DE4237225A1 - Anordnung zur Verdopplung der Teilbildfrequenz eines Bildsignals - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Konvertierung eines Original- Bildsignals, das als eine Folge von Vollbildern, von denen sich jedes aus zwei im Zeilensprungverfahren generierten Teilbildern zusammensetzt, in ein konvertiertes Bildsignal, das gegenüber dem Original-Bildsignal eine doppelte Teilbild-Frequenz aufweist.

Bei der Konvertierung eines Bildsignals in ein solches konvertiertes Bildsignal, das gegenüber dem ursprünglichen Bildsignal eine doppelte Teilbildfrequenz aufweist, besteht das Problem, daß jedes zweite Teilbild des konvertierten Bildsignals neu erzeugt werden muß, da zeitlich und auch bezüglich der Bildinformation kein entsprechendes Teilbild des Original-Bildsignals zur Verfügung steht.

Bei einfachen Anordnungen zur Verdoppelung der Teilbildfrequenz wird daher jedes zweite Teilbild verdoppelt. Hierbei wird ein bewegtes Objekt in den Teilbildern des konvertierten Bildsignals zweimal in derselben Position abgebildet, bevor es in den beiden darauffolgenden Teilbilder zur nächsten Position springt. Da das menschliche Auge diesen Sprüngen nicht folgen kann, fällt es auf die mittlere Bewegungs­ geschwindigkeit ein und nimmt ein bewegtes Objekt von Teilbild zu Teilbild an jeweils verschiedenen Positionen wahr. Dadurch entsteht eine Doppelstruktur und Bewegungsunschärfe.

Daher ist bei anderen Anordnungen zur Teilbildverdoppelung eines Bildsignals eine Bewegungskompensation vorgesehen, mittels welcher die Bewegung zwischen zwei Teilbildern des Original-Bildsignals ermittelt wird, so daß in zeitlich dazwischen zu generierenden Teilbildern des konvertierten Bildsignals die Bewegung berücksichtigt werden kann und eine entsprechende Interpolation vorgenommen werden kann. Bei der­ artigen Anordnungen besteht jedoch weiterhin das Problem, daß zusätz­ lich ein gegebenenfalls vorhandenes Rauschen reduziert werden soll und daß das trotz der Verdoppelung der Teilbild-Frequenz bei Bildsignalen, die im Zeilensprungverfahren generiert sind, das immer noch auftretende Zeilenflimmern reduziert werden soll. Nach dem Stande der Technik sind nur Anordnungen bekannt, bei denen eine Bewegungskompensation entweder mit einer Rauschreduktion oder mit einer Zeilenflimmer­ reduktion kombiniert ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, welche bei der Konvertierung des Bildsignals in ein konvertiertes Bildsignal mit doppelter Teilbildfrequenz die Bewegung des Bildinhaltes bei der Generierung der kompensierten Teilbilder berücksichtigt wird und welche außerdem eine Rauschreduktion des Bildsignals und eine Zeilenflimmer­ reduktion gestattet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Ver­ doppelung der Teilbild-Frequenz eine Speicher-Anordnung vorgesehen ist, der eine Anordnung zur Bewegungskompensation nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal auf eine Anordnung zur Rauschreduktion geschaltet ist, daß eine Anordnung zur Zeilenflimmerreduktion vorge­ sehen ist, der die Ausgangssignale der Anordnung zur Rauschreduktion und der Anordnung zur Bewegungskompensation zugeführt werden, und daß das konvertierte Bildsignal in Abhängigkeit der zeitlichen Lage eines zu generierenden Teilbildes des konvertierten Bildsignals aus dem Aus­ gangssignal der Anordnung zur Rauschreduktion, der Anordnung zur Zeilenflimmerreduktion oder der Anordnung zur Bewegungskompensation gewonnen wird.

Die reine Verdoppelung der Teilbild-Frequenz wird mittels einer Speicher­ anordnung vorgenommen. Dadurch werden die Teilbilder des Original- Bildsignals in doppelter Frequenz wiederholt, so daß eine doppelte Teilbild-Frequenz entsteht. Dieses Signal weist jedoch noch die oben erläuterten Fehler auf.

Daher ist eine Anordnung zur Bewegungskompensation vorgesehen, welche Bewegungen im Original-Bildsignal ermittelt und anhand der bekannten Bewegungen eine Kompensation dieser Bewegung in den neu zu generierenden Teilbildern des kompensierten Signals erlaubt.

Der Anordnung zur Bewegungskompensation ist eine Anordnung zur Rauschreduktion geschaltet, welche in an sich bekannter Weise zur Rauschreduktion die Daten zweier aufeinanderfolgender Teilbilder mit­ einander verknüpft.

Ferner ist eine Anordnung zur Zeilenflimmerreduktion vorgesehen, der die Ausgangssignale der Anordnung zur Bewegungskompensation und die Ausgangssignale der Anordnung zur Rauschreduktion zugeführt werden.

Das Ausgangssignal der Anordnung, also das konvertierte Bildsignal mit der doppelten Teilbild-Frequenz, wird in Abhängigkeit der zeitlichen Lage eines zu generierenden Teilbildes des konvertierten Bildsignals aus dem Ausgangssignal einer der drei genannten Anordnungen gewonnen.

