Устройство коррекции амплитудных искажений телевизионного сигнала

 

Изобретение может быть использовано в устройствах обработки телевизионных изображений в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение точности коррекции. Устройство содержит АЦП I, цифровые компараторы 2 и 3, двухвходовые регистры 4 и 5, блоки 6 и 7 буферной памяти, блок 8 вычитания, блок 9 деления, ЦАП 10, блок II кадровой памяти, блок 12 управления и аппроксиматоры (Л 4 4 Оо .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А1 (19) (11) (504 Н 04 5 205

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

С сом, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ * < e«

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ от ц„ (21) 3548057/24-09 (22) О!.02.83 (46) 30.05.87 ° Бюл. 1(- 20 (72) А.Ф.Бузин, Л.И.Воскобойников, В,В.Вушкарник, Э.М.Добрынин, Ю.В.Немых и Ю.Т.Оношко (53) 621.397(088.8) (56) Патент СССР Р 631093, кл, Н 04 N 5/76, 1975.

Брацлавец П.Ф. и др. Космическое телевидение. M. Связь, !973, с.176-180.

Заявка Великобритании к- 1526801, кл. H 4 F, 1977. (54) УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ АМПЛИТУДНЫХ ИСКАЖЕНИЙ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано в устройствах обработки телевизионных иэображений в реальном масштабе времени. Цель изобретения повышение точности коррекции. Устройство содержит АЦП I цифровые компараторы 2 и 3, двухвходовые регистры

4 и 5, блоки 6 и 7 буферной памяти, блок 8 вычитания, блок 9 деления, ЦАП 10, блок I! кадровой памяти, блок 12 управления и аппроксиматоры

l3 огибающих (АО) 13 и 14. АО 13 и 4 определяют коэффициенты экспоненты, соответствующие изменению уровня белого и черного соответственно, и сглаживают обе огибающие уровней.

Для сглаживания изображения по строке и кадру необходимо, чтобы параметры сглаживания, поступающие из

АО 13 и 14, были распространены на заданное число строк и кадров. Для этого йараметры корректирующих сигналов, выработанные для одной строки, могут быть распространены на!

4482 несколько строк, а параметры корректирующих сигналов для полукадра — на несколько полукадров. Эти режимы требуют такой организации AO 13 и 14, чтобы коэффициенты коррекции для заданного числа строк и полукадров поступали из АО 13 и 14 в блоки 6 и 7. В заданные моменты времени последовательно считывают сглаженные последовательности выборок в направлении строчной и кадровой разверток на блоки 8 и 9 и далее — на выход устройства. 1 ил.

Из о бр етение о тно си тся к прикладному телевидению и может быть использовано в устройствах обработки телевизионных (ТВ) изображений в реальном масштабе времени, 5

Цель изобретения — повышение точности коррекции.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства коррекции амплитудных искажений ТВ сигнала.

Устройство коррекции амплитудных искажений ТВ сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

1, цифровые компараторы 2 и 3, двухвходовые регистры 4 и 5, блоки б.и 7 буферной памяти, блок 8 вычитания, блок 9 деления, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, блок 11 кадровой памяти, блок 12 управления и аппроксиматоры !3 и 14 огибающих.

Устройство работает следующим образом.

ТВ сигнал с передающей ТВ камеры (не показано) поступает на вход восьмиразрядного АЦП 1. В начале строки один из двухвходовых регистров, например 4, включенный в цепь, обеспечивающую выделение максимального сигнала, сбрасывается в "0", а второй двухвходовый регистр 5, включенный в цепь выделения минимального

tt It сигнала, устанавливается в 1 ° С выхода обеих двухвходовых регист35 ров 4 и 5 эти установочные сигналы поступают на вторые входы цифровых компараторов 2 и 3.

