DE4214089A1 - Rauschdaempfungsschaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rauschdämpfungsschaltung in einem Videogerät und insbesondere auf eine Schaltung zur Dämpfung von Rauschen, das in einem Luminanzsignal enthalten ist, welches in ein Luminanzsignalverarbeitungssystem eines Videorecorders, eines Bildplattenspielers oder eines Farbfernsehers eingegeben wird.

Ein Videogerät, wie z. B. ein Farbfernseher, ein Videorecorder oder ein Bildplattenspieler, benötigt ein Luminanzsignal, um die Helligkeit des Bildschirms zu steuern. Das Verhältnis der roten, grünen und blauen Luminanzsignale, d. h. der Primärfarben, beträgt ungefähr 0,3:0,59:0,11. Das Mischen der drei Signale in diesem Verhältnis dient der optimalen Einstellung auf die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges. Da jedoch ein derartiges Luminanzsignal Rauschen beinhaltet, wurde ein Schaltung für die Rauschunterdrückung entwickelt, die nachfolgend kurz beschrieben wird.

Fig. 3 ist ein bekannte Schaltung zur Dämpfung des Rauschens eines Luminanzsignals, wobei ein rauschbeladenes Luminanzeingangssignal (Fig. 2A) in einem Hochpaßfilter 1 gefiltert wird, und wodurch eine Wellenform gemäß Fig. 2B entsteht. Dieses Signal wird dann einem Begrenzer 2 zugeführt, der die Amplitude des Signals begrenzt und wodurch eine Wellenform gemäß Fig. 2C gebildet wird. Danach wird das amplitudenbegrenzte Signal einem Subtrahierglied 3 zugeführt, das das Signal aus Fig. 2C, das durch den Begrenzer 2 gelaufen ist, von dem Luminanzeingangssignal (Fig. 2A) subtrahiert, was zur in Fig. 2D gezeigten Wellenform führt, in der das Rauschen gedämpft ist.

Jedoch läßt die bekannte Rauschdämpfungsschaltung ein Rauschen gemäß Fig. 2D zurück, welches sich aus dem übrigbleibenden Rauschen und einer Verzerrung ergibt, welche sich beide aufgrund der Verzögerung des Signals des Filters 1 im Umrißabschnitt des am Ende vom Subtrahierglied 3 ausgegebenen Signals ergeben. Entsprechend ist die Flanke des Luminanzsignals zusammengefallen.

Weiterhin ist eine Schaltung zur Rauschdämpfung bekannt, bei der ein Videosignal unter Verwendung eines horizontalen Pulses geklemmt wird, ein Rauschen des geklemmten Videosignals erkannt wird und der Klemmpegel entsprechend einer mittleren Pegelschwankung des Luminanzsignals gesteuert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rauschdämpfungsschaltung bereitzustellen, welche ein Luminanzeingangssignal zeitteilt und einen mittleren Gleichstrompegel eines derartigen Luminanzsignals erkennt, das zeitgeteilte Luminanzsignal aufgrund des mittleren Gleichstrompegels klippt, das geklippte Signal vom zeitgeteilten Luminanzsignal subtrahiert, das subtrahierte Signal entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel verschiebt und darauffolgend das verschobene Signal tiefpaßfiltert, wodurch ein rauschfreies Luminanzsignal abgegeben wird.

Um diese Aufgabe zu lösen, enthält die erfindungsgemäße Rauschdämpfungsschaltung:
eine Zeitteileinrichtung zum Zeitteilen eines rauschbeladenen Luminanzsignals entsprechend zu einem Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz;
eine Luminanzpegelmittelwert-Erkennungseinrichtung zum Integrieren des zeitgeteilten von der Zeitteileinrichtung ausgegebenen Luminanzsignals und zur Berechnung eines mittleren Gleichstrompegels;
eine Klippeinrichtung zum Klippen des von der Zeitteileinrichtung ausgegebenen Signals entsprechend dem mittleren Gleichstrompegel der Luminanzpegelmittelwert-Erkennungseinrichtung;
eine Subtrahiereinrichtung zum Subtrahieren des von der Klippeinrichtung ausgegebenen geklippten Signals von dem von der Zeitteileinrichtung ausgegebenen zeitgeteilten Luminanzsignal;
eine Pegelverschiebungseinrichtung zur Kompensation des Pegels des subtrahierten Luminanzsignals entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel; und
eine Tiefpaßfiltereinrichtung zur Tiefpaßfilterung des von der Pegelverschiebungseinrichtung ausgegebenen, pegelverschobenen Signals und zur Wiederherstellung des tiefpaßgefilterten Signals mit der ursprünglichen Wellenform den Luminanzsignals.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rauschdämpfungsschaltung darstellt;