Dieser Wechsel zwischen den Ausgangssignalen der Anordnungen ist vorteilhaft, da je nach zeitlicher Lage der Teilbilder des konvertierten Bildsignals verschiedene Fehler auftreten. Bei einigen Teilbildern ist eine Bewegungskompensation erforderlich, da sie zeitlich zwischen zwei Teilbildern des Original-Bildsignals fallen. Bei solchen Teilbildern. Die zeitlich mit Bildern des Original-Bildsignals zusammenfallen, ist dies nicht erforderlich. Die Zeilenflimmerreduktion wiederum ist nur bei solchen Teilbildern erforderlich, die infolge des Zeilensprung-Verfahrens nicht die richtige vertikale Position haben, verglichen mit den Teilbildern des Original-Bildsignals, aus denen sie generiert werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet also eine Kombination der Bewegungskonvensation mit der Zeilenfilmmerreduktion und der Rauschreduktion.

Eine Ausgestaltung für die Anordnung sieht vor, daß das Original-Bild­ signal in einen ersten Teilbildspeicher eingelesen wird, aus dem es mit doppelter Frequenz ausgelesen wird, wobei jedes Teilbild zweimal hintereinander ausgelesen wird, und daß ein zweiter Teilbildspeicher vorgesehen ist, in den jedes aus dem ersten Teilbildspeicher zum zweiten Mal ausgelesene Teilbild nach Durchlaufen der Anordnung zur Rauschreduktion eingelesen wird.

Der erste Teilbildspeicher dient also zur Verdoppelung der Teilbild­ frequenz. Jedes in diesen Speicher eingelesene Teilbild wird zweimal hintereinander ausgelesen. Ein zweiter Teilbildspeicher arbeitet bereits eingangsseitig mit dieser doppelten Teilbild-Frequenz, da in diesen jedes Teilbild, das aus dem ersten Teilbildspeicher zum zweiten Mal ausge­ lesen wurde und daß die Anordnung zur Rauschreduktion durchlaufen hat, eingelesen wird. Nach dem Einlesen steht dieses rauschreduzierte Teilbild ausgangsseitig am zweiten Teilbildspeicher zur Verfügung.

Damit stehende Anordnung zur Bewegungskompensation an den Ausgängen der beiden Teilbildspeicher zwei Teilbilder des Original-Bild­ signals, jedoch mit verdoppelter Teilbild-Frequenz, zur Verfügung. Eines dieser Teilbilder ist bereits rauschreduziert, was der Anordnung zur Bewegungskompensation die Ermittlung der Bewegung vereinfacht.

Wie nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, kann den beiden Teilbildspeichern ein Zeilenspeicher nachgeschaltet sein, welche eine Bildzeile eines der Ausgangssignale der beiden Teil­ bilder zwischenspeichert. Damit ist für eines der Teilbilder zeitlich parallel eine Information zweier aufeinanderfolgender Bildzeilen vorhanden, was für die nachgeschaltete Zeilenflimmer-Reduktion von Vorteil ist.

Die Anordnung zur Zeilenflimmer-Reduktion kann, wie nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, vorteilhalft als Medianfilter ausgelegt sein, welches ausgangsseitig dasjenige Eingangs­ signal zur Verfügung stellt, das den mittleren Amplitudenwert der Eingangssignale aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anordnung zur Bewegungskompensation die Ausgangssignale der beiden Teilbildspeicher und des Zeilenspeichers zugeführt werden, und daß die Anordnung zur Bewegungskompensation aus den beiden aus den Teilbildspeichern ausgelesenen, aufeinanderfolgenden Teilbildern des Original-Bildsignals einen Bewegungsvektor ermittelt, der für eine Gruppe von Bildpunkten dieser Teilbilder deren Bewegung zwischen den beiden Teilbildern angibt.

Dieser Bewegungsvektor kann dazu eingesetzt werden, in denjenigen Teilbildern des konvertierten Teilbildsignals eine Bewegungskompensa­ tion vorzunehmen, die zeitlich zwischen zwei Teilbilder des Original- Bildsignals fallen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht für die Anordnung vor, daß diese zu zwei Teilbildern eines Vollbildes des Original-Bildsignals eine korrespondierende Sequenz von vier Teilbildern (A1₁₀₀, B1⁻₁₀₀, B1*₁₀₀ B1⁺₁₀₀) des konvertierten Bildsignals generiert, wobei das erste Teilbild (A1₁₀₀) der Sequenz aus dem Ausgangssignal der Anordnung zur Rauschreduktion, das zweite und dritte Teilbild (B1⁻₁₀₀, B1*₁₀₀) der Sequenz aus dem Ausgangssignal zur Zeilenflimmerreduktion und das vierte Teilbild (B1⁺₁₀₀) der Sequenz aus der Anordnung zur Bewegungs­ kompensation gewonnen wird.

Infolge der verdoppelten Teilbild-Frequenz des konvertierten Bildsignals müssen in einem zeitlichen Bereich, in dem zwei Teilbilder des Original- Bildsignals vorliegen, vier Teilbilder des konvertierten Bildsignals erzeugt werden. Im folgenden werden diese zwei Teilbilder des Original-Bild­ signals und die vier Teilbilder der entsprechenden Sequenz des konvertierten Bildsignals als korrespondierende Teilbilder bzw. korrespondierende Sequenz bezeichnet.

