Устройство компенсации сигнала царапин кинопленки

 

Изобретение относится к технике телевидения. Цель изобретения - повышение качества путем повьшения вероятности правильного обнаружения дефектных участков кинопленки. Устр-во содержит блок задержки 1, блок 2 дифференцирования , два селектора 4 и 5 длительности сигнала. Дпя достижения цели в устройство введены формирователь 3 шчпульсов, формирователь 6 сигнала запрета, измеритель шума 7, формирователь 8 порога, формирователь 9 сигнала замещения, второй блок задержки 10, расширитель 11 импульсов, коммутатор 12, Введение данных элементов и их соединение обеспечивает высокую вероятность правильного обнаружения дефектных участков кинопленки за счет селекции сигнала вертикальных и наклонных царапин кинопленки по длительности как в вертикальном , так и в горизонтальном направлении . Это повышает качество компенсации сигнала царапин. 2 з.п. ф-лы, 12 ил. § С/ с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕ01УБ ЛИК аа (И) др4 Н 04 N 5/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4008010/24-09; 4132259/24-09 (22) 08.01.86 (46) 30.04.88. Бюл. У 16 (72) В.Н.Ролдугин (53) 621 .397 .3 (088 .8) (56) Патент Великобритании

В 2139039, кл. Н 04 К 5/14, 1983.

Авторское свидетельство СССР

ll 439942, кл. Н 04 N 5/14, 1972. (54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ СИГНАЛА

ЦАРАПИН КИНОПЛЕНКИ (57) Изобретение относится к технике телевидения. Цель изобретения — ловышение качества путем повышения вероятности правильного обнаружения дефектных участков кинопленки. Устр-во содержит блок задержки 1, блок 2 дифференцирования, два селектора 4 и 5 длительности сигнала. Для достижения цели в устройство введены формирователь 3 импульсов, формирователь 6 сигнала запрета, измеритель шума 7, формирователь 8 порога, формирователь 9 сигнала замещения, второй блок задержки 10, расширитель ll импульсов, коммутатор 12, Введение данных элементов и их соединение обеспечивает высокую вероятность правильного обнаружения дефектных участков кинопленки за счет селекции сигнала вертикальных и наклонных царапин кинопленки по длительности как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Это повышает качество компенсации сигнала царапин. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1392635

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для компенсации дефектов кинопленки при передачи кинофильмов.

Цель изобретения — повышение качества компенсации путем повышения вероятности правильного обнаружения дефектных участков кинопленки.

На фиг.1 представлено устройство компенсации сигнала царапин кинопленки; на фиг.2 — первый селектор длительности сигнала; на фиг.3 — накопитель импульсов; на фиг.4 — блок задержек и суммирования; на фиг.5 измеритель шума; на фиг.6 — второй селектор длительности сигнала; на фиг.7 — блок задержки на строку; на фиг.8 — блок памяти; на фиг.9 — интегратор; на фиг.10 — 12 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

15

Устройство компенсации сигнала царапин; кинопленки (фиг.1) содер25 жит первый блок 1 задержки, блок 2 дифференцирования, формирователь 3 импульсов, первый 4 и второй 5 селекторы длительности сигнала, формирователь 6 сигнала запрета, измери- 30 тель 7 шума, формирователь 8 порога, формирователь 9 сигнала saмещения, второй блок 10 задержки, расширитель Il импульсов, коммутатор 12. 35

Бервый селектор 4 длительности сигнала (фиг.2) содержит накопитель

13 импульсов, блок 14 задержек и суммирования, блок 15 компараторов, 40 блок 16 памяти

Накопитель 13 импульсов -(фиг.3) содержит элемент И 17, счетчик 18, блок 19 задержки на строку.

Блок 14 задержек и суммирования (фиг.4) содержит регистры 20 и 21, с сумматоры 22 и 23.

Измеритель 7 шума (фиг.5) содержит блок 24 деления, регистр 25, блок 26

50 выбора минимальных сигнала, регистр

27, формирователь 28 сигналов записи и сброса, сумматор 29, формирователь

30 однополярного сигнала, интегратор 31.

