Устройство формирования сигналов изображения

 

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображения в системах с ПЗС. Цель изобретения - повышение качества формируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих На вход блока 7 вычитания поступает сигнал с выхода преобразователя 1 свет -сигнал и с выхода блока 2 усреднения В блоках 12-15 хранения и сглаживания в конце каждого полукадра формируется соответственно максимальное и минимальное значения сигналов с выхода блока 7, которые выделяются в детекторах 10 и 11 Результирующий сигнал отображается на экране видеокоитрольного блока 27 после обработки в блоках 22, 23 умножения, в блоках 17-19 вычитания, в преобразователях 20 и 21 напряжение-код, в блоках 24 и 25 постоянной памяти и во взвешивающем сумматоре 26. 2 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Г ЕСГ1УБЛИК

ГЯ)5 Н 04 N 5/335

ГОСУДАРСТВЕ/<ÍÛÉ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

02. 1 (21) 4735026/09 (22) 04.09.89 (46) 30.09,91 Бюл. Я 36 (71) Научно-исследовательский институт

"Квант" (72) Е.Г. Михайлов, В.В. Молебный и P.Ë.

Петренко (53) 621.397(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1157703, кл. Н 04 N 5/14, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображения в системах с ПЗС. Цель изобретения — повыше..,5U ÄÄ 1681404 А1 ние качества формируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих. На вход блока 7 вычитания поступает сигнал с выхода преобразователя 1 свет-сигнал и с выхода блока 2 усреднения. В блоках 12-15 хранения и сглаживания в конце каждого полукадра формируется соответственно максимальное и минимальное значения сигналов с выхода блока 7, которые выделяются в детекторах

10 и 11. Результирующий сигнал отображается на экране видеоконтрольного блока 27 после обработки в блоках 22, 23 умножения, в блоках 17-19 вычитания, в преобразовате-. лях 20 и 21 напряжение-код, в блоках 24 и

25 постоянной памяти и во взвешивающем сумматоре 26, 2 ил.

1681404

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для формирования сигналов изображения в системах с ПЗС.

Цель изобретения — повышение качества формируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема устройства формирования сигналов иэображения; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство формирования сигналов иэображения (фиг, 1) содержит преобразователь 1 свет-сигнал, блок 2 усреднения, синхрогенератор 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 5, 6, первый блок 7 вычитания. первый детектор 8 максимума, первый детектор.9 минимума, второй детектор 10 максимума, второй детектор 11 минимума, первый, второй, третий и четвертый блоки

12 — 15 хранения и сглаживания, третий, второй, четвертый и пятый блоки 16 — 19 вычитания, первый и второй преобразователи 20, 21 напряжение — код, первый и второй блоки

22, 23 умножения, первый и второй блоки 24 и 25 постоянной памяти, взвешивающий сумматор 26, видеоконтрольный блок 27.

Устройство формирования сигналов изображения работает следующим образом.

Обработка сигналов иэображения осу..а1ествляется по алгоритму

V

+(1 — }

V2waac " - V»>»

<4 i (t) чжмнн " к - чз, (1)

ГдЕ Vi®(С), Vi„„„<п ), V»„c<п 1) — тЕКущИй сигнал и-ого полукадра с выхода блока 2 усреднения (низкочастотная компонента сигнала) и его минимальное и максимальное значение в (п-1)-ом полукадре соответственно;

V2 (1), Ч2мин, Чгмак1 — тЕКущИИ

n

Vo, Чз — максимально возможное (уровень белого) и минимально возможное (уровень черного) значение сигнала изображения соответственно;

)- постоянный коэффициент (О у 1).

Обработка сигнала изображения в соответствии с (1) означает раздельное нормирование .динамического диапазона высокочастотной и низкочастотной составляющей и их сложение с весовыми коэффициентами (1-y) и у соответственно.