Das erste Teilbild der Sequenz wird aus dem Ausgangssignal der Anordnung zur Rauschreduktion gewonnen. Dies ist möglich, da dieses erste Teilbild der Sequenz gegenüber dem ersten korrespondierenden Teilbild des Original-Bildsignals zeitlich und örtlich die richtige Lage hat und lediglich eine Rauschreduktion vorgenommen werden muß.

Das zweite und dritte Teilbild der Sequenz wird aus dem Ausgangssignal zur Zeilenflimmerreduktion gewonnen, da für diese beiden Teilbilder beide Teilbilder des Original-Bildsignals herangezogen werden müssen, von denen zumindest jeweils eines nicht die richtige zeitliche Lage hat und infolge des angewandten Zeilensprungverfahrens auch nicht die richtige vertikale Position hat.

Das Signal für das vierte Teilbild der Sequenz wird aus der Anordnung zur Bewegungskompensation gewonnen, da dieses Signal nur durch Anwendung der Bewegungskompensation aus dem zweiten korrespon­ dierenden Teilbild des Original-Bildsignals gewonnen werden kann.

In den weiteren Unteransprüchen ist angegeben, wie die Anordnung vorteilhafterweise die vier Teilbilder zur Sequenz des konvertierten Bild­ signals aus dem korrespondierenden beiden Teilbildes des Original- Bildsignals generiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zur Konvertierung eines Original-Bildsignals in ein konvertiertes Bildsignal mit doppelter Teilbild-Frequenz,

Fig. 2 eine Tabelle der in die Speicheranordnung gemäß Fig. 1 ein- bzw. ausgelesenen Teilbilder,

Fig. 3 ein Schema, nach dem die Anordnung gemäß Fig. 1 das erste Teilbild einer Sequenz des konvertierten Bildsignals generiert,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 für das zweite Teilbild der Sequenz,

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 für das dritte Teilbild der Sequenz, und

Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 für das vierte Teilbild der Sequenz.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung, die eine Verdoppelung der Teilbild-Frequenz eines Original-Bildsignals gestattet und so ein konvertiertes Bildsignal generiert, wobei dieses generierte Bildsignal rauschreduziert ist, und die für die Teilbilder erfordlichenfalls eine Zeilenflimmerreduktion und eine Bewegungs­ kompensation vornimmt.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 gliedert sich in zwei Blöcke, von denen der erste Block das ihm zugeführte Luminanzsignal Y₅₀ des Original-Bild­ signals bearbeitet und der zweite Block das ihm zugeführte Chroma­ signal C₅₀ des Original-Bildsignals. In dem in der Fig. 1 dargestellten Beispiel wird das Chromasignal lediglich bezüglich seiner Frequenz verdoppelt. Die besondere Vorgehensweise mit Rauschreduktion und Zeilenflimmerreduktion wird in dem Beispiel gemäß Fig. 1 nur für das Luminanzsignal vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, diese Maßnahmen sowohl für das Luminanzsignal wie auch für das Chroma­ signal vorzunehmen.

Der Luminanzsignalanteil Y₅₀ des Original-Bildsignals gelangt in der Anordnung gemäß Fig. 1 auf einen ersten Teilbildspeicher 1, mittels welchem die Teilbild-Frequenz dieses Signals verdoppelt wird. Jedes in den Teilbildspeicher 1 eingelesene Teilbild des Original-Bildsignals wird anschließend zweimal ausgelesen. Dieses Auslesen geschieht mit doppelter Frequenz. Damit wird bereits eine einfache Verdoppelung der Teilbild-Frequenz vorgenommen. Das Ausgangssignal dieses Teilbild­ speichers ist jedoch zur Darstellung auf einem Bildschirm nur unter Inkaufnahme von Bewegungsstörungen und Zeilenflimmern geeignet.

Es ist ferner ein zweiter Teilbildspeicher 2 vorgesehen, dem eingangs­ seitig noch zu erläuternde Teilbild-Signale zugeführt werden, die bereits die doppelte Teilbild-Frequenz aufweisen. Damit stehen an den Ausgängen der beiden Teilbildspeicher 1 und 2 parallel die Signale zweier aufeinanderfolgender Teilbilder des Original-Bildsignals zur Verfügung, die bezüglich ihrer Teilbild-Frequenz bereits verdoppelt sind.

Den beiden Teilbildspeichern 1 und 2 ist ein Multiplexer 3 nachge­ schaltet, der es gestattet, alternativ eines der Ausgangssignale der Teil­ bildspeicher 1 und 2 auf einen Zeilenspeicher 4 zu schalten. Über den Multiplexer 3 gelangen die Ausgangssignale beider Teilbildspeicher 1 und 2 an eine Anordnung 5 zur Bewegungskompensation. Der Anordnung 5 werden also die Signale der beiden Teilbildspeicher 1 und 2 und damit zweier aufeinanderfolgender, in ihrer Teilbildfrequenz bereits verdoppelter Teilbilder des Original-Bildsignals zugeführt. Durch den Einsatz des Zeilenspeichers 4 stehen für eines der beiden Teilbild­ signale gleichzeitig die Werte zweier Bildpunkte gleicher Zeilenposition von aufeinanderfolgenden Bildzeilen zur Verfügung.