Fig. 2A bis 2D Betriebs-Zeitdiagramme einer herkömmlichen Rauschdämpfungsschaltung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer bekannten Rauschdämpfungsschaltung zeigt, und

Fig. 4A bis 4H Betriebs-Zeitdiagramme der Rauschdämpfungsschaltung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist der Eingang einer Torschaltung 10 mit einer Luminanzsignalquelle (nicht dargestellt) verbunden. Ein Takteingangsanschluß der Torschaltung ist mit dem Ausgang eines Taktgenerators 11 verbunden und deren Ausgang ist mit dem Eingang eines Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 und dem Minuenden­ anschluß eines Subtrahierglieds 14 verbunden. Ein erster Eingang einer Klippschaltung 13 ist mit einem Ausgang des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 verbunden, wobei deren Ausgang mit dem Subtrahendenanschluß des Subtrahierglieds 14 verbunden ist. Erster und zweiter Eingang einer Pegelverschiebungsschaltung 15 sind mit entsprechenden Ausgängen des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 und des Subtrahiergliedes 15 verbunden. Ein Ausgang der Pegelverschiebungsschaltung 15 ist mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 16 verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 1 unter Bezugnahme auf die Betriebszeitdiagramme der Fig. 4A bis 4H beschrieben.

Gemäß Fig. 1 wird ein rauschbeladenes Luminanzsignal (Fig. 4A) von der Luminanzsignalquelle in die Torschaltung 10 eingegeben, die einen elektronischen Schalter aufweist. Die Torschaltung 10 läßt das eingegebene Luminanzsignal nur während "hohen" Intervallen des Taktsignals (Fig. 4B) des Taktgenerators (11) durch und sperrt das Luminanzsignal während der "niedrigen" Intervalle. Demzufolge teilt die Torschaltung 10 das Luminanzsignal einschließlich des Rauschens in vorbestimmte Intervalle entsprechend dem Taktsignal (Fig. 4B), das vom Taktgenerator 11 erzeugt wird, und erzeugt ein Rauschen enthaltenes und zeitgeteiltes Luminanzsignal nach Fig. 4C. Zu diesem Zeitpunkt ist die vom Taktgenerator 11 gelieferte Frequenz des Taktsignals wenigstens zweimal so groß, wie die obere Grenze des reproduzierenden Bands des Luminanzsignals entsprechend des Nyquist-Theorems, um die ursprüngliche Wellenform des Luminanzsignals aufrechtzuerhalten. Das zeitgeteilte Luminanzsignal wird dem Luminanzpegelmittelwertdetektor 12, der Klippschaltung 13 und dem Subtrahierglied 14 eingegeben. Der Luminanzpegelmittelwertdetektor 12 integriert das zeitgeteilte Luminanzsignal, um einen mittleren Gleichstrompegel zu erkennen und gleichzeitig den mittleren Gleichstromluminanzpegel gemäß Fig. 4D der Klippschaltung 13 und der Pegelverschiebungsschaltung 14 zuzuführen.