Второй селектор 5 длительности сигнала (фиг.6) содержит регистры

32-35, элементы И 36 и 37, элементы

ИЛИ 38 и 39, инвертор 40.

Блок 19 задержки на строку (фиг.7) содержит регистр 41 блок 42 оперативной памяти, адресный счетчик 43 °

Блок 16 памяти (фиг.8) содержит регистры 44 и 45, элемент И 46, адресный счетчик 47, делитель 48 импульсов, блоки 49 и 50 оперативной памяти, элемент ИЛИ 51.

Интегратор 31 (фиг.9) содержит регистр 52, сумматор 53, регистр 54.

Устройство компенсации сигнала царапин кинопленки работает следующим образом.

Цифровой видеосигнал сигнала яркости с выхода телекинопроектора поступает на вход первого блока I задержки, осуществляющего задержку сигнала на кадр, и на вход блока 2. На фиг.10 а,б представлены диаграммы напряжений аналоговых эквивалентов цифрового видеосигнала двух строк телевизионного кадра (заштрихованные области строк соответствуют сигналу от вертикальных царапин). Блок 2 производит дифференцирование входного сигнала. На выходе блока 2 присутствует в основном лишь сигнал (фиг.

10 в,г) от высокочастотных составляющих видеосигнала (в изображении это соответствует перепадам, тонкоструктурным элементам, в том числе и вертикальным царапинам). Сигнал имеет двухполярную структуру. С выхода блока 2 сигнал поступает на первый вход формирователя 3 импульсов, где формируются импульсы от сигналов, которые превышают порог, код которого поступает на второй вход формирователя 3 с выхода формирователя 8 порога. С выхода формирователя 3 импульсный сигнал (фиг.

I0 д е) поступает в первый селектор

4. В первом селекторе 4 осуществляется подсчет числа импульсов в течение кадра по каждому вертикальному столбцу иэображения, сравнение этого числа с порогом накопления и записи сигнала с уровнем "1" в ячей ку памяти, соответствующей данному элементу строки, при превышении этого порога, Первый селектор 4 работает следующим образом. Импульсный сигнал (фиг.ll в) из формирователя 3 поступает на вход накопителя 13 импульсов и соответственно на первый вход элемента И 17. На второй вход элемента И 17 поступают тактовые импульсы (фиг.ll б). С выхода элемен1392635 та И 17 импульсы (фиг. l l г) поступают на вход управления записью счетчика 18, на счетный вход которого поступают импульсы двойной тактовой частоты (фиг.ll д). Информационные, выходы счетчика 18 подключены к выходу данных блока 19 задержки на строку, выходы которого подключены к информационным входам счетчика 18.

Во время кадрового гасящего импульса блок 19 задержки на строку обнуляется. Блок 19 задержки на строку построен таким образом, что но время действия положительной полунолны так- 15 тового напряжения(фиг.ll а1 иэ бло/ ка 19 задержки на строку производится считывание информации по данномуадресу, а но время отрицательной полуволны — запись по тому же адресу. 20

Счетчик 18 при действии на его входе управления записью сигнала "0" находится в режиме записи информации с информационных входов, а при действии сигнала "1" на входе управления 25 записью счетчик 18 находится н режиме суммирования входных счетных импульсов. Таким образом, н первом такте по положительной полуволне тактовой частоты (фиг.ll a) происходит считывание информации из блока 19 задержки на строку, передним фронтом двойной тактовой частоты (фиг.11 д) происходит запись считанного иэ блока 19 задержки на строеу значения в счетчик 18, а затем во время отрицательной полуволны тактового напряжения (фиг.llа) запись этого значения в ту же ячейку блока 19 задержки на строку. Во втором такте, где 40 (фиг.ll в) действует импульс с выхода формирователя 3 импульсов, во время действия положительной полуволны тактового напряжения (фиг.!1 а) производится считывание из блока 19 45 задержки на строку, запись считанного значения в счетчик 18 во время действия отрицательной полуволны так\ тового напряжения (фиг.ll а) счетчик

18 перенодится н режим суммирования 50 импульсов (фиг.!1 r) с выхода элемен— та И !7 и но время действия переднего фронта импульса двойной такть ной частоты (фиг.ll д) к записанному в счетчик 18 числу добавляется 1, новое число записывается в блок 19 задерки на строку н ту же ячейку, откуда произошло считыьание.