Die Anordnung 5 zur Bewegungskompensation ermittelt aus den beiden ihr zugeführten Teilbildern eine Bewegung, die in den Bildinhalten zwischen diesen beiden Teilbildern vorliegt. Vorteilhafterweise wird für eine Gruppe von Bildpunkten aus dieser ermittelten Bewegung ein Bewegungsvektor gewonnen, der die Bewegung zwischen den beiden Teilbildern für eine Gruppe von Bildpunkten angibt. Die Anordnung 5 zur Bewegungskompensation kann diese Bewegung sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung, d. h. also in Zeilenrichtung wie auch in Richtung senkrecht zu den Zeilen ermitteln. Es kann jedoch auch ausschließlich eine Ermittlung der Bewegung in Zeilenrichtung vorge­ nommen werden, die im Schaltungsaufbau sehr viel einfacher zu realisieren ist und auch gute Ergebnisse liefert.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist ferner eine Anordnung 6 zur Rauschreduktion auf. Diese Anordnung 6 arbeitet in an sich bekannter Weise, in dem sie die Signale von Bildpunkten jeweils gleicher Lage aufeinanderfolgender Teilbilder miteinander kombiniert. Diese Signale werden der Anordnung 6 von der Anordnung 5 zugeführt. Da die Anordnung 5 bereits den entsprechenden Bewegungsvektor ermittelt hat, kann in der Anordnung 6 die Rauschreduktion bereits mit bewegungs­ kompensierten Signalen vorgenommen werden.

Das Ausgangssignal der Anordnung 6 zur Rauschreduktion gelangt auf den Eingang des zweiten Teilbildspeichers 2, auf einen Eingang einer Anordnung 7 zur Zeilenflimmerreduktion und auf einen ersten Eingang eines Multiplexers 8. In den Teilbildspeicher 2 wird damit eingangsseitig ein bereits rauschreduziertes Signal eingelesen, das demjenigen Teilbild entspricht, das aus dem ersten Teilbildspeicher 1 bereits zum zweiten Mal ausgelesen wird.

Der Anordnung zur Zeilenflimmer-Reduktion 7, die beispielsweise als Medianfilter ausgelegt sein kann, welches aus dem ihm zugeführten Signal jeweils dasjenige mit dem mittleren Amplituden-Momentanwert auswählt, wird außer dem Ausgangssignal der Anordnung 6 auch noch das Ausgangssignal der Anordnung 5 zur Bewegungskompensation zugeführt, da dieses Ausgangssignal auch dasjenige bewegungs­ kompensierte Ausgangssignal des Zeilenspeichers 4 enthält. Dieses ist erforderlich, da für die Zeilenflimmer-Reduktion eine vertikale Interpola­ tion vorgenommen werden muß und somit die Signale korrespondieren­ der Bildpunkte, d. h. also Bildpunkte gleicher Lage in ihrer Zeile, aus zwei Zeilen vorliegen müssen.

Die Anordnung 7 zur Zeilenflimmer-Reduktion erhält außer diesen Signalen zweier aufeinanderfolgender Bildzeilen eines Teilbildes aus der Anordnung 6 das Signal eines anderen Teilbildes. In noch näher zu erläuterender Weise wird aus diesen Signalen eine Medianfilterung vorgenommen, die zu einer Zeilenflimmer-Reduktion führt.

Das Ausgangssignal der Anordnung 7 zur Zeilenflimmer-Reduktion wird einem zweiten Eingang des Multiplexers 8 zugeführt. Ein dritter Eingang des Multiplexers 8 ist mit dem Ausgangssignal der Anordnung 5 zur Rauschreduktion beaufschlagt.

Der Multiplexer 8 liefert ausgangsseitig das Luminanzsignal Y₁₀₀, das das konvertierte Bildsignal darstellt und daß gegenüber dem Eingangs­ signal Y₅₀ eine verdoppelte Teilbild-Frequenz aufweist. Der Multiplexer 8 wird je nach zu generierenden Teilbild in noch zu erläuternder Weise zwischen seinen drei Eingängen umgeschaltet.

Die Fig. 1 zeigt ferner einen Schaltungsblock 9, in dem eine Ver­ doppelung der Teilbild-Frequenz des Farbsignal-Anteils C₅₀ des Original- Bildsignals vorgenommen wird. Dies kann in gleicher Weise geschehen wie für das Luminanzsignal, es kann jedoch auch ausschließlich einer Verdoppelung der Teilbild-Frequenz vorgenommen werden. Die Einheit 9 liefert ausgangsseitig den Farbsignalanteil des konvertierten Bildsignals.

Fig. 2 zeigt eine Tabelle, in der schematisch angedeutet ist, welche Teilbilder in die Teilbildspeicher 1 und 2 der Darstellung gemäß Fig. 1 eingelesen werden bzw. aus diesen ausgelesen werden.

Zwei aufeinanderfolgende Teilbilder des Original-Bildsignals sind in unveränderter Form z. B. als A1, B1 und A2, B2 etc. gekennzeichnet. Zwei Teilbilder mit gleicher Bezifferung gehören dabei zu einem Vollbild. Die beiden Teilbilder sind im Zeilensprungverfahren generiert.

Wie die Tabelle gemäß Fig. 2 zeigt, werden beispielsweise zwei Teil­ bilder A1 und B1 eines Vollbildes des Original-Bildsignals in den Teil­ bilderspeicher 1, gemäß Fig. 1, der in Fig. 2 mit FM1 bezeichnet ist, eingelesen. Jedes dieser beiden Teilbilder wird nachfolgend aus dem Teilbildspeicher 1 zweimal ausgelesen, wobei dieses Auslesen mit doppelter Frequenz erfolgt, so daß die Teilbild-Frequenz dieser Bilder bereits verdoppelt ist.