In der Zwischenzeit klippt die Klippschaltung 13 das zeitgeteilte Luminanzsignal adaptiv entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel des Luminanzsignals. D.h., die Klippschaltung 13 klippt das zeitgeteilte Luminanzsignal (Fig. 4C) beispielsweise durch eine Diode und führt das geklippte Signal, das in Fig. 4E dargestellt ist, dem Subtrahierglied 15 zu. In diesem Fall hat das vom Klippschaltkreis 13 ausgegebene Signal eine Wellenform gemäß Fig. 4E, wobei die Luminanzsignalkomponente eine Rauschkomponente enthält. Danach subtrahiert das Subtrahierglied 15 das geklippte Luminanzsignal (Fig. 4E), das von der Klippschaltung 13 abgegeben wird, von dem zeitgeteilten Luminanzsignal (Fig. 4C), das von der Torschaltung 10 abgegeben wird, und gibt ein rauschfreies Luminanzsignal mit einer Wellenform entsprechend Fig. 4F an die Pegelverschiebungsschaltung 15 ab.

Die Pegelverschiebungsschaltung 14 addiert den mittleren Gleichstrompegel des subtrahierten Luminanzsignals (Fig. 4F) vom Subtrahierglied 15 zu dem mittleren Gleichstrompegel (Fig. 4D) des Luminanzpegelmittelwertdetektors 12 unter Verwendung eines Pegelverschiebers oder -addierers und kompensiert den geklippten Luminanzpegel der Klippschaltung 13, was zu einer Wellenform nach Fig. 4G führt. Das pegelverschobene Signal wird einem Tiefpaßfilter 16 zugeführt.

Die Pegelverschiebungsschaltung 14 ist außerdem in der Lage den Ausgangspegel des Subtrahierglieds 15 zu justieren, wobei ein Benutzer manuell einen variablen Widerstand feststellt.

Der Tiefpaßfilter 16 läßt die Frequenzkomponente durch, die niedriger als die obere Grenze des reproduzierenden Bandes des von der Pegelverschiebungsschaltung 14 ausgegebenen pegelverschobenen Luminanzsignals ist, während höhere Frequenzkomponenten abgeschnitten werden.

Entsprechend weist der Ausgang des Tiefpaßfilters 16 die Originalwellenform gemäß Fig. 4H auf, so daß ein rauschfreies Luminanzsignal an eine nicht dargestellte Farbsignalverarbeitungseinrichtung ausgegeben wird.

Wie oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Rauchdämpfungsschaltung ein Zusammenfallen der Ränder des Luminanzsignals verhindern, was bei Verwendung von bekannten Filtern und Begrenzern auftritt, wodurch ein rauschfreies Luminanzausgangssignal erhalten wird.

Claims (2)

1. Eine Rauschdämpfungsschaltung mit:
einer Zeitteileinrichtung (10, 11) zum Zeitteilen eines rauschbeladenen Luminanzsignals mit einer vorbestimmten Frequenz entsprechend eines vorbestimmten Taktsignals;
einer Luminanzpegelmittelwert-Erkennungseinrichtung (12) zur Integration des zeitgeteilten Luminanzsignals, das von der Zeitteileinrichtung abgegeben wird, wobei ein mittlerer Gleichstrompegel berechnet wird;
einer Klippeinrichtung (13) zum Klippen des Ausgangs der Zeitteileinrichtung entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel der Luminanzpegelmittelwert-Erkennungseinrichtung (12);
einer Subtrahiereinrichtung (14) zum Subtrahieren des von der Klippeinrichtung (13) ausgegebenen, geklippten Signals von dem von der Zeitteileinrichtung (10, 11) ausgegebenen zeitgeteilten Luminanzsignal;
einer Pegelverschiebungseinrichtung (15) zur Kompensation des Pegels des subtrahierten Luminanzsignals entsprechend zum mittleren Gleichstrompegel; und
einer Tiefpaßfiltereinrichtung (16) zur Tiefpaßfilterung des pegelverschobenen Signals von der Pegelverschiebungseinrichtung (15) und zur Wiederherstellung des tiefpaßgefilterten Signals mit der ursprünglichen Wellenform des Luminanzsignals.

2. Rauschdämpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitteileinrichtung (10, 11) einen elektronischen Schalter (10) zum Durchlassen des verrauschten Luminanzeingangssignals entsprechend zum Taktsignal aufweist.