КОРРЕКТОР ВИДЕОСИГНАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК H04N5/14 H04N5/44 H04N5/205 

Предлагаемое изобретение относится к телевизионной технике (с использованием построчных, чересстрочных, спиральных и иных разверток) и может быть использовано в приемниках вещательного телевидения, мониторах систем прикладного телевидения, видеомагнитофонах, передающих телевизионных камерах и др. компонентах систем вещательного и прикладного телевидения.

Известен "Нелинейный корректор четкости телевизионного изображения" согласно авт. св. СССР N 1140269, в котором уменьшение зашумленности изображения обеспечивается фильтром низких частот с регулируемой верхней граничной частотой, которая управляется сигналом, представляющим собой выпрямленную высокочастотную компоненту спектра видеосигнала.

Недостатком аналога является невозможность уменьшения зашумленности представляющих реальный практический интерес изображений, содержащих в себе, помимо фона, какие-либо детали. Другим недостатком аналога является невозможность уменьшения физиологической избыточности изображений, поскольку устранение из изображения мелких несущественных подробностей неизбежно будет сопровождаться существенным ухудшением горизонтальной резкости относительно крупных деталей изображения, приводящее к недопустимому ухудшению его качества.

Наиболее близким по технической сущности и наибольшему количеству совпадающих отличительных признаков аналогом является "Устройство коррекции четкости и резкости телевизионного изображения" согласно авт. св. СССР N 1188904, в котором режим работы коммутируется в зависимости от содержания изображения: для уменьшения зашумленности изображения, не содержащего резких деталей (т. е. изображения, не представляющего практического интереса из-за отсутствия в нем какой-либо информации), при помощи фильтра низких частот в нем подавляются высокие и средние частоты спектра видеосигнала; во время обработки видеосигнала, соответствующего изображению с крупными резкими деталями, при помощи фильтра низких частот в нем подавляются только высокие частоты спектра видеосигнала; а во время обработки видеосигнала, соответствующего изображению с мелкими резкими деталями, при помощи фильтра высоких частот в нем обеспечивается подъем высоких частот спектра видеосигнала.

Недостатком прототипа является невозможность с его помощью уменьшения зашумленности представляющих реальный практический интерес изображений, содержащих в себе, помимо фона, какие-либо детали. Другим недостатком аналога является невозможность уменьшения физиологической избыточности изображений, поскольку устранение из изображения мелких несущественных подробностей неизбежно будет сопровождаться существенным ухудшением резкости относительно крупных деталей воспроизводимого изображения, приводящее к недопустимому ухудшению его качества.

Изобретение решает задачу уменьшения зашумленности и физиологической избыточности телевизионного изображения без ухудшения его горизонтальной резкости путем композиции выходного видеосигнала из фрагментов входного видеосигнала с существенно ослабленными высокочастотными и среднечастотными спектральными составляющими, соответствующих межконтурным участкам изображения, и фрагментов неискаженного исходного видеосигнала, соответствующих контурам относительно крупных крупных деталей изображения.

Решение задачи достигается тем, что в заявляемый корректор видеосигналов, содержащий фильтр низких частот (ФНЧ) и электронный коммутатор, введены последовательно соединенные детектор контуров изображения и формирователь импульсов, выход которого подключен к управляющему входу электронного коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к выходу ФНЧ и к соединенным между собой входам детектора контуров изображения и ФНЧ, вход детектора контуров изображения является входом корректора видеосигналов, выходом корректора является выход электронного коммутатора.

Перечисленные выше отличительные признаки являются существенными потому, что их отсутствие не позволяет решить поставленную задачу, а их наличие, наоборот, обеспечивают ее достижение. Действительно, введение в заявляемый блок коррекции видеосигналов детектора контуров изображения и формирователя импульсов позволяет при сохранении неискаженных фронтов исходного видеосигнала, соответствующих контурам изображения, существенно сглаживать участки видеосигнала, соответствующие межконтурным интервалам изображения, и тем самым существенно подавить высокочастотные шумы и убрать из изображения шумоподобные мелкие его детали, т. е. уменьшить физиологическую избыточность изображения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 - пример реализации заявляемого устройства; на фиг. 2 - другой пример реализации заявляемого устройства; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие работу изображенной на фиг. 1 реализации заявляемого устройства; на фиг. 4 - эпюры, поясняющие работу изображенной на фиг. 2 реализации заявляемого устройства.

Заявляемый корректор видеосигналов, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, включает в себя электронный коммутатор 1 (любой известной реализации), к первому сигнальному входу которого подключен выход фильтра 2 низких частот (любой известной реализации), к второму сигнальному входу электронного коммутатора 1 подключен вход фильтра 2 низких частот, а к управляющему входу электронного коммутатора 1 через последовательно соединенные детектор 3 контуров воспроизводимого изображения (например, в виде последовательно включенных дифференцирующей цепи, двухтактного выпрямителя и компаратора или в виде последовательно включенных интегрирующей цепи и логической схемы (Исключающее ИЛИ", к другому входу которой подключен вход интегрирующей цепи) и формирователь 4 импульсов (например, в виде компаратора или моновибратора с перезапуском) подключен вход фильтра 3 низких частот.

