Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала

 

Изобретение относится к телевидению . Цель изобретения - повьппение точности интерполяции. Устр-во содержит многоотводную линию задержки 1, сумматоры 2, 3 и 4, блоки вычитания 5 и 6, блоки сравнения 7 и 8, коммутатор 9, эл-ты НЕ 10 и 1.1, эл-ты И .12, 13, 14 и 15, эл-т ИЛИ 16, формирователи 17 и 19.сигналов изображения и управления, регистр 18 записи числа и делители 20 и 21 частоты импульсов . На вход устр-ва поступают отсчеты сигнала изображения, предг ставленные в виде параллельного двоичного .кода. При этом текущий отсчет изображения вместе с отсчетами, задержанными относительно входного сигнала, образуют локальный участок изображения. Вначале осуществляется операция обнаружения структуры вьщеленного участка изображенрш. Далее в зависимости от вьщеленной структуры участка изображения определяется алгоритм интерполяции пропущенного при дискретизации отсчета X, что обеспечивает наиболее точное восстановление пропущенного отсчета Х.2ил. i CZ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСОУБЛИН (19) (11) 151) 4 Н 04 N $/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4179426/24-09 (22) 12.01.87 (46) 30. 06. 88. Бюл. У 24 (72) В.Н.Меренков, Г.О. Николаев и Н.Н.Шостацкий (53) 621.397.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9. 1188905, кл. Н 04 N 5/14, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ИНТЕРПОЛЯЦИИ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к телевидению. Цель .изобретения — повьппение точности интерполяции. Устр-во содержит многоотводную линию задержки 1, сумматоры 2, 3 и 4, блоки вычитания 5 и 6, блоки сравнения 7 и 8, коммутатор 9, эл-ты НЕ 10 и 1.1, эл-ты И

12, 13,: 14 и 15, эл-т ИЛИ 16, формирователи 17 и 19. сигналов изображения и управления, регистр 18 записи числа и делители 20 и 21 частоты импульсов. На вход устр-ва поступают отсчеты сигнала изображения, пред« ставленные в виде параллельного двоичного .кода. При этом текущий отсчет изображения вместе с отсчетами, задержанными относительно входного сигнала, образуют локальный участок изображения. Вначале осуществляется операция обнаружения структуры выделенного участка изображения. Далее в зависимости от выделенной структуры участка изображения определяется алгоритм интерполяции пропущенного при дискретизации отсчета Х, что обеспечивает наиболее точное восстановление пропущенного отсчета Х.2 ил.

1406820

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для интерполяции цифрового телевизионного сигнала.

Цель изобретения — повышение точ-

5 ности интерполяции.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства интерполяции цифрового телевизионно10

ro сигнала; на фиг.2 — взаимное рас:положение отсчетов участка изобра;жения.

Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала (фиг.1) содержит многоотводную линию 1 задерж( ки, первый, второй и третий сумматоы 2-4, первый 5 и второй 6 блоки вы, итания, первый 7 и второй 8 блоки сравнения, коммутатор 9, первый 10 и второй 11 элементы НЕ, с первого по ( четвертый элементы И 12-15, элемент

ИЛИ 16, формирователь 17 сигнала изо бражения, регистр 18 записи числа, 1 формирователь 19 сигнала управления, 25, а также первый 20 и второй 21 делители частоты импульсов.

Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала работает слео ующим образом.

На вход линии 1 задержки подаются отсчеты сигнала изображения, пред,ставленные в виде параллельного двоичного кода,. Текущий отсчет А изобра1кения вместе с отсчетами В, С и D (фиг.2), задержанными относительно

Входного сигнала соответственно на

Й вЂ” 1, И вЂ” 2V — 1 отсчетов (фиг.2а), образуют локальный участок изображеМия. Собственно интерполяции пропущенного при дискретизации отсчета Х предшествует операция обнаружения структуры выделенного участка изображения. Анализ состояний локального участка выполняется путем вычисления

45 абсолютных значений разностей (А-В) и (В-С) с помощью первого 5 и второго 6 блоков с последующим сравнением

Полученных значений с пороговым. напряжением b,, которое выполняется

В первом 7 и втором 8 блоках. Выбор

:Величины 6 порога определяется отношением сигнал/шум исходного сигнала изображения и составляет обычно

5-10Х от полного диапазона изменения 55 сигнала. В результате на выходах первого 7 и второго 8 блоков реализуются функции разностей в виде

1 при

О при

1 при (A-D(h

Ф

О при А-Пl» Ь

Полученные значения функций разностей а и Ъ дают возможность выделить на локальном участке изображения четыре основные структуры, которые соответствуют наличию в иэображении равнояркостного участка (а =

= b = О), горизонтального (а = О, Ь = 1), вертикального (а = 1, Ь = О) и наклонного (a = Ъ = 1) перепадов яркости. В зависимости от выделенной структуры участка изображения далее определяется алгоритм интерполяции, который обеспечивает наиболее точное восстановление пропущенного отсчета Х.