Wird ein Teilbild zum zweiten Mal aus dem ersten Teilbildspeicher 1 ausgelesen, so gelangt dieses Signal, nachdem es die Anordnung 5 und die Anordnung 6 gemäß Fig. 1 durchlaufen hat, an den Eingang des Teilbildspeichers 2, der in der Tabelle gemäß Fig. 2 mit FM2 bezeichnet ist. Beim nächsten Auslesevorgang der Teilbilderspeicher 1 und 2 stehen dabei an deren Ausgängen jeweils zwei Teilbilder zur Verfügung, die in ihrer Teilbild-Frequenz bereits verdoppelt sind. Da eines der Teilbilder, nämlich dasjenige, das in den Teilbilderspeicher 2 eingelesen wurde, bereits die Rauschreduktion durchlaufen hat, ist dieses bereits rausch­ reduziert, was in der Darstellung der Tabelle gemäß Fig. 2 mit den Indices NR gekennzeichnet ist.

Im Ergebnis stehen an den Ausgängen der Teilbildspeicher 1 und 2 der Darstellung gemäß Fig. 1 zwei Teilbilder zur Verfügung, die aus dem Original-Bildsignal hervorgehen, die jedoch bereits verdoppelte Teilbild- Frequenz aufweisen.

Im folgenden soll anhand der Fig. 3 bis 6 näher erläutert werden, wie die vier Teilbilder A1₁₀₀, B1⁻₁₀₀, B1*₁₀₀ und B1⁺₁₀₀ des Ausgangs­ signals Y₁₀₀ entsprechend der Tabelle gemäß Fig. 2, die die Ausgangs­ signale des Multiplexers 8 der Darstellung gemäß Fig. 1 sind, gewonnen werden. Diese vier Teilbilder werden im folgenden als zu einer Sequenz zugehörig bezeichnet. Zu dieser Sequenz korrespondiert ein Vollbild des Original-Bildsignals, bzw. zwei Teilbilder dieses Signals, nämlich die Teilbilder A1 und B1. Im folgenden werden die vier Teilbilder der Sequenz als korrespondierend mit diesen vier Teilbildern des Original- Bildsignals bezeichnet.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung oberhalb einer gestrichelten Linie zwei Teilbilder B⌀_NR und A1 des Original-Bildsignals, wie sie aus den beiden Teilbildspeichern 1 und 2 der Darstellung gemäß Fig. 1 ausgelesen werden. Unterhalb der gestrichelten Linie ist ein Teil­ bild A1₁₀₀ dargestellt, das das erste Teilbild einer Sequenz des konvertierten Bildsignals darstellt. Dieses Signal des Teilbildes A1₁₀₀ ist durch die Anordnung gemäß Fig. 1 zu erzeugen.

Dazu wird einerseits das Ausgangssignal des ersten Teilbildspeichers 1 herangezogen, aus dem das Teilbild A1 des Original-Bildsignals (mit verdoppelter Teilbild-Frequenz) ausgelesen wird. In den Teilbild­ speicher 2 wurde zuvor bereits das Teilbild B⌀ des Original-Bildsignals, jedoch in rauschreduzierter Form, eingelesen. Dieses Signal steht nun ausgangsseitig gleichzeitig mit dem Signal A1 als Signal B⌀_NR am Ausgang des zweiten Teilbildspeichers zur Verfügung. Aus diesen beiden Ausgangssignalen der Teilbildspeicher 1 und 2 wird entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 3 das erste Teilbild A1₁₀₀ der Sequenz gewonnen.

Dieses zu generierende Teilbild A1₁₀₀ hat gegenüber dem Teilbild A1 des Original-Bildsignals vertikal und zeitlich die richtige Position. Es muß daher nur eine Rauschreduktion zugeführt werden, insbesondere ist eine Zeilenflimmer-Reduktion nicht erforderlich.

Für die Rauschreduktion werden die Ausgangssignale der Teilbild­ speicher 1 und 2 herangezogen, wobei es vorteilhaft ist, das Teilbild, das aus dem Teilbildspeicher 2 ausgelesen wurde, und das gegenüber dem zu generierenden Teilbild A1₁₀₀ nicht die richtige zeitliche Position hat, in seinem Bildinhalt einer Bewegungskompensation zu unterziehen. Dazu wird der von der Anordnung 5 zur Bewegungskompensation ent­ sprechend der Fig. 1 ermittelte Bewegungsvektor herangezogen. Dieser Bewegungsvektor ist in der Fig. 3 mit v_x bezeichnet.

Für einen in der Fig. 3 in dem Teilbild A1₁₀₀ in dessen Bildzeile 3 gekennzeichneten Bildpunkt wird nun einerseits der Bildpunkt gleicher Zeilenposition und gleicher Zeilenzahl aus dem Teilbild A1₁₀₀, wie aus dem Teilbildspeicher 1 ausgelesen wird, herangezogen. Ferner wird der um den Bewegungsvektor v_x verschobene Bildpunkt des Teilbildes BO_NR, wie es aus dem zweiten Teilbildspeicher ausgelesen wird, verwendet. Dieser Bildpunkt wird der Zeile 4 entnommen. Aus diesen beiden Bild­ punkten der beiden Teilbilder wird ein rauschreduziertes Signal gewonnen. Dafür ist ein Faktor k vorgesehen, der angibt, wie stark die Rauschreduktion erfolgen soll. Der Bildpunkt aus dem Teilbild A1 wird mit einem Faktor 1-k und der Bildpunkt aus dem Teilbild B⌀_NR mit einem Faktor k multipliziert. Diese beiden multiplizierten Werte werden addiert und bilden den Wert des gekennzeichneten Bildpunktes des Teil­ bildes A1₁₀₀.

