СХЕМА ПОДЧЕРКИВАНИЯ КОНТУРОВ Российский патент 2002 года по МПК H04N5/208 

Область техники
Изобретение относится к схеме подчеркивания контуров, в которой из введенного аналогового цветового сигнала выдается цифровой видеосигнал с подчеркнутыми контурами и которая может найти применение в цифровом устройстве отображения (например, устройстве отображения матричного типа), таком как плазменный дисплей (в дальнейшем именуемый сокращенно ПД) и жидкокристаллический дисплей (в дальнейшем именуемый сокращенно ЖКД), для показа цветовых видеосигналов с подчеркнутыми контурами.

Описание предшествующего уровня техники
В обычном устройстве отображения на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) для получения высококачественного изображения и обеспечения высокочастотной коррекции применяется подчеркивание контуров изображения. Известная схема подчеркивания контуров, показанная на фиг. 1, состоит из схемы 10 выделения Y/C, схемы 12 цветовой демодуляции, схемы выделения контуров, схем 16, 18 и 20 регулировки фазы, сумматора 22 и матричной схемы 24.

Схема 10 выделения Y/С выделяет сигнал яркости (Y) и сигнал цветности (С) из полного видеосигнала (например, полного цветового телевизионного сигнала), поступившего на вход 26, схема 12 цветовой демодуляции выделяет сигнал Y, цветоразностный сигнал R-Y и цветоразностный сигнал B-Y из сигналов Y и С.

Схема 14 выделения контуров выделяет составляющую Ye контуров, являющуюся высокочастотной составляющей видеосигнала, на основании сумматора 22.

Матричная схема 24 осуществляет подготовку сигнала посредством добавления составляющей Ye контуров соответственно к сигналам R (красный), G (зеленый) и В (синий) на основе сигналов (Y+Ye), суммированных в сумматоре 22, при этом фазы сигналов (R-Y) и (B-Y) регулируются в схемах 18 и 20 регулировки фазы. Матричная схема 24 формирует сигналы R+Ye, G+Ye и B+Ye в соответствии с представленными ниже уравнениями (1), (2) и (3). В результате подачи сигналов R+Ye, G+Ye и B+Ye в устройство на основе ЭЛТ с выходов 28r, 28g и 28b данное устройство показывает оконтуренные изображения .

(R-Y) + (Y+Ye) = R+Ye... (1)
(G-Y) + (Y+Ye) = G+Ye... (2)
(B-Y) + (Y+Ye) = B+Ye... (3),
причем (G-Y) в уравнении (2) получают из приведенного в дальнейшем уравнения (4).

Если оконтуренное изображение отображается на дисплее матричного типа, работающем на цифровых видеосигналах (например, сигналах R, G, В), таком как ПД и ЖКД, то каждый сигнал (R+Ye), (G+Ye), (B+Ye), полученной на выходах 28r, 28g и 28b, показанных на фиг.1, поступает в устройство отображения после его преобразования в цифровую форму в схеме аналого-цифрового преобразования (АЦП). Однако в этом известном решении, если на вход 26 поступает сигнал с большой амплитудой или с "большой" величиной подчеркивания контуров (или коэффициента подчеркивания контуров, определение которого не приводится, поскольку это в конечном счете одно и то же), то невозможно обеспечить верность работы в динамическом диапазоне схемы АЦП.

Например, если на вход 26 поступает сигнал с большой амплитудой, то при выдаче сигнала в динамическом диапазоне схемы АЦП, как показано в левой части фиг. 2(а), с выходов 28r, 28g, 28b, отсекаются сигналы, превышающие максимальное значение опорного напряжения преобразования VRT (например, 5 вольт) для данного динамического диапазона, как показано в правой части данной фигуры (а), что приводит к грандиозным искажениям белого, или отсекаются сигналы со значением опорного напряжения преобразования ниже минимального (например, 3 вольта) для данного динамического диапазона, что приводит к градационным искажениям черного.

В случае "большого" количества подчеркивания контуров схемой 14 выделения контуров отсекаются сигналы выше динамического диапазона схемы АЦП, как показано в левой части фиг. 2(b), что вызывает градационные искажения белого, или отсекаются сигналы ниже нижнего значения опорного напряжения преобразования VRB, что вызывает градационные искажения черного.

На фиг. 3 показана схема подчеркивания контуров, заявленная в отдельной заявке того же заявителя, которая может применяться для решения перечисленных выше проблем.

Схема подчеркивания контуров, показанная на фиг. 3, содержит схемы АЦП 30r, 30g и 30b, схему 31 регулировки фазы, состоящую из памяти строк 31r, 31g и 31b, схему 32 обработки сигналов, сумматоры 34r, 34g и 34b контуров, схему 38 формирования сигнала Y, схему 38 выделения контуров, регулятор 40 усиления составляющих контуров и схему 42 умножения на коэффициент.