Нормирование динамического диапазона, т.е. приведение максимального значения текущего сигнала к уровню белого, а минимального значения к уровню черного, высокочастотной составляющей с малым исходным динамическим диапазоном означает увеличение контрастности иэображения и раэличимости мелких обьектов, деталей и т.д. Увеличение контрастности изображения можно оценить в соответствии с формулой для коэффициента контраста участка изображения:

25

%макс-VMw

Чмкк НЧмнн к где Чмакс, армии — соответственно максимальное и минимальное значения сигнала рассматриваемого участка изображения.

Кроме того, некоторое восстановление нормированной низкочастотной составляющей повышает естественность восприятия изображения, особенно в случае слабой расфо35 кусировки в блоке 2 усреднения, когда высокочастотная составляющая на выходе первого блока 7 вычитания соответствует контурному перепаду изображения.

Алгоритм (1) реализуется следующим

40 образом.

С выхода блока 2 усреднения снимается низкочастотная компонента видеосигнала

V1(t) (фиг. 2,б), а с выхода первого блока 7 вычитания — высокочастотная компонента

45 V2(t) (фиг, 2,в) исходного видеосигнала (фиг.

2,а).

Сигнал (n-1}co полукадра, V2" (Ч с вь.хода первого блока 7 вычитания поступает на входы вторых детекторов 10, 11 максиму50 . ма и минимума. В конце (и-1)-ro полукадра с выхода второго детектора 10 максимума снимается максимальное зн<ачение сигнала

В ДаННОМ ПОЛУКаДРЕ Ч2максn, à C ВЫХОДа второго детектора 11 минимума — мини55 МаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ Ч2мии " " ). .ПО. ПОСТУПЛЕНИИ импульса "Конец полукадра" с выхода синхронизатора 3 на управляющие входы третьего и четвертого блоков 14 и 15 в них записываются соответственно максималь1681404 ное Чгмакс и минимальное Чгмин эна(п- f) (n-1) чения сигнала только что закончившегося (rf-1)-ro полукадра. В начале следующего (nго) полукадра ймпульсом "Начало полукадра" с выхода синхрогенератора 3, 5 поступающим на входы сброса вторых детекторов 10, 11 максимума и минимума, последние сбрасываются в исходное состояние.

Экстремальные значения сигнала, за- 10 писанные в третьем и четвертом блоках 14 и 15 с целью уменьшения влияния шума подвергаются сглаживанию в фильтрах низких частот, входящих в их состав. Постоянная времени фильтров выбирается в 15 зависимости от интенсивности шума в пределах т = (1„,,5)Т», где Тк — период полукадров.

Таким образом, в конце (и-1)-ro полукадра с выхода третьего и четвертого блоков 14 20 и 15 хранения и сглаживания снимаются сглаже(нные соответственно максимальное

Ч2макс И МИНИМаЛЬНОЕ Ч2мин ЗНаЧЕНИя и-1) и-1

Этот код поступает сигнала данного полукадра. В четвертом блоке 18 вычитания вычис(ляется аналогоВЫй СИГНаЛ разНОСтИ Чгмакс Ч2мин и-1 (и-1 торый преобразуется в цифровой код во втором преобразователе 21, Цифровой код с его выхода поступает на вход второго блска 25, с выхода которого снимается цифровой код, соответствующий величиЧо Чз не на вход цифрового кода второго блока 23 умножения. На его другой вход (вход опорного напряжения) поступает выходной сигнал пятого блока 19 вычитания, в котором из текущего сигнала п-го полукадра вычитается сглаженное минимальное значение сигнала (и-1)-го полУкадРа Чгмин, Выходной (и-1 аналоговый сигнал второго блока 23 умножения представляет собой произведение

Ч э 3 (Ч (и) (t) — Ч 1п 1)

2макс гмйй сигнал поступает на один из входов взвешивающего сумматора 26. На другой вход взвешивающего сумматора 26 поступает аналогичным образом преобразованная низкочастотная составляющая сигнала иэображения, а именно, величина р= > — (Ч1 (т) Ч)мин

Чмакс — Ч

Первый из указанных сигналов, поступающих на вход взвешивающего сумматора

26, представляет собой высокочастотную составляющую видеосигнала с нормирован35

50 ным динамическим диапазоном (фиг. 2,д), Второй сигнал представляет собой низкочастотную составляющую с нормированным динамическим диапазоном (фиг, 2,r), Нормированные сигналы низкочастотной и высокочастотной составляющих видеосигнала складываются во взвешивающем сумматоре 26 с коэффициентами у и (1-y ) соответственно (О «у «1), Коэффициент у выбирается оператором с точки зрения наилучшего визуального восприятия изображения.