Wird k klein gewählt, so soll nur eine geringe oder gar keine Rausch­ reduktion vorgenommen werden und dieser Bildpunkt wird im wesent­ lichen aus dem korrespondierenden Bildpunkt des Teilbildes A1 gewonnen. Mit größerem Faktor k wird zunehmend auch der Wert des Bildpunktes aus dem Teilbild B⌀_NR herangezogen.

Das generierte Teilbild A1₁₀₀ entspricht also bis auf die vorgenommene Rauschreduktion dem Teilbild A1 des Original-Bildsignals. ES wird in den zweiten Teilbildspeicher 2 gemäß Fig. 1 eingelesen und steht für nach­ folgend zu generierende Teilbilder in diesem als A1_NR zur Verfügung.

Während der Generierung des ersten Teilbildes A1₁₀₀ ist der Multiplexer 8 entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1 auf seinen ersten Eingang geschaltet, da hier die Ausgangssignale der Rauschreduktion ent­ sprechend der schematischen Darstellung in Fig. 3 als Ausgangssignal und damit als Signal für das Teilbild A1₁₀₀ herangezogen werden.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung entsprechend Fig. 3, jedoch für die Gewinnung des zweiten Teilbildes B1⁻₁₀₀ der Sequenz.

Dieses zweite Teilbild der Sequenz hat gegenüber den beiden Teilbildern des Original-Bildsignals weder vertikal noch zeitlich die richtige Position. Es wird daher eine Bewegungskompensation und eine Zeilenflimmer- Reduktion vorgenommen.

Zum Zeitpunkt der Generierung dieses zweiten Teilbildes wird aus dem ersten Teilbildspeicher das Teilbild B1 des Original-Bildsignals und aus dem zweiten Teilbildspeicher das Teilbild A1 des Original-Bildsignals, jedoch in rauschreduzierter Form, ausgelesen.

In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist für das Teilbild B1⁻₁₀₀ ein Bildpunkt der Bildzeile 2 gekennzeichnet. Der Wert dieses Bildpunktes wird durch Medianfilterung aus drei Werten generiert, wie aus den Teilbildern A1_NR und B1 gewonnen werden.

Der erste dieser Werte wird aus der Bildzeile 3 für denjenigen Bildpunkt gewonnen, der nach Anwendung des halben Bewegungsvektors (v_x·1/2) verschoben die gleiche Position hat wie der zu generierende Bildpunkt im Teilbild B1⁻₁₀₀. Das zweite Eingangssignal des Medianfilters wird aus dem Bildpunkt gleicher Zeilenposition der Zeile 1 des Teilbildes A1_NR gewonnen. Der Wert dieses Bildpunktes wird außerdem mit einem Faktor k multipliziert. Ferner wird derjenige Bildpunkt aus der Bildzeile 2 des Teilbildes B1, der nach Anwendung des halben negativen Bewegungsvektors (-v_x·1/2) gleiche Bildzeilenposition hat, wie der zu generierende Bildpunkt des Teilbildes B1⁻₁₀₀, mit einem Faktor 1-k multi­ pliziert. Diese beiden Werte werden addiert und die Summe bildet das dritte Eingangssignal für die Medianfilterung. Durch die Medianfilterung wird aus diesen drei Eingangssignalen dasjenige ausgewählt, das den mittleren Momentan-Amplitudenwert aufweist. Dieses Signal ist der Wert des gekennzeichneten Bildpunktes des zweiten Teilbildes B1⁻₁₀₀ der Sequenz.

Wie schon die Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt, ist für dieses Teilbild eine Bewegungskompensation für alle Signale erforderlich. Ferner muß eine Zeilenflimmer-Reduktion vorgenommen werden. Daher wird der Multi­ plexer 8 entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1 für die Generierung der Werte des Teilbildes B1⁻₁₀₀ auf seinen zweiten Eingang geschaltet, dem das Ausgangssignal der Anordnung 7 zur Zeilenflimmer-Reduktion zugeführt wird.

Fig. 5 zeigt ebenfalls eine Darstellung entsprechend den Fig. 3 bzw. 4, wobei jedoch in der Darstellung gemäß Fig. 5 das dritte Teilbild B1*₁₀₀ der Sequenz generiert werden soll.

Für die Generierung dieses Teilbildes werden wiederum die beiden korrespondierenden Teilbilder A1 bzw. B1 des Original-Bildsignals herangezogen. Aus dem Teilbildspeicher 1 der Darstellung gemäß Fig. 1 wird das Teilbild B1 ausgelesen. Aus dem Teilbildspeicher 2 der Darstellung gemäß Fig. 1 wird das Teilbild A1 ausgelesen, das bereits rauschreduziert ist.