Схема 38 выделения контуров состоит из первой и второй памяти 48 и 50 строк, схемы 52 выделения вертикальных контуров, схемы 54 установки частоты подчеркивания контуров, схемы 56 выделения горизонтальных контуров, схемы 62 синтеза контуров, блока 64 кольцевого сердечника и регулятора 66 усиления.

Таким образом, аналоговые сигналы R, G, B, поступившие на входы 44r, 44g и 44b, преобразуются в цифровые сигналы в схемах АЦП 30r, 30g и 30b, подвергаются регулировке фазы в схеме 31 регулировки фазы, обрабатываются в схеме 32 обработки сигналов и подаются в сумматоры 34r, 34g и 34b контуров. Схема 36 формирования сигнала Y вырабатывает сигналы Y из цифровых сигналов R, G, B, схема 38 выделения контуров выделяет составляющие контуров из сигналов Y, затем выделенные составляющие контуров подаются в сумматоры 34r, 34g и 34b контуров через регулятор 40 усиления и схему 42 умножения на коэффициент и складываются с исходными сигналами R, G, B, после чего они подаются в устройство отображения через выходы 86r, 86g и 86b.

Как уже отмечалось выше, благодаря тому, что составляющие контуров прибавляются после преобразования аналоговых сигналов R, G, B в цифровые сигналы в схемах АЦП 30r, 30g и 30b, составляющие подчеркивания контуров не выходят за рамки динамического диапазона схемы АЦП, как это имеет место в известных аналогах. Поэтому если даже на входы 44r, 44g и 44b схемы подчеркивания контуров, показанной на фиг. 3, поступают аналоговые цветовые видеосигналы с большой амплитудой, или при "большом" количестве подчеркивания контуров, не возникает никаких градационных искажений белого или черного при отображении цифровых сигналов R, G, B, поступивших из схемы, показанной на фиг. 3, в цифровое устройство отображения, при показе оконтуренных изображений.

Однако в силу того, что в схеме 38 выделения контуров необходимо использовать две памяти строк: первую и вторую памяти 48 и 50 строк, схема подчеркивания контуров, показанная на фиг.3, имеет следующие недостатки:
a) ввиду того, что для памяти строк требуется множество вентилей (например, необходимо около 12700 вентилей при объеме памяти 1024•8 бит), то пропорционально объему энергопотребления возрастает стоимость,
b) в случае реализации в виде отдельных элементов требуется большая монтажная площадь,
с) в случае использования большой интегральной схемы (БИС) повышается степень интеграции схемы, а это уменьшает область, используемую пользователем.

Настоящее изобретение нацелено на решение перечисленных выше проблем, чтобы в случае сигнала с большой амплитудой или "большого" количества подчеркивания контуров при показе оконтуренного изображения в цифровом устройстве отображения исключить градационные искажения белого или черного, а также чтобы ограничиться одной памятью строк в схеме выделения контуров, входящей в состав схемы подчеркивания контуров.

Краткое изложение сущности изобретения
Предложенная схема подчеркивания контуров изображения отличается тем, что содержит схему аналого-цифрового преобразования (АЦП), предназначенную для преобразования аналоговых цветовых видеосигналов (например, сигналов R, G, B) в цифровые цветовые видеосигналы, схему регулировки фазы, предназначенную для задержки выходного сигнала схемы АЦП на 1 строку, первую схему формирования сигнала Y из выходного сигнала схемы АЦП, вторую схему формирования сигнала Y, предназначенную для формирования сигнала Y из выходного сигнала схемы регулировки фазы, схему выделения контуров, предназначенную для выделения составляющей вертикальных контуров и составляющей горизонтальных контуров из сигналов Y, сформированных в первой и второй схемах формирования сигнала Y, и сумматор контуров, предназначенный для сложения составляющих вертикальных и горизонтальных контуров, выделенных схемой выделения контуров, с выходным сигналом схемы регулировки фазы и для выдачи цифровых цветовых видеосигналов с подчеркнутыми контурами. Поскольку сигнал Y формируется после преобразования аналоговых цветовых видеосигналов в цифровой сигнал схемой АЦП и составляющие контуров, выделенные из этого сигнала Y, прибавляются к цифровым цветовым видеосигналам, полученным из схемы регулировки фазы, составляющая подчеркивания контуров не выходит за рамки динамического диапазона схемы АЦП, как это происходит в случае, показанном на фиг. 1. По этой причине, если даже на вход предложенной схемы подчеркивания контуров поступают аналоговые цветовые видеосигналы с большой амплитудой, и даже при "большом" количестве подчеркивания контуров сигнал, поступивший в цифровое устройство отображения с выхода предложенной схемы подчеркивания контуров, даст оконтуренное изображение без градационных искажений белого или черного.

Также предусмотрено, что первая схема формирования сигнала Y формирует сигнал Y из выходного сигнала схемы АЦП, а вторая схема формирования сигнала Y формирует сигнал Y из сигнала, задержанного на одну строку в схеме регулировки фазы, схема выделения контуров выделяет составляющую вертикальных контуров и составляющую горизонтальных контуров из сигналов Y, сформированных первой и второй схемами формирования сигнала, что позволяет использовать одну память строк вместо двух в схеме 38 выделения контуров, изображенной на фиг. 3.