1(аждая строка ТВ изображения разбивается на заданное число интервалов. Пусть, например, в каждой строке, содержащей 768 точек, выделено 48 интервалов, каждый из которых включает по 16 точек. Тогда каждый цифровой компаратор 2 и 3 из !6 точек интервала, поступающих на его вход, выделяет соответственно максимальную и минимальную точки. Смена информации в каждом из двухвходовых регистров 4 и 5 происходит только в том случае, если вновь поступающая информация на его входе больше или меньше предшествующей. В конце интервала (после 16 точек) информация с . выхода двухвходовых регистров 4 и 5 поступает на вход каждого из блоков би 7.

В блоке 6 буферной памяти накапливается информация о точках максимумов, а в блоке 7 — информация о точках минимумов. Дпя строки в 768 точек будет выделено по 48 точек максимумов и минимумов. При этом корректирующими сигналами являются сигналы максимума и минимума для данного интервала, В блоке 8 вычитания из каждой точки TB сигнала вычитается значение аппроксимированного минимума в этой точке. В блоке 9 деления все текущие точки интервала делятся на соответствующий аппроксимированный коэффициент.

Следует оговорить случаи исключения выражений типа О/1, которые возникают после исключения уровня чер1314482 ного и приведения уровня белого к заданному уровню. В одной из 16 точек интервала уровень черного равен уровню видеосигнала, поступающего на второй вход блока 8 вычитания из 5 блока ll. Поэтому на выходе блока 8 вычитания сигнал равен нулю. Если этот сигнал подать на вход блока 9 деления, то результат деления — нуль.

Поэтому блок 8 выполнен так, что в I0 младшем его разряде прибавляется единица, Это исключает неопределенность. Учитывая, что вес единицы младшего разряда равен 1/256, опера— ция инкремента не вносит существенных искажений в ТВ сигнал.

Ускорение обработки информации достигается выполнением блока 9 деления в виде блока умножения. Поэтому для ускорения вычислений инфор- 20 мация, соответствующая точкам огибающей максимумов, принимается заадресную информацию. В этом случае блок 6 буферной памяти дополнительно содержит программируемое запоминающее устройство, в котором хранится

256 комбинаций цифровых кодов (для восьмиразрядного АЦП 1). Каждой адресной комбинации сигналов в блоке

6 буферной памяти соответствует заданная величина. После нахождения промежуточных значений огибающих в аппроксиматоре 13 в блоке 9 про— исходит умножение сигнала, соответствующего каждой точке строки, на 35 заданный коэффициент.

Сигналы управления устройствомформируются с помощью блока 12 управления, выполненного в виде управляющего микропроцессора. Управление организовано таким образом, чтобы в блоке ll кадровой памяти и I1 формировались сигналы Запись

"Считывание" синхронно с развертками по строке и кадру. В блоке уп- 45 равления (не показан) блока 11 кадро-. вой памяти формируют сигналы синхронизации для АЦП 1, ЦАП 10 двухвходовых регистров 4 и 5, а также сигна.лы управления выборкой записи и счи- 5О тывания обеих блоков 6 и 7 буферной памяти.

Ап про к си ма торы 1 3 и 1 4 о ги 6ающих определяют коэффициенты экспоненты, соответствующие изменению уровня бе- 55 лого и черного соответственно, и сглаживают обе огибающие уровней.

По записанным в оба блока 6 и 7 48 точкам максимумов и минимумов сигналов с помощью полиномов Чебышева апп- роксимируются две огибающие сигнала

I вдоль строки.

Усреднение (сглаживание) максимумов и минимумов аппроксимируемых кривых позволяет исключить влияние случайных помех.

Указанный процесс вычислений осуществляется в течение первого кадра параллельно с записью этой информации в блок 11 кадровой памяти.

Последующий кадр (полукадр) ТВ изображения обрабатывается следующим образом.

Блок 11 кадровой памяти и оба блока 6 и 7 буферной памяти работают в режиме Считывание — Иодифихация—

Запись". В этом режиме информация, хранимая в блоке 11 кадровой памяти, считывается таким образом, что по адресу, выставленному на адресных шинах этого блока, сразу же заносится информация следующего кадра (полукадра).