Таким образом, в блоке 19 задержки на строку происходит накопление импульсов, занимающих одинаковое и<ложение по элементам строк по всей высоте кадра. Так как в активной части кадра содержится 575 строк, то разрядность счетчика 18 должн» быть 2 = 1024 (десятираэрядный счетчик), разрядность блока 19 задержки на строку должна быть такой же. Обнуление счетчика 18 происходит во время кадрового гасящего импульса за счет записи нулей из блока 19 задержки на строку. Выход блока 19 задержки на строку является выходом накопителя 13 импульсов, который подключен к блоку 14 задержек и суммирования. Считанное иэ блока 19 задержки на строку число н параллельном десятираэрядном двоичном коде поступает на вход регистра 20 и на второй вход сумматора 23, задержанный на один такт регистром 20 код числа поступает в регистр 21, где задерживается еще на один такт. Задержанный на один такт код числа и на два такта соответственно с выходов регистров

20 и 21 поступает на первый и второй входы сумматора 22. На первый вход сумматора 23 поступает код числа с выхода регистра 20. Если царапина расположена строго вертикально (фиг.12 а), то импульсы от фронтов находятся во всех строках на одном удалении от начала строки и соотнетстненно накапливаются в соответствующей ячейке блока 19 задержки на строку и код накопленного количества импульсов поступает через регистр 20 на первый выход блока 14 задержек и суммирования. Если царапина имеет наклон, например, вследствие неустойчивости кинопленки в кадровом окне, то импульсы от фронтов сигнала царапин находятся в разных строках на разном расстоянии от начала строки и накапливаются в разных ячейках блока 19 задержки на строку. Например, если царапина имеет наклон влево (фиг.

12 б) и это отклонение от вертикали состанляе.т не более чем один элемент разложения телевизионного иэображения (что обычно имеет место на практике), накопление импульсов в блоке 19 задержки на строку от переднего фронта сигнала царапины происходит не только н и и ячейке, но и в (n-I)-й ячейке, где и — номер эле1 1 ? 13 35 и< нтя ря. <оження ТВ изображения по строке. H суммя горе 22 происх <цнт сумм««рина(«и<- к(<ля, накопле(и(ого в и-й ячейке, и кодом, накопленным в (n-1) -й ячейке, полученная. сумма

l(nc гупяег ня второй выход блика 14 задержек и суммирования, Если царапина имеет наклон вправо (фиг.12 в), то накопление импульсов происходит 10 не тилько н и-й ячейке линии задержки на <.троку, но и в (n+1)-й ячейке.

В сумматире 23 происходит суммирова— ние кода, накипле «ного в п-й ячейке с с кодом, накопленным в (и+1)-й ячейке. Нолученняя сумма поступает на третий выход блока 14 задержек и суммирования.

Таким Образом, на первом выходе блока 14 задержек и суммирования мак в 20 симальным будет код числа для c rðoão вертикальных царапин, на втором выходе — для царапин, имеющих наклон влево, I«a третьем выходе — для царапин, имею<пих наклон вправо. С первого, второго и третьего выходов блока 14 задержек и суммирования сигнал поступает соответственно на первый, второй и третий входы блока 15 компярят<«ров, в котором происходит срав — 30 нение кода чисел, поступающих на первыи, второй и третий входы с кодом порога накопления. Блок 15 комля ряторс1в вь(полнен на трех компараторах. 11ри превышении порога накопле35 ния,который устанавливается исходя иэ того, что вертикальные царапины обычно занимают всю высоту кадра или чуть меньше, на выходе блока 1 5 компараторов появляется сигнал, который 40 поступает на вход блока 16 памяти.

