfrequenzkomponente eines Videosignals vor, um so den Betrag der Konturkompensation zu steuern. Der Betrag einer Konturkompensation wird beispielsweise groß in Bereichen hoher Ähnlichkeit, d. h., in Bildbereichen, die nur wenig Bewegung oder nur eine kleine Hochfrequenzkomponente (das bedeutet, wenig Details) aufweisen, oder aber auch umgekehrt. Auf diese Weise wird eine Konturkompensation in Abhängigkeit vom Bildinhalt vorgenommen.

In DE-A1-34 23 114 ist eine digitale Versteilerungsschaltung beschrieben, in welcher der Versteilerungsgrad gesteuert wird. Die digitale Signalverarbeitungsschaltung enthält ein digitales Filter zur Erzeugung bestimmter Frequenzkomponenten aus den digitalen Eingangssignalen. Diese Frequenzkomponenten werden in Abhängigkeit von einem Wichtungssignal gewichtet und anschließend mit den digitalen Eingangssignalen kombiniert. Das Wichtungssignal wird durch eine Steueranordnung entsprechend den bestimmten Frequenzkomponenten der digitalen Eingangssignale erzeugt. Auf diese Weise wird eine Signalversteilerung erreicht, die durch Komponenten des digitalen Eingangssignales, das versteilert werden soll, gesteuert wird.

Ein anderer Signalversteilerungsschaltkreis ist in US 4 994 915 dargestellt. Die beschriebene Schaltung ermöglicht es, das Verhältnis zwischen dem jeweils hinzuaddierten Unterschwingersignal und dem Überschwingersignal aufgrund eines vorgegebenen Steuersignals einzustellen.

Außerdem werden einem Videosignal zusätzliche Zeicheninformationen in den Randbereichen eines Bildes überlagert. Beispielsweise überlagern Nachrichteneinblendungen oder Wetterberichte das von dem Fernsehsender übertragene Videosignal gewöhnlich in dem unteren Bereich eines Bildes. Außerdem überlagern manchmal Titel, z. B. Untertitel, das mit einem magnetischen Videorekorder aufgezeichnete Videosignal. Videosignale, die solche überlagerten Informationen aufweisen, unterscheiden sich von den ursprünglichen Signalen dadurch, daß sie durch die drastischen Pegelübergänge an den zusätzlichen Zeichen beeinträchtigt werden. Wenn ein Konturkompensationssignal hinzugefügt wird, das auf inkorrekten Videosignalen basiert, so erscheint ein Bild unnatürlich, da ein Videosignal, das überlagerte Information enthält, und ein Videosignal ohne überlagerte Information unterschiedliche Signal-Rauschverhältnisse aufweisen. In einem solchen Videosignal, das überlagerte Information in den Randbereichen eines Bildes aufweist, führt ein Konturkompensationssignal, das in Randbereichen eines Bildes hinzugefügt ist, zu unrichtigen Ergebnissen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Konturkompensator zur Verbesserung der Kantenauflösung in Videosignalen zu schaffen, der die Konturkompensation in Bildbereichen, in denen zusätzliche Information dem Bild überlagert wird, zu steuern.

