DE19757140C1

DE19757140C1 - Videotechnisches Gerät mit kaskadierten Medianfiltern

Info

Publication number: DE19757140C1
Application number: DE19757140A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Wischermann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2017-12-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Videotechnisches Gerät mit einem Medianfilter zum Filtern eines als Bildpunkte vorliegenden Videosignals, wobei das Videosignal über zwischengeschaltete Verzögerungsglieder den Eingängen eines Medianselektors zugeführt ist.

Bei der Verarbeitung von Videosignalen, beispielsweise in sogenannten "Noise Reducern" werden Medianfilter zum Ausfiltern von impulsartigen Störungen verwendet. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus DE 44 32 787 A1 bekannt, bei dem ein zu korrigierendes Videosignal einer Reihenschaltung von acht Verzögerungsgliedern, welche das Videoeingangssignal jeweils um genau der Zeitdauer eines Bildpunktes verzögern und dem ersten Eingang eines Medianselektors mit neun Eingängen zugeführt ist. Jeder Ausgang der acht in Reihe verschalteten Verzögerungsglieder ist mit jeweils einem der acht übrigen Eingängen des Medianselektors verbunden. Mit einer solchen Anordnung lassen sich Störungen in der Breite von vier Bildpunkten unterdrücken. Allgemein gilt: Wenn N die Anzahl der Eingänge des Medianselektors ist, so lassen sich Störungen der Breite (N-1)/2 unterdrücken. Sollen Störungen mit größerer Breite unterdrückt werden, ist also ein Medianselektor mit entsprechender Anzahl von Eingängen zu verwenden. Medianselektoren als Hardware-Baustein werden jedoch nur mit einer begrenzten Anzahl von Eingängen angeboten.

Aus DE 37 11 967 C1 ist eine Anordnung zur planaren Filterung von Fernsehsignalen, insbesondere von Fernsehsignalen hoher Auflösung zur Erzielung eines schachbrettartigen Dämpfungsverlaufs mit einer Laufzeitkette und einer Kettenschaltung von Summiergliedern bekannt, wobei jedes Summierglied mit einem Summeneingang über einen Teiler mit einem Abgriff der Laufzeitkette verbunden ist. Das Gesamtfilter oder dessen hintereinander geschaltete Teilfilter sind jeweils spiegelsymetrisch aufgebaut, wobei die Symetrieebene(n) durch die Mitte eines der Laufzeitkettenglieder verläuft und dabei eine Filterkonfiguration bildet, die in ihrer einfachsten Form einem 1,1-Filter entspricht. Bei dem aus zwei Teilfiltern aufgebauten Filter ist hierbei der Ausgang des einen Teilfilters mit dem Eingang des anderen Teilfilters verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein medianbasiertes Filter anzugeben, mit welchem sich Störungen größerer Ausdehnung unterdrücken lassen, wobei handelsübliche Medianselektoren mit verhältnismäßig geringer Anzahl von Eingängen verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Medianfilter aus mindestens zwei Medianfiltern zusammengesetzt ist, wobei ein Ausgang eines ersten Medianfilters einem Eingang eines zweiten Medianfilters zugefährt ist.

Durch Kaskadierung mehrerer Medianfilter kann auf diese Weise die Anzahl der Eingänge, und folglich auch die Ausdehnung der zu unterdrückenden Störungen beliebig ausgedehnt werden.

Vorzugsweise sind die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder des ersten Medianfilters und des zweiten Medianfilters unterschiedlich gewählt sind.

Die Erfindung wird nun anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine aus zwei Medianfiltern zusammengesetzte Medianfilteranordnung

Fig. 2 Ein Signal-Zeitdiagramm zu der Medianfilteranordnung von Fig. 1

Fig. 3 Ein aus drei Medianfiltern zusammengesetzte Medianfilteranordnung.

Das erste Ausführungsbeispiel zeigt eine Medianfilteranordnung, welche aus zwei kaskadierten Medianfiltern 1, 2 zusammengesetzt ist. Jeder Medianfilter besteht aus einem Medianselektor 3, 6 mit jeweils drei Eingängen und zwischen den einzelnen Eingängen angeordneten Verzögerungsgliedern 4, 5 und 7, 8, die jeweils eine Verzögerungskette 4, 5 bzw. 7, 8 bilden. Das Eingangssignal V ist dem ersten Eingang des ersten Medianselektors 3 und dem ersten Verzögerungsglied 4 zugeführt. Der Ausgang des ersten Verzögerungsgliedes 4 ist dem zweiten Eingang des ersten Medianselektors 3 und dem Eingang des zweiten Verzögerungsgliedes 5, und der Ausgang des zweiten Verzögerungsgliedes 5 dem dritten Eingang des ersten Medianselektors 1 zugeführt. Der Ausgang M1 des ersten Medianselektors 3, der gleichzeitig den Ausgang des ersten Medianfilters 1 bildet ist dem Eingang des zweiten Medianfilters 2 zugeführt, also intern sowohl dem Eingang des zweiten Medianselektors 6 als auch dem ersten Verzögerungsglied, der aus den zwei Verzögerungsgliedern 7, 8 gebildeten zweiten Verzögerungskette. Der Ausgang des ersten Verzögerungsgliedes 7 der zweiten Verzögerungskette ist dem zweiten Eingang des zweiten Medianselektors 6 und der Ausgang des zweiten Verzögerungs gliedes 8 der zweiten Verzögerungskette dem dritten Eingang des zweiten Median selektors 6 zugeführt. Das Ausgangssignal M2 des zweiten Medianfilters bildet auch zugleich das Ausgangssignal der gesamten Filteranordnung. Die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 4, 5 der ersten Verzögerungskette wurden so eingestellt, daß sie der Zeitdauer 3H von drei horizontalen Bildpunkten entsprechen, wohingegen die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder 7, 8 der zweiten Verzögerungskette jeweils der Zeitdauer H eines horizontalen Bildpunktes entsprechen.