Сигналы, соответствующие используемым алгоритмам, формируются с помощью первого, второго и третьего сумматоров 2-4. На участках равной яркости интерполяция пропущенного отсчета осуществляется по средневзвешенной сумме всех окружающих.отсчетов Н = (А + В + С + D) /4 (фиг.2а).

Если же на локальном участке имеется вертикальный перепад яркости, то восстановление отсчета Х выполняется как

G = (A+D) /2 (фиг .2б) . Такой алгоритм интерполяции исправляет вертикальную границу перехода, искаженную редкой дискретизацией. При обнаружении горизонтального перепада яркости точ" ное восстановление отсчета Х обеспечивается полусуммой отсчетов,расположенных на одной строке: Е = (В +

+ С)/2 (фиг.2в). При ориентации перепадов яркости в наклонном направлении интерполяция осуществляется так же, как и для равнояркостного участка, по сумме четырех соседних отсчетов (фиг.2г).Хотя при таком алгоритме интерполяции наклонные перепады яркости и подвергаются низкочастотной фильтрации, что приводит к снижению их четкости, искажения на восстановленном изображении практически незаметны из-за того, что именно в диагональных направлениях разрешающая способность зрения ниже, чем в осевых направлениях. Выбор требуемого сиг1406820 нала интерполяции выполняется коммутатором 9 при поступлении на его управляющие входы сигналов,сформи" рованных из сигналов а и Ъ с помощью первого 10 и второго 11 элементов НЕ, 5 элементов И 12-15 с первого по четвертый и элемента ИЛИ 16.

Восстановление пропущенного отсчета.Х выполняется с помощью формирователя 17, который в соответствии с управляющим сигналом, следующим с частотой дискретизации с формирователя 19, передает на выход устройства через регистр 18 записи числа в течение первого полупериода дискретизации t< = Т /2 сигнал с второго выхода линии 1 задержки, соответствующего отсчету С, а в тече— ние следующего полупериода t = T>/2сигнал с выхода коммутатора 9. После выполнения интерполяции отсчета

Х частота следования отсчетов в сигнале изображения возрастает в два раза по сравнению с входным сигналом. В результате исходная шахматная структура дискретизации (фиг.2а) преобразуется в ортогональную структуру. Формирование .астоты дискретизации с шахматной структурой расположения отсчетов обеспечивается формирователем 19 путем коммутации фазы деленных на два тактовых импульсов на 180 от строки к строке.

Формула из обретения

Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала, содержащее многоотводную линию задержки, вход которой является входом устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, первый сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами многоотводной линии задержки, второй сумматор, первый вход которого соединен с третьим выходом многоотводной линии задержки, последовательно соединенные первый блок вы50 читания, первый вход которого соединен с первым входом многоотводной линии задержки, и первый блок сравнения, последовательно соединенные второй блок вычитания, первый вход ко-. торого соединен с третьим выходом многоотводной линии задержки, и второй блок сравнения, другой вход которого объединен с другим входом первого блока сравнения и является входом порогового сигнала устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, коммутатор и третий сумматор, выход которого соединен с первым сигнальным входом коммутатора, второй и третий сигнальные входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго сумматоров, а также формирователь сигнала управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности интерполяции, в него введены последовательно соединенные первый элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, первый элемент И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, последовательно соединенные формирователь сигнала изображения, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, второй вход объединен с вторым входом первого блока вычитания и соединен с вторым выходом многоотводной линии задержки, а третий вход соединен с выходом формирователя сигнала управления, и регистр записи числа, выход которого является выходом устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, вход тактовых импульсов которого соединен с входом синхронизации регистра записи числа, первый делитель частоты импульсов, первый вход которого объединен с входом тактовых импульсов регистра записи числа, а выход соединен с первым входом формирователя сигнала управления, второй делитель частоты импульсов, первый вход которого соединен с входом импульсов синхронизации устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, второй вход объединен с вторым входом первого делителя частоты импуль- . сов и соединен с входом ю<пульсов сброса устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, а выход соединен с вторым входом формирователя сигнала управления, второй элемент И, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого элемента НЕ и второго блока сравнения, а выход соединен с вторым управляющим входом коммутатора, третий элемент И, первый и второй входы которого соединены с О

, О

Составитель Э. Борисов

Техред А. Кравчук Корректор Г.Решетник

< едактор А.Orap

Заказ 3210/56 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

5 1406820 6 выходами соответственно первого и. коммутатора, при этом другой вход второго блоков сравнения, а выход со- первого элемента И соединен с выходинен с другим входом элемента ИЛИ, дом второго элемента НЕ, вторые вхоа также последовательно соединенные ды второго блока вычитания и второвторой элемент НЕ, вход которого со- ro сумматора объединены и соединены

5 единен с выходом второго блока срав- с входом многоотводной линии задержиения, и четвертый элемент И, дру- ки, а первый и второй входы третьегой вход которого соединен с выходом го сумматора соединены с выходами

Первого блока сравнения, а выход со- 10 соответственно второго и третьего финен с третьим управляющим входом сумматоров.