Diese Aufgabe wird durch die technische Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die vorstehende Aufgabe sowie weitere Vorteile der vorlie­ genden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Er­ findung unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Kontur-Kompensators gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Kontur-Kompensa­ tors gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wie die Fig. 1 zeigt, empfängt eine Eingangsbuchse 16 ein Video-Signal, das Helligkeits- und Farbsignalkomponenten (Luminenz- und Chrominanz-Signale) aufweist. Eine Ausgangs­ buchse 17 gibt ein konturkompensiertes Video-Signal ab. Ein Kontur-Kompensator 18 bildet ein Kontur-Kompensations-Sig­ nal, das zu dem Video-Eingangssignal über die Eingangsbuchse 16 hinzugefügt wird, und weist einen Steuereingang zur Steu­ erung des Betrages der Konturkompensation auf. Ein Kor­ relationsdetektor 1 und eine horizontale Pausenverzögerungs­ leitung (1HDL) 2 dienen zur Ermittlung des Betrages der Kor­ relation zwischen den horizontalen Abtastzeilen. Ein Hochpaßfilter (HPF) 4 ermittelt eine Hochfrequenzkomponente ei­ nes Video-Signals. Integratoren 3 und 6 integrieren die Aus­ gänge des Korrelationsdetektors 1 und des HPF 4, um eine DC-Komponente zu bilden. Einstellbare Widerstände 7 und 8 und ein Mischer 9 dienen dazu, den Betrag der Korrelation (des Zusammenhanges) zwischen den horizontalen Abtastzeilen und dem Betrag der Hochfrequenzkomponenten mit einer glei­ chen konstanten Rate zu mischen. Ein synchroner Signalein­ gang 11 nimmt ein zusammengesetztes Synchronsignal auf. Ein Fenster-Signal-Generator 12 erzeugt ein Fenstersignal ent­ sprechend mindestens eines Teiles eines Bildes. Spannungsge­ steuerte Verstärker (VCA) 5 und 10 ändern ihre Verstärkung über einen Spannungs-Steuereingang zu einem Steuereingang hin.

Die Betriebsweise der Ausführungsform des Konturkompensa­ tors, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist wie folgt:

Ein Video-Signal, das eine Helligkeits- und eine Farbkompo­ nente aufweist, wird dem Konturkompensator 18 über die Ein­ gangsbuchse 16 zugeführt. Das Video-Signal, zu dem das Kon­ tur-Kompensations-Signal durch den Konturkompensator 18 hin­ zugemischt wird, wird über die Ausgangsbuchse 17 abgegeben. Zwischenzeitlich wird das Video-Signal, das zu der Eingangs­ buchse 16 zugeführt wird, auch dem Eingang des 1HDL′′ und des Korrelationsdetektors 1 zugeführt, um den Betrag der Korre­ lation zwischen den horizontalen Abtastzeilen zu erhalten, und es wird durch den Integrator aufintegriert, um eine DC-Komponente (Gleichspannungskomponente) zu bilden. Danach wird das Video-Signal auf einen geeigneten Wert durch den einstellbaren Widerstand 7 eingestellt, das dann einem ers­ ten Eingang der Mischstufe 9 zugeführt wird.

Das Video-Signal, das zu der Eingangsbuchse 16 zugeführt wird, wird ebenso dem HPF 4 zugeführt, der die Hochfrequenz­ komponente, die in dem Video-Signal enthalten, ermittelt, und es wird durch den VCA 5 verstärkt und durch das Inte­ grationsglied 6 aufintegriert, um eine DC-Komponente zu bil­ den. Danach wird das Video-Signal auf einen geeigneten Wert über den einstellbaren Widerstand 8 einjustiert, um es einem zweiten Eingang der Mischstufe 9 zuzuführen, dessen Aus­ gangssignal dem VCA 10 zugeführt wird. Der Signalgenera­ tor 12 erzeugt ein horizontales Fenstersignal 13 und ein vertikales Fenstersignal 14 aus dem synchronen Signal, das über die synchrone Signal-Eingangsbuchse 11 zugeführt wird. Das horizontale Fenstersignal 13 wird dem Steuereingang VCA 5 zugeführt, um den Ausgang des HPF 4 zu steuern. Ein vertikales Fenstersignal 14 wird dem Steuereingang des VCA 10 zugeführt, um den Ausgang des Mischers 9 zu steuern. Der Ausgang des VCA 10 wird dem Steuereingang des Kontur- Kompensators 18 in Form eines Steuersignals 15 zugeführt. Danach wird ein Video-Signal, das einem Kontur-Kompensa­ tions-Signal entsprechend einer Lage des Video-Signals in einem Bild hinzugemischt wird, über die Ausgangsbuchse 17 abgegeben. Hierdurch wird ein Video-Signal erhalten, das in seiner Kontur kompensiert ist, ohne daß hierdurch zusätz­ liche Informationen (Zeichen oder unabhängige Informationen (am Rand des Bildes) überlagert werden.