Минимальное значение каждого из указанных сигналов равно нулю, а максимальное равно Vo — Чэ. Для приведения динамического диапазона сигнала изображения на выходе взвешивающего сумматора 26 к стандартному (минимальное значение равно Чэ, максимальное — Vo) на третий вход взвешивающего сумматора подается постоянное напряжение уровня черного -Чэ. С выхода взвешивающего сумматора 2о сигнал изображения (фиг. 2,е), описываемый выражением (1), подается на вход видеоконтрольного блока 27 для визуализации иэображения.

Формула изобретения

Устройство формирования сигналов иэображения, содарж1щее преобраэова;ель свет-сигнал.,первый 3xOp KQTopolo является входом goòpo!4ñòâà формирования сигналов изображения, блок усреднения, первый вход которого соединен с выходом преобразователя сват-сигнал, синхрогенератор, первый выход которого соединен с вторым входом преобраэо,вселя свет-сигнал, первый элемент 11ЛИ, перяь,й вход которого соединен с вторым входом блока усреднения, с третьим входом прooáðàçoâàтеля сват-сигнал и с вторым гыходом синхрогенератора, а выход соединен . третьим входом блска усредн:;.í я, второй элемент

ИЛИ, первый вход котср!ro соединен с четвертыми входами блока усреднения и преобразователя сват-сигнал и с третьим выходом синхроган ..ратора, а выход — с пятым входом блока усреднения, генератор прямоугольных им.;ульсов. первый и второй выходы ксторогo соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, а вход — c четвертым выходом синхрогенератора, а также видеоконтрольный блок, первый вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, и первый блок вычитания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока усреднения и с выходом преобразователя свет-сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения качества фор1681404

Uo а) Ug

00

Uo

U о Ug г) U

Оо е) Фиг. г

Составитель Э.Борисова

Техред М,Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор А,Долинич

Заказ 3317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производствен io-èçäàòåëüñêèé комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих, введены последовательно соединенные первый детектор максимума, первый блок хранения и сглаживания, вто- 5 рой блок вычитания, первый преобразователь напряжение-код, первый блок постоянной памяти, первый блок умножения и взвешивающий сумматор, выход которого соединен с вторым входом 10 видеоконтрольного блока, третий блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока усреднения, а выход — с вторым входом первого блока умножения, последовательно соединенные первый 15 двтектор минимума, первый вход которого соединен с первым входом первого детектора максимума и с выходом блока усреднения, и второй блок хранения и сглаживания,. выход которого соединен с вторыми входа- 20 ми второго и третьего блоков вычитания, последовательно соединенные второй детектор максимума, третий блок хранения и сглаживания, четвертый блок вычитания, 25 второй преобразователь напряжение-код, второй блок постоянной памяти и второй блок умножения, выход которого соединен с вторым входом взвешивающего сумматора, третий вход которого является входом задания уровня черного, пятый блок вычитания, первый вход которого соединен с первыми входами второго детектора максимума и второго детектора минимума и с выходом первого блока вычитания. второй вход — с вторым входом четвертого блока вычитания и с выходом четвертого блока хранения и сглаживания, а выход — соединен со вторым входом второго блока умножения, при этом выход второго детектора максимума соединен с первым входом четвертого блока хранения и сглаживания,вторые входы первого и второго детекторов минимума и первого и второго детекторов максимума соединены с шестым выходом синхрогенератора, седьмой выход которого соединен с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков хранения и сглаживания.