Fig. 2 zeigt das entsprechende Signal-Zeitdigramm mit Bildstörungen der Zeitdauer drei, vier und fünf horizontalen Bildpunkten, welche in der ersten Zeile des Diagramms dargestellt sind. Die zweite und die dritte Zeile des Diagramms zeigen die Ausgangssignale des ersten bzw. zweiten Verzögerungsgliedes der ersten Verzögerungskette. Die vierte Zeile zeigt das Ausgangssignal M1 des ersten Medianfilters. Aus dem Signalverlauf dieses Signals M1 ist ersichtlich, daß Störsignale der Länge von drei Bildpunkten bereits am Ausgang des ersten Median filters unterdrückt sind. Die fünfte bzw. sechste Zeile der Fig. 2 zeigt das Ausgangssignal des ersten bzw. zweiten Verzögerungsgliedes und die letzte Zeile das Ausgangsignal M2 des zweiten Medianfilters, welches zugleich das Ausgangs signal der gesamten Medianfilteranordnung bildet. Deutlich ist zu erkennen, daß Störsignale der Länge von vier Bildpunkten nun auch unterdrückt sind, während Störsignale der Länge von fünf Bildpunkten durchgelassen werden.

Um die gleiche Funktion mit einem einzelnen Medianfilter zur realisieren, wurde ein Medianfilter mit neun Eingängen benötigt werden. Die Reduktion der Zahl Eingänge eines vergleichbaren einzelnen Medianfilters ist bei diesem Ausführungsbeispiel noch nicht besonders ausgeprägt, es wurde jedoch gewählt, weil sich die Wirkung des neuen Medianfilters besonders einfach in Signal-Zeitdiagrammen zeigen läßt.

Fig. 3 zeigt eine Medianfilteranordnung mit zwei Medianfiltern mit jeweils fünf Eingängen, die ansonsten die gleiche Struktur der Schaltungsanordnung des ersten Ausführungsbeispiels aufweist. Die Verzögerungsglieder der ersten Verzögerungs kette weisen hierbei allerdings eine Verzögerung der Zeitdauer von fünf Bildpunkten 5H auf. Mit dieser Anordnung können Störsignale der Dauer von zwölf Bildpunkten unterdrückt werden.

Fig. 4 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem drei Medianfilter mit jeweils drei Eingängen kaskadiert sind. Die Verzögerungsglieder der ersten Verzögerungskette weisen hierbei eine Verzögerungszeit der Dauer von neun Bildpunkten 9H, die der zweiten Verzögerungskette eine Verzögerungszeit der Dauer von drei Bildpunkten 3H und die Verzögerungsglieder der dritten Verzögerungskette eine Verzögerungszeit der Dauer eines Bildpunktes H auf. Mit dieser Anordnung lassen sich Bildstörungen der Dauer von dreizehn Bildpunkten unterdrücken.

Mit den hier gezeigten Schaltungsanordnungen wird die jeweils maximal erzielbare Störimpulsunterdrückung erreicht. Kürzere Störunterdrückungsdauern können durch Verkürzung der Verzögerungszeit einzelner Verzögerungsglieder erreicht werden, längere Störunterdrückungszeiten hingegen durch zusätzliche Einzelfilter. Selbstver ständlich lassen sich mit der angegebenen Medianfilteranordnung auch vertikale Bildfehler unterdrücken. Hierzu sind die Verzögerungsglieder entsprechend dem zeitlichen Abstand der vertikalen Bildpunkte einzustellen.

Bevorzugte Anwendung dieser Schaltungsanordnungen sind Geräte zur Reduktion von Störsignalen in Videosignalen; sogenannte "Noise Reducer" oder auch Filmabtaster, die Filter zur Bildkorrektur bereits enthalten.

Claims

1. Videotechnisches Gerät mit einem Medianfilter zum Filtern eines als Bildpunkte vorliegenden Videosignals, wobei das Videosignal über zwischengeschaltete Verzögerungsglieder einem Medianfilter zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Medianfilter aus mindestens zwei Medianfiltern (1, 2) zusammengesetzt ist,
wobei ein Ausgang eines ersten Medianfilters (1) einem Eingang eines zweiten Medianfilters (2) zugeführt ist.

2. Videotechnisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder des ersten Medianfilters (1) und des zweiten Medianfilters (2) unterschiedlich gewählt sind.