In der Fig. 2, in der eine weitere Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung gezeigt ist, nimmt eine Eingangs­ buchse 36 ein Video-Signal auf, das Helligkeits- und Farb­ komponenten beinhaltet. Eine Ausgangsbuchse 37 gibt ein kon­ turkompensiertes Video-Signal ab. Ein Konturkompensator 38 erzeugt ein Kontur-Kompensations-Signal, das zu dem Video- Signaleingang über die Eingangsbuchse 36 zugemischt wird, das einen Steuereingang zur Steuerung des Betrages der Kon­ turkompensation aufweist. Ein Korrelationsdetektor 21 und ein 1HDL 22 sind vorgesehen, um den Betrag der Korrelation zwischen den horizontalen Abtastzeilen zu ermitteln. Ein HPF 24 ermittelt eine Hochfrequenzkomponente eines Video- Signals. Integratoren 23 und 26 integrieren die Ausgänge des Korrelationsdetektors 21 und des HPF 24, um eine DC-Kompo­ nente zu bilden. Einstellbare Widerstände 27 und 28 und eine Mischstufe 29 sind vorgesehen, um den Betrag der Korrelation zwischen den horizontalen Abtastzeilen und dem Betrag der Hochfrequenzkomponenten in einer konstanten Rate hinzuzu­ mischen. Ein synchroner Signaleingang 31 empfängt ein zusam­ mengesetztes Synchronsignal. Ein Fenster-Signal-Generator 32 erzeugt ein Fenstersignal entsprechend mindestens einem Teil eines Bildes. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen analogen Schalter.

Die Funktion der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die folgen­ de:
Ein Video-Signal, das Helligkeits- und Farbkomponenten auf­ weist, wird einem Konturkompensator 38 über die Eingangs­ buchse 36 zugeführt. Das Video-Signal, zu dem ein Kontur- Kompensations-Signal durch den Konturkompensator 38 hinzuad­ diert wird, wird über die Ausgangsbuchse 37 abgegeben. Gleichzeitig wird das Video-Signal, das der Eingangs­ buchse 36 zugeführt wird, auch dem Eingang des 1HDL 22 und des Korrelationsdetektors 21 zugeführt, um den Betrag der Korrelation zwischen den horizontalen Abtastzeilen zu erhal­ ten, und es wird durch den Integrator 23 aufintegriert, um eine DC-Komponente zu bilden. Danach wird das Video-Signal auf einen geeigneten Wert durch den einstellbaren Wider­ stand 27 eingestellt, das dann einem ersten Eingang der Mischstufe 29 zugeführt wird.

Das Video-Signal, das dem Eingang 16 zugeführt wird, wird ebenso dem HPF 24 zugeführt, der die Hochfrequenzkomponen­ ten, die in dem Video-Signal enthalten sind, ermittelt, und es wird durch das Integrationsglied 26 aufintegriert, um ei­ ne DC-Komponente zu bilden. Danach wird das Video-Signal auf einen geeigneten Wert über den einstellbaren Widerstand 28 eingestellt, das einem zweiten Eingang der Mischstufe 29 zu­ geführt wird. Das Ausgangssignal der Mischstufe 29 wird ei­ nem analogen Schalter 30 zugeführt. Der Fenster-Signal-Gene­ rator 32 erzeugt ein vertikales Fenstersignal 34 aus dem synchronen Signal, das über die synchrone Signal-Eingangs­ buchse 31 zugeführt wird. Bei dem vertikalen Fenstersig­ nal 34 handelt es sich um ein Signal, das eine Signalbreite von 4,5 ms vor einem Abschnitt einer vertikalen Austastzeit in Bezug auf den Beginn des Abschnittes der vertikalen Aus­ tastzeit aufweist. Der Ausgang der Mischstufe 29 wird durch das vertikale Fenstersignal 34 an dem analogen Schalter 30 umgeschaltet, so daß ein Steuersignal 35, das dem Steuerein­ gang des Konturkompensators 38 zugeführt wird, während des Zeitintervalls von etwa 4,5 ms vor einer vertikalen Totzeit­ periode in Bezug auf den Beginn der vertikalen Totzeit­ periode unterbrochen wird. Infolge des Steuersignals 35 wird ein Video-Signal, zu dem ein Kontur-Kompensationssignal nicht in dem etwa 30 prozentigen unteren Bereich eines Bil­ des hinzugefügt wird, über die Ausgangsbuchse 37 erhalten. Hierdurch wird ein in seiner Kontur kompensiertes Video-Sig­ nal erhalten, ohne daß es durch zusätzliche Zeichen oder die unabhängige zusätzliche Information, die den unteren Teil eines Bildes überlagert, beeinträchtigt wird.