Es wird wiederum eine Medianfilterung vorgenommen, da das Ausgangs­ teilbild B1 die falsche vertikale Position hat. Das Ausgangsbild A1_NR hat darüber hinaus die falsche zeitliche Position, so daß für dieses Teilbild auch eine Bewegungskompensation vorgenommen werden muß.

Für die Generierung eines in der Fig. 5 markierten Bildpunktes der Bildzeile 3 des Teilbildes B1*₁₀₀ wird eine Medianfilterung aus drei Eingangssignalen vorgenommen.

Das erste dieser Eingangssignale stellt den Wert des Bildpunktes der Bildzeile 2 des Teilbildes B1 dar, der in seiner Bildzeile die gleiche Bildzeilenposition hat wie der zu generierende Bildpunkt in seiner Bild­ zeile. Ferner wird aus dem Teilbild A1, wie es aus dem zweiten Teilbild­ speicher ausgelesen wird, derjenige Bildpunkt herangezogen, der nach Korrektur um den Bewegungsvektor v_x die gleiche Zeilenposition hat wie der zu generierende Bildpunkt. Dieser bewegungskompensierte Bildpunkt stellt das zweite Eingangssignal des Medianfilters dar. Das dritte Eingangssignal wird aus einer Summe gebildet, in der einerseits der Wert gleicher Zeilenposition des Bildpunktes der Bildzeile 4 des Teil­ bildes B1, der mit einem Faktor 1-k multipliziert wird, und der Wert des zweiten Eingangssignals des Medianfilters, der mit einem Faktor k multi­ pliziert wird. Diese Summe stellt das dritte Eingangssignal des Median­ filters dar und wird gleichzeitig als Eingangssignal in den zweiten Teil­ bildspeicher eingelesen, aus dem es für nachfolgend zu generierende Teilbilder wieder ausgelesen werden kann.

Der Multiplexer 8 des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1 ist für die Generierung des dritten Teilbildes B1*₁₀₀ der Sequenz auf seinen zweiten Eingang geschaltet, da eine Zeilenflimmer-Reduktion sowie auch eine Bewegungskompensation vorgenommen werden muß.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung entsprechend den Fig. 3 bis 5, wobei in der Darstellung gemäß Fig. 6 die Werte des vierten Teilbildes B1⁺₁₀₀ der Sequenz gewonnen werden müssen.

Da das dazu eingesetzte Teilbild B1 (in rauschreduzierter Form) des Original-Bildsignals vertikal die richtige Position hat, d. h. also die gleiche Position hat wie das Bild B1⁺₁₀₀, ist hier eine Zeilenflimmer-Reduktion nicht erforderlich. Das Teilbild B1_NR hat jedoch zeitlich nicht die richtige Position, so daß eine Bewegungskompensation erforderlich ist.

Daher wird für einen Bildpunkt, wie er in Fig. 6 beispielhaft in Bildzeile 2 mit einer bestimmten Position gekennzeichnet ist, derjenige Bildpunkt des Teilbildes B1_NR, wie es aus dem Teilbildspeicher 2 ausgelesen wird, angewendet, der nach Korrektur um den halben Bewegungsvektor (v_x·1/2) die gleiche Zeilenposition hat wie der zu generierende Bildpunkt in seiner Bildzeile.

Da hier nur eine Bewegungskompensation (neben der Rauschreduktion) erforderlich ist, ist der Multiplexer 8 gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf seinen dritten Eingang geschaltet.

Die Art der Generierung einer Sequenz der vier Teilbilder entsprechend den Fig. 3 bis 6 wiederholt sich laufend, wobei für jeweils zwei Ausgangsteilbilder des Original-Bildsignals vier korrespondierende Teil­ bilder des konvertierten Bildsignals gewonnen werden.

Claims (13)