Считанная информация из блока ll поступает на первый вход блока 8 вычитания, на второй вход которого поступает информация из аппроксиматора 14, а на выходе формируется сигнал, приведенный к фиксированному нулевому уровню. В блоке 9 деления происходит коррекция информации, связанная с изменением уровня белого.

Известно, что при линейном квантовании аналогового ТВ сигнала естественного происхождения наблюдается перекос в сторону малых уровней. При этом мелкие детали изображения оказываются плохо различимыми. Задача преобразования ТВ сигнала в блоке 9 де-. ления сводится к тому, чтобы улучшить соотношение между мелкими икрупными деталями в кадре и исключить влияние изменений уровня белого, а также провести изображение, получаемое при разных уровнях естественной освещенности, к одному уровню.

В аппроксиматоре 13 для каждой точки строки ТВ изображения вырабатывается коэффициент К, соответствующий точке, лежащей на аппроксимируемой огибающей, и поступающий на второй вход блока 9 деления. Сигнал каждой точки ТВ изображения из блока II кадровой памяти, проходя блок 8 вычитания, поступает в блок 9 деления, где делится на укаэанный коэффициент

К. В результате деления осуществляет-.

4482

Составитель Г.Росаткевич

Редактор И.Касарда Техред N.Ходанич Корректор С. Пыжова

Заказ 2221/56 Тираж639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4

5 131 ся нормирование сигналов, при котором малые уровни сигналов усиливаются, а большие сохраняют приблизительно свои прежние значения. При этом в

ТВ сигнале происходит перераспределение яркостей сигналов и выделение мелких деталей. Нормирование сигналов позволяет получить изображение с одинаковыми диапазонами яркостей при любом уровне естественной освещенности е

Для сглаживания изображения по строке и кадру Необходимо, чтобы параметры сглажинания, поступающие из аппроксиматоров 13 и 14 огибающих, были распространены на заданное число строк и кадров. Для этого параметры корректирующих сигналов, выработанные для одной строки, могут быть распространены на несколько строк, например 4, а параметры корректирующих сигналов для полукадра могут быть распространены на несколько полукадров, например 8. Эти режимы требуют такой организации аппроксиматоров 13 и 14 огибающих, чтобы коэффициенты коррекции для заданного числа строк и полукадров поступали иэ блоков 13 и 14 в блоки 6 и 7 буферной оперативной памяти, откуда в задан-. ные моменты времени последовательно . считывают сглаженные последовательности выборок в направлении строчной и кадровой разверток на блокивычитания 8 и деления 9 и далее — на выход устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство коррекции амплитудных искажений телевизионного сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом теле— визионного сигнала, блок кадровой памяти, блок вычитания, блок деления и цифроаналоговый преобразователь,„ вы-. ход которого является выходом устройства, а также первый и второй блоки буферной памяти, выход первого из которых подключен через первый аппроксиматор огибающей к второму входу блока деления, а выход второго блока буферной памяти через второй аппроксиматор огибающей — к второму входу блока вычитания, при этом вход блока. кадровой памяти подключен к выходу блока управления, выход сигналов управления блока кадровой памяти соединен с управляющими входами аналогоцифрового и цифроаналогового преобразователей, первого и второго аппроксиматоров огибающих и первого и второго блоков буферной памяти, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности коррекции, введены первый и второй цифровые компараторы и первый и второй двухвходовые регистры, первые входы которых и первого и второго цифровых компараторов соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, 30 вторые входы первого и второго двухвходовых регистров являются входаt t II ll lI ми сигналов установки 0 и 1 соответственно, а выходы Перво го и второго цифровых компар ат оров соединены с первыми управляемыми входами со о тв етств енно первого и второго дв ухвходо вых регистров, выходы которых подключены к вторым входам соо тв е тс тв енно перв о го и второго цифровых

40 компараторов и входам соответственно первого и второго блоков буферной памяти, а выход сигналов управления. блока кадровой памяти подключен к вторым управляющим входам первого и второго двухвходовых регистров.