Wie vorstehend detailliert beschrieben wurde, ist der Kon­ turkompensator nach der vorliegenden Erfindung dazu geeig­ net, ein optimiertes Kontur-Kompensations-Signal zu einem Video-Signal hinzuzumischen, ohne daß hierdurch zusätzliche Informationen, wie beispielsweise Zeicheninformationen oder andere unabhängige Informationen, die den Rand des Bildes überlagern, beeinflußt werden.

Während die vorliegende Erfindung detailliert gezeigt und unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrie­ ben wurden, ist für den Fachmann ersichtlich, daß Änderungen im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens vorgenommen werden können. Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Claims (9)

1. Kontur-Kompensator-Schaltung mit einem Konturkompensator (18; 38) zum Addieren eines Unter- oder Überschwingers in einem Übergangsbereich eines Videosignales zur Verbesserung der Bildauflösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur-Kompensator- Schaltung einen Fenster-Signal-Generator (12; 32) enthält, der ein Fenstersignal (14; 34) für die Bildbereiche erzeugt, in denen zusätzliche Informationen, wie Untertitel, einem Bild überlagert sind, um dadurch die Unter- oder Überschwinger zu steuern, die dem Videosignal in den Übergangsbereichen, in denen zusätzliche Informationen dem Bild überlagert ist, hinzugefügt werden.

2. Kontur-Kompensator-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster-Signal-Generator (12; 32) ein Synchronisationssignal (11; 31) erhält, das in dem Videosignal enthalten ist, um ein Fenstersignal, das den unteren 30% eines Bildes entspricht, zu erzeugen.

3. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur-Kompensator-Schaltung außerdem einen Kontur-Kompensations-Steuer-Signalgenerator (1-9; 21-29) enthält, um ein Kontur-Kompensations-Steuersignal zu erzeugen, das der Größe der Ähnlichkeit zwischen den Abtastzeilen eines Videosignals und der Amplitude einer Hochfrequenzkomponente des Videosignals entspricht, und um das Kontur-Kompensations- Steuer-Signal als Steuersignal zur Einstellung der Größe der Unter- oder Überschwingung dem Kontur-Signal-Kompensator bereitzustellen.

4. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster-Signal-Generator (12) ein Fenstersignal (14) erzeugt, um die Größe einer Unter- oder Überschwingung zu steuern.

5. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontur-Signal-Kompensator außerdem eine Steuereinrichtung (10) enthält, um die Größe des Kontur- Kompensations-Steuer-Signals mit dem Fenstersignal (14) zu steuern.

6. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen spannungsgesteuerten Verstärker (VCA, 10) enthält.

7. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster-Signal-Generator (32) ein Fenstersignal (34) erzeugt, um die Konturkompensation mit Unter- oder Überschwingern zu unterbrechen.

8. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur-Kompensator- Schaltung weiterhin einen Unterbrecher (30) enthält, um das Kontur-Kompensations-Steuer-Signal in Abhängigkeit von dem Fenstersignal (34) zu unterbrechen.

9. Kontur-Kompensator-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher einen analogen Schalter (30) enthält.