В блике 16 памяти производится запись сигнала с выходя блока 15 компараторов в соответствующую ячейку. Блок

16 памяти состоит из двух частей: одна часть блока 16 памяти предназначена для записи (считывания) в данном кадре, а другая для считывания (записи) н следующем кадре. Их функции изменяются через кадр. Каждая часть

50 блока 16 памяти представляет собой

ОЗУ, емкость которого равна числу элементов дискретизации в строке.

Так как в блоке 14 задержек и суммирования сигнал задерживается на

55 один такт, то код адреса, подаваемый

»а ОЗУ в блоке 16 памяти, а которое в данном кадре производится запись, также задерживается на один такт. К кинпу к<л11Я н блоке 1г< п(«мчтll 11 те ячейки 0 3.< котОрыР ГООтнет< 111 "ют но ложс..нню фронта сигнал;1 От («ертп(<яльньгх элементов изсбряже«ня, имеющих высоту, равную в((со(я к <,1 <1, зянисы1< << вяется сигнал 1 ., На«(1«<я с (lno— ледней строки кядрового гасящего интервала, из блока 16 памяти нячиН;1 Р Т С Я С Ч 1«т Ь(В ЯНИС И 1««1 О Р М ГП (И И H 3 той егo части куда в предыдущем кадре происходиля запись, Вторая половина блока 16 памяти ви яремя кадрового гасящего и«терняля Об(«уляется.

С выхода блока 16 памяти сигнал (фиг.lO ж) поступает на второй селектор 5 длительности сигналя„

Селекция по длительности Основана на проверке кодовых комбинаций, считанных из блока 16 памяти на соответствие кодам, которые должны быть записаны в блок 16 памяти при наличии в изображении царапины длительностью в 1+2 элемента изображения. Дл<1 1(ярянины длительностью один элемент этот код равен 11, для царапины в дня элемента разложения код равен 101. Второй селектор 5 состоит из двух после(IOBBTp.IbHo соединенных одноразрядных регисlров 32 и 33, Вход регистра 32 и его вь(ход подключены к первому и второму входам элемента И 36, на выходе которого сигнал присутствует лишь при входном коде 11, т,.е, при обнаружении одноэлемснтной царапины. А(«алогично на выходе элемента И 37, ня вход которого поступает сигнал с входа регистра 32, с его выхода через инвертор 40 и с выхода регистра 33, сигнал присутствует лишь при входном коде 101, т,е, при Обнаружении двухэлементнсй царапины. С вьгхода элемента И 37 сигнал поступает в регистр 35, который задерживает сигнал ня такт с помок(ью этой задержки компенсируется задержка в моменте появления сигнала ня выходах элементов И 36 и 37„ С выхода элемента

И 37 сигнал поступает в регистр 35, вход и выход которого соединены с входами элемента ИЛИ 38. На его выходе формируется импульс длительностью, равный двум элементам разложения ТВ иэображения. Выходы регистра 35 и элемента ИЛИ 38 подключены к входам элемента ИЛИ 39, выход которого является выходом второго селектора 5. Отселектировянный IIO длитель1392635 ности сигнал (фиг.10 э) поступает в формирователь 6 сигнала запрета.

Формирователь 6 сигнала запрета про- ° изводит подсчет количества импульсов в строке, которые присутствуют HB выходе второго селектора 5. Если их количество превышает некоторый порог, то на выходе формирователя 6 сигнала запрета появляется сигнал, 10 поступающий на четвертый вход коммутатора 12, который блокирует импульсы коммутации с выхода расширителя

11 на время, равное длительности поля, Так как считывание из блока

16 памяти началось с последней строки кадрового гасящего интервала, то к моменту начала активной части кадра импульс запрета оказывается сформированным. 20

Порог э апрета в формирователе 6 сигнала запрета устанавливается в пределах от 2 до 5 импульсов, так как на кинопленке редко бывает, чтобы число вертикальных царапин, 25 пересекающих весь кадр или большую его часть, было больше, чем 5.