1. Anordnung zur Konvertierung eines Original-Bildsignals, das als eine Folge von Vollbildern, von denen sich jedes aus zwei im Zeilensprung­ verfahren generierten Teilbildern zusammensetzt, in ein konvertiertes Bildsignal, das gegenüber dem Original-Bildsignal eine doppelte Teilbild- Frequenz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verdoppelung der Teilbild-Frequenz eine Speicher-Anordnung (1, 2) vorgesehen ist, der eine Anordnung (5) zur Bewegungskompensation nachgeschaltet ist, deren Ausgangssignal auf eine Anordnung (6) zur Rauschreduktion geschaltet ist, daß eine Anordnung (7) zur Zeilenflimmerreduktion vorgesehen ist, der die Ausgangssignale der Anordnung (6) zur Rauschreduktion und der Anordnung (5) zur Bewegungskompensation zugeführt werden, und daß das konvertierte Bildsignal in Abhängigkeit der zeitlichen Lage eines zu generierenden Teilbildes des konvertierten Bildsignals aus dem Ausgangssignal der Anordnung (6) zur Rauschreduktion, der Anordnung zur Zeilenflimmerreduktion (7) oder der Anordnung zur Bewegungskompensation (5) gewonnen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Original-Bildsignal in einen ersten Teil­ bildspeicher (1) eingelesen wird, aus dem es mit doppelter Frequenz ausgelesen wird, wobei jedes Teilbild zweimal hintereinander ausgelesen wird, und daß ein zweiter Teilbildspeicher (2) vorgesehen ist, in den jedes aus dem ersten Teilbildspeicher (1) zum zweiten Mal ausgelesene Teilbild nach Durchlaufen der Anordnung (6) zur Rauschreduktion einge­ lesen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Teilbildspeichern (1, 2) ein Zeilenspeicher (4) nachgeschaltet ist, welcher eine Bildzeile eines der Ausgangssignale der beiden Teilbildspeicher (1, 2) zwischenspeichert.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (7) zur Zeilenflimmer­ reduktion als Median-Filter ausgelegt ist, welches ausgangsseitig dasjenige Eingangssignal zur Verfügung stellt, das den mittleren Amplitudenwert aufweist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anordnung (5) zur Bewegungs­ kompensation die Ausgangssignale der beiden Teilbildspeicher (1, 2) und des Zellenspeichers (4) zugeführt werden, und daß die Anordnung zur Bewegungskompensation aus den beiden aus den Teilbild­ speichern (1, 2) ausgelesenen, aufeinanderfolgenden Teilbildern des Original-Bildsignals einen Bewegungsvektor ermittelt, der für eine Gruppe von Bildpunkten dieser Teilbilder deren Bewegung zwischen den beiden Teilbildern angibt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zu zwei Teilbildern (A1, B1) eines Vollbildes des Original-Bildsignals, eine korrespondierende Sequenz von vier Teilbildern (A1₁₀₀, B⁻₁₀₀, B1*₁₀₀, B1⁺₁₀₀) des konvertierten Bildsignals generiert, wobei das erste Teilbild (A1₁₀₀) der Sequenz aus dem Ausgangssignal der Anordnung (6) zur Rauschreduktion, das zweite und dritte Teilbild (B1⁻₁₀₀, B1*₁₀₀) der Sequenz aus dem Ausgangssignal zur Zeilenflimmerreduktion (7) und das vierte Teilbild (B1⁺₁₀₀) der Sequenz aus der Anordnung zur Bewegungskompensation (5) gewonnen wird.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung bei der Generierung des ersten Teilbildes (A1₁₀₀) der Sequenz den Wert eines jeden Bildpunktes einer Zeilenposition x in einer Bildzeile y gewinnt durch Addition

• - des mit einem Faktor k multiplizierten Wertes des Bildpunktes der Zeilenposition x-v_x in der Zeile y + 1 des letzten vor dem korre­ spondierenden Vollbild des Originalbildsignals übertragenen Teil­ bildes (B⌀) des Original-Bildsignals,
• - und des mit einem Faktor 1 - k multiplizierten Wertes des Bild­ punktes der Zeilenposition x der Bildzeile y des ersten Teilbildes (A1) des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bild­ signals,

wobei der Wert v_x ein von der Anordnung (1) zur Bewegungskompensa­ tion gelieferter Bewegungsvektor ist und wobei der Wert k das Maß der Rauschreduktion bestimmt.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, daß durch gekennzeichnet, daß die Anordnung bei der Generierung des zweiten Teilbildes (B1⁻₁₀₀) der Sequenz den Wert eines jeden Bildpunktes einer Zeilenposition x in einer Bildzeile y gewonnen wird durch Median­ filterung aus

• - dem Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x + (v_x·1/2) in der Zeile y + 1 des ersten Teilbildes (A1) des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals,
• - dem Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x + (v_x·1/2) in der Zeile x - 1 des ersten Teilbildes (A1) des korrespondierenden Voll­ bildes des Original-Bildsignals,
• - und dem Wert der Summe aus
  • - dem mit einem Faktor k multiplizierten Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x+(v_x · 1/2) in der Zeile y-1 des ersten Teilbildes (A1) des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals
  • - und dem mit einem Faktor 1-k multiplizierten Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x-(v_x · 1/2) in der Zeile y des zweiten Teilbildes des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals,

wobei der Wert v_x ein von der Anordnung (5) zur Bewegungskompensa­ tion gelieferte Bewegungsvektor ist, und wobei der Wert k das Maß der Rauschreduktion angibt.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Generierung des dritten Teilbildes (B1*₁₀₀) der Sequenz der Wert eines jeden Bildpunktes einer Zeilenposi­ tion x in einer Bildzeile y gewonnen wird durch Medianfilterung aus

• - dem Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x + v_x der Bildzeile y des ersten Teilbildes des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals,
• - dem Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x in der Zeile y - 1 des zweiten Teilbildes des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals,
• - und dem Wert der Summe aus
  • - dem mit einem Faktor k multiplizierten Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x+v_x in der Bildzeile y des ersten Teil­ bildes des korrespondierenden Vollbildes
  • - und dem mit einem Faktor 1-k multiplizierten Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x in der Zeile y+1 des zweiten Teilbildes des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bildsignals,

wobei der Wert v_x ein von der Anordnung (5) zur Bewegungskompensa­ tion gelieferter Bewegungsvektor ist, wobei der Wert k das Maß der Rauschreduktion bestimmt.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Regenerierung des vierten Teil­ bildes (B1⁺₁₀₀) der Sequenz der Wert eines jeden Bildpunktes einer Zeilenposition x in einer Bildzeile y gewonnen wird, aus dem Wert des Bildpunktes der Zeilenposition x + (v_x·1/2) der Zeile y des zweiten Teilbildes (B1) des korrespondierenden Vollbildes des Original-Bild­ signals, wobei der Wert v_x ein von der Anordnung (5) zur Bewegungs­ kompensation gelieferte Bewegungsvektor ist.