Заявляемый корректор видеосигналов, функциональная схема которого приведена на фиг. 2, от предыдущей его реализации отличается наличием дополнительного схемного компонента - узла 5 выборки и хранения. К сигнальному входу узла 5 выборки и хранения подключен вход фильтра 2 низких частот. К управляющему входу узла 5 выборки и хранения подключен выход детектора 3 контуров изображения. Выход узла 5 выборки и хранения подключен к второму сигнальному входу электронного коммутатора 1.

Следует также иметь в виду, что все схемы приведены в упрощенном виде, т. е. при практической реализации они могут содержать дополнительные узлы (например, элементы сопряжения входов и выходов смежных узлов по полярности, по времени, по уровню и др.).

Заявляемый корректор видеосигналов, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, работает следующим образом. При наличии на его входе в текущий момент времени значений видеосигнала (фиг. 3а), соответствующих контурам изображения (интервалы времени t0t1, t2t3, t5t6 на фиг. 3а), на выходе детектора 3 контуров изображения появляются импульсы (фиг. 3б) одинаковой величины и полярности, протяженность которых равна длительности соответствующих фронтов входного видеосигнала (фиг. 3а). Передними фронтами (т.е. в моменты времени t0, t2, t5) этих импульсов запускается формирователь 4 импульсов (например, в виде моновибратора с перезапуском) большей длительности, которая равна длительности фронтов видеосигнала на выходе фильтра 2 низких частот (т. е. продолжительностью t2t4 и t5t7 на фиг. 3в). Последними, подаваемыми на управляющий вход электронного коммутатора 1 (в интервалы времени t0t4, t5t7 на фиг. 3г), обеспечивается прохождение на его выход (фиг. 3д) исходного видеосигнала (фиг. 3а). В остальные моменты времени (т.е. ранее t0, внутри t4t5 и позднее t7), соответствующие межконтурным участкам изображения, импульсы на выходах детектора 3 контуров изображения (фиг. 3б) и формирователя 4 импульсов (фиг. 3г) отсутствуют и поэтому на выход электронного коммутатора 1 в эти моменты времени проходит видеосигнал (фиг. 3в) с выхода фильтра 2 низких частот. В результате указанной обработки исходного видеосигнала и обеспечивается сглаживание участков видеосигнала, соответствующих межконтурным участкам изображения, при сохранении исходной крутизны фронтов, соответствующих контурам изображения, т.е. в конечном счете уменьшение зашумленности и физиологической избыточности изображения.

Заявляемый корректор видеосигналов, функциональная схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом. При наличии на его входе в текущий момент времени той части входного видеосигнала (фиг. 4а), которая соответствует межконтурным участкам изображения (т. е. ранее момента t0, внутри интервала t4t5 и позднее момента t7), на выход (фиг. 4е), как и в предыдущей реализации, на выход электронного коммутатора 1 проходит сигнал (фиг. 4г) с выхода фильтра 2 низких частот. В остальное время (т.е. в интервалы времени t0t4, t5t7) выходной сигнал (фиг. 4е) формируется отличным от предыдущей реализации образом. А именно, в той части этих интервалов времени (t0t4, t5t7), которая непосредственно соответствует воспроизведению контуров изображения (т.е. в интервалы времени t0t1, t2t3, t5t6), на выход (фиг. 4е), заявляемого блока коррекции видеосигналов через узел 5 выборки и хранения и электронный коммутатор 1 проходит исходный видеосигнал (фиг. 4а). В остальную же часть (т.е. в интервалы времени t1t2, t3t4, t6t7) длительностей фронтов видеосигнала на выходе фильтра 2 низких частот (т.е. t0t2, t2t4, t5t7) на выход электронного коммутатора 1 проходит сигнал с выхода узла 5 выборки и хранения (фиг. 4в), который на этих интервалах времени (t1t2, t3t4, t6t7) соответствует значениям входного видеосигнала (фиг. 4а) в моменты времени (t1, t3, t6), равные конечным значениям его фронтов.

Введение в заявляемое устройство перечисленных в формуле изобретения отличительных признаков позволяет за счет сглаживания при помощи фильтра низких частот и узла выборки и хранения только тех частей входного видеосигнала, которые соответствуют межконтурным участкам изображения, при сохранении неизменной остальной части видеосигнала обеспечить эффективное шумоподавление и уменьшение физиологической избыточности видеоинформации без ухудшения горизонтальной резкости изображения, и тем самым значительно повысить комфортность просмотра телевизионных изображений.

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в приемниках вещательного телевидения. Корректор видеосигналов содержит фильтр низких частот и электронный коммутатор, введены детектор контуров изображения и формирователь импульсов. Техническим результатом изобретения является уменьшение зашумленности и физиологической избыточности изображения без ухудшения его горизонтальной резкости. 4 ил.

Корректор видеосигналов, содержащий фильтр низких частот (ФНЧ) и электронный коммутатор, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные детектор контуров изображения и формирователь импульсов, выход которого подключен к управляющему входу электронного коммутатора, первый и второй сигнальные входы которого подключены соответственно к выходу ФНЧ и к соединенным между собой входами детектора контуров изображения и ФНЧ, вход детектора контуров изображения является входом корректора видеосигналов, выходом корректора является выход электронного коммутатора.