В то же время при подаче сюжетов типа "Вертикальная решетка" исключается вероятность ложных срабатываний устройства. Импульсы коммутации поступают на третий вход коммутатора

12 с выхода расширителя 11 импульсов (фиг.10 и), который служит для увеличения длительности импульсов(фиг,10 з)

/35 поступающих с выхода второго селектора 5, Увеличение длительности им пульсов коммутации необходимо для того, чтобы полностью отстробировать сигнал наклонной,царапины в течение 40 всего кадра. Импульсы расширяются на два такта, это позволяет полностью отселектировать сигнал царапин, имеющих наклон или влево, или вправо с отклонением от вертикали на один эле- 45 мент. Импульсы коммутации 1 фиг.10 и) используются для управления коммутатора 12, т.е. на время их действия происходит подключение на выход коммутатора 12 сигнала с выхода формирователя 9 сигнала замещения, а если их нет, то на выход коммутатора 12 проходит сигнал с выхода второго блока 10 задержки, который служит для задержки видеосигнала с выхода первого блока 1 задержки с целью учета задержки, возникающей при формировании импульсов коммутации. Формирователь 9 сигнала замещения представляет собой в простейшем случае блок задержки на четыре элемента, т.е, вместо дефектных элементов изображения подставляются элементы изображения, предшествующие дефектным.

Первый блок 1 задержки служит для того, чтобы задержать входной сигнал на время, равное длительности одного кадра, то есть на время, пока происходит анализ сигнала изображения на содержание в нем сигнала от вертикальных царапин. После того, как анализ закончился, начинается считывание этого кадра из первого блока 1 задержки на кадр, В это время с опережением на одну строку начинается считывание из блока 16 памяти сигнала, накопленного от вертикальных высокочастотных структур изображения. Для формирования порога обнаружения высокочастотных компонент видеосигнала, выделяемых из видеосигнала на выходе блока 2, в устройство введены измеритель 7 шума и формирователь 8 порога. Измеритель 7 шума служит для оценки эффективного значения шумов в кадрах

l кинофильма. Для этого цифровой видеосигнал с входа и выхода первого блока 1 задержки поступает соответственно на инвертирующий и неинвертирующий входы сумматора 29 измерителя

7 шума. На выходе сумматора 29 формируется сигнал поэлементной разности V(1 ° j )=U„(1 j )-U, (1,) ), где 1 номер элемента разложения в строке кадра, N — - номер кадра; ; j — номер строки. Выход сумматора 29 подключен к входу формирователя 30 однополярного сигнала, на выходе которого формируется абсолютное значение входного сигнала, т.е, (U(i,j)(. Этот сигнал поступает на вход интегратора 31, который осуществляет поэлементное суммирование входных сигналов в течение активной части строки. Во время строчного гасящего импульса интегратор обнуляется импульсом с выхода формирователя 28 сигналов записи и сброса.

С выхода интегратора 31 сигнла и

IU(i,j)(,где и — число элену ментов разложения в активной части строки, j — номер строки, поступает в блок 24, где производится деление входных сигналов на коэффициент, рав1392635

1О ный и Г2, т.е. на выходе блока 24 формируется сигнал и

0„,„,, - -„—, - U (i, j ) l .

Если две строки соседних кадров полностью коррелированы между собой по сигналу иэображения, т.е. эти строки не пересекают движущиеся 10 объекты, то с игнал Uqqy пропорционален эффективному значению напряжения шумов в строке j кадра N или кадра

N-1 в том случае, если дисперсии шумов в этих строках кадра равны 15 (что обычно имеет место). Коэффициент Г2 учитывает тот факт, что эффективное значение напряжения шумов при их алгебраическом сложении увеличивается на Г2 <при равенстве дисперсии 0 слагаемых) . Сигнал U, пропорционален эффективному напряжению шумов в строке j,так как при выборке некоррелированных мгновенных значений шумов эффективное значение напряжения шумов 25 может быть оценено по множеству М выборочных значений в соответствии с алгоритмом и, Так как выходной телевизионный сигнал ограничен в полосе частот

0 6,5 МГц, а частота дискретизации выбирается в два раза вьппе верхней граничной частоты видеосигнала, то выборки шума можно считать некоррелированными. Число и достаточно велико, для частоты дискретизации

13,5 МГц оно равно 702 элемента. 40

Если в строке j имеется движение, то сигнал Uqy на выходе блока 24 деления содержит еще сигнал движения, т.е. Ц . в том случае больше, Т 3 чем при отсутствии движения, С выхода блока 24 деление сигнал U> q< поступает на вход регистра 25, в который сигнал U записывается по д Ф окончании активной части строки и хранится в нем в течение следующей строки. С выхода регистра 25 сигнал поступает на блок 26, который осуществляет выбор минимального сигнала иэ двух: приходящего и записанного в предыдущей строке. Таким образом к концу активной части кадра на выходе блока 26 сформируется сигнал, равный меньшему иэ сигналов U . Этот сигнал в конце кадра записывается в регистр 27, с выхода которого, а соответственно и с выхода измерителя 7 шума, сигнал, пропорциональный измеренному значению шума в N-м кадре, пбступает в формирователь 8 порога, В формирователе 8 порога осуществляет= ся умножение этого сигнал на коэффициент 5-6 для получения квазипикового значения напряжения шума и сложение полученного значения с напряжением ручной регулировки, с помощью которой в небольших пределах оператор может корректировать порог, С выхода формирователя порога сигнал поступает на вход формирователя 3 импульсов.

Высокая вероятность правильного обнаружения сигнала вертикальных и наклонных царапин кинопленки в данном устройстве достигается за счет того, что устройство производит селекцию сигнала вертикальных дефектов по длительности как в вертикальном так и в горизонтальном направлении. Это повьппает качество компенсации сигнала царапин.

Формул а изобретения

1, Устройство компенсации сигнала царапин кинопленки, содержащее перпервый блок задержки, вход которого является входом устройства компенсации сигнала царапин кинопленки, блок дифференцирования, а также первый и второй селекторы длительности сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения качества компенсации путем повьппения вероятности правильного обнаружения дефектных участков кинопленки, введены последовательно соединенные измеритель шума, первый вход которого объединен с входами первого блока задержки и блока дифференцирования, а второй вход соединен с выходом первого блока задержки, формирователь порога и формирователь импульсов, другой вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, а выход соединен с входом первого селектора длительности сигнала, выход которого соединен с входом второго селектора длительности сигнала, последовательно соединенные второй блок задержки, вход которого соединен с выходом первого блока задержки, и коммутатор, выход которого является выходом устройства

1392635

12 компенсации сигнала царапин кинопленки, а также формирователь сигнала замещения, вход которого соединен с выходом первого блока задержки, а выход соединен с вторым входом ком-мутатора, а также расширитель импульсов и формирователь сигнала запрета, входы которых объединены и соединены с выходом второго селектора длительности сигнала, и выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, 2. Устройство по п,l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый селектор длительности сигнала содержит последовательно соединенные накопи-" тель импульсов, вход которого является входом первого селектора длительности сигнала, блок задержек и суммирования, блок компараторов и блок памяти, выход которого является выходом первого селектора длительности сигнала.

3. Устройс-.во по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что измеритель шума содержит последовательно соединенные сумматор, первый и второй входы которого являются соответствен o первым и вторым входами измерителя шума, формирователь однополярного сигнала, интегратор, блок деления, первый регистр, блок выбора минимального сигнала и второй ре» гистр, выход которого является выходом измерителя шума, а также формирователь сигналов записи и сброса, выходы которого соединены с соответствующими входами интегратора, блока выбора минимального сигнала и первого и второго регистров.

1 39263 5

Строчно и импульс яадробо е Cmpoчные инлуюьсы импульсы

Фиг. 4

3 ) " 63 > ьсы

Рие 7

Фиг У

Струи! 392635

КаУрооые сжпуяьсы г(аорпдыи импульс

Фиг. д

Сгпро и

1392635

139263 5

Фиг. 72

Составитель Э.Борисов

Техред И.Верес

Корректор Г.Решетник

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 1891/57

Тираж 660

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