Кроме того, для упрощения конфигурации схемы выделения контуров и схемы установки частоты подчеркивания контуров схема выделения контуров состоит из памяти строк, схемы выделения вертикальных контуров, схемы установки частоты подчеркивания контуров, схемы выделения горизонтальных контуров и схемы синтеза контуров, причем схема установки частоты подчеркивания контуров содержит четыре соединенных последовательно элемента задержки на 1 точку растра, и Y сигнал, задержанный на 2 точки растра снимается со второго элемента задержки за 1 точку растра, а сигнал Y, задержанный на 4 точки, снимается с четвертого элемента задержки на 1 точку растра.

Для исключения влияния шумов в схеме подчеркивания контуров предусмотрен блок кольцевого сердечника для подавления составляющей контуров ниже установленного уровня.

Для повышения количества подчеркивания контуров предусмотрены регулятор усиления, который регулирует размер составляющей контуров, выделенной схемой выделения контуров, и схема умножения на коэффициент, которая выдает в сумматор контуров сигнал, умноженный на коэффициенты Кr, Kg и Kb, которые меньше 1.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает функциональную схему известной схемы подчеркивания контуров;
фиг. 2 иллюстрирует проблемы, возникающие в случае, когда сигналы, полученные в схеме по фиг. 1, подвергаются АЦП и выводятся в цифровое устройство отображения, запущенное цифровыми видеосигналами, при этом на фиг. (а) показано, что градационные искажения белого и градационные искажения черного возникают при вводе сигнала большой амплитуды, а на фиг. (b) показано, что градационные искажения белого и градационные искажения черного возникают при "большом" количестве подчеркивания контуров;
фиг. 3 изображает функциональную схему примерного варианта схемы подчеркивания контуров, одновременно заявленной в отдельной заявке того же заявителя;
фиг. 4 изображает функциональную схему, иллюстрирующую примерный вариант реализации схемы подчеркивания контуров согласно данному изобретению;
фиг. 5 изображает функциональную схему, иллюстрирующую примерный вариант первой и второй схем формирования сигнала Y, показанный на фиг. 4;
фиг. 6 изображает функциональную схему, иллюстрирующую примерный вариант схемы выделения вертикальных контуров, изображенной на фиг. 4;
фиг. 7 изображает функциональную схему, иллюстрирующую примерный вариант схемы установки частоты подчеркивания контуров и схемы выделения горизонтальных контуров, изображенных на фиг.4;
фиг. 8 иллюстрирует характеристики блока кольцевого сердечника, показанного на фиг. 4;
фиг. 9 изображает функциональную схему, иллюстрирующую примерный вариант схемы умножения на коэффициент, изображенной на фиг. 4;
фиг. 10 показывает формы сигналов, относящихся к подчеркиванию контуров в горизонтальном направлении, где (а) - форма сигнала (сигнал Y на фиг. 4; (b) - форма сигнала на фиг. 7, (с) - форма сигнала на фиг. 7, (d) - формы сигналов на фиг. 4 и 7, и (e) - сигнал составляющей в горизонтальном направлении на выходе 86r на фиг. 4;
фиг. 11 показывает формы сигналов, относящихся к подчеркиванию контуров в вертикальном направлении, где (а) форма сигнала (сигнал Y) на фиг. 6, (b) - форма сигнала на фиг. 6, (с) - форма сигнала на фиг. 6, (d) - формы сигналов на фиг. 4 и 6, и (e) - форма сигнала составляющей в вертикальном направлении на выходе 86r на фиг. 3.

Описание предпочтительного варианта реализации изобретения
В дальнейшем приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 4 показан примерный вариант реализации изобретения, в котором приняты те же обозначения, что и на фиг. 3, для идентичных элементов. На фиг. 4 использованы следующие обозначения: 30r, 30g и 30b - схемы АЦП, 31 - схема регулировки фазы, 32 - схема обработки сигналов, 34r, 34g и 34b - сумматоры контуров, 35 - первая схема формирования сигнала Y, 37 - вторая схема формирования сигнала Y, 39 - схема выделения контуров, 40 - регулятор усиления составляющей контуров и 42 - схема умножения на коэффициент.

В схемах АЦП 30r, 30g и 30b соответственно аналоговые сигналы R, G, B, поступившие на входы 44r, 44g и 44b, преобразуются соответственно в цифровые сигналы R, G, B с 8-битным разрешением.

Схема 31 регулировки фазы содержит памяти строк 31r, 31g, 31b соответственно для сигналов R, G, B, которые формируют сигналы, задержанные на 1 строку (1 строку развертки), из сигналов R, G, B, поступивших соответственно из схем АЦП 30r, 30g и 30b.

Схема 32 обработки сигналов выполняет обработку сигналов, такую как преобразование числа элементов изображения, гамма-коррекция, и т.п., на сигналах R, G, B, поступивших из памяти 31r, 31g и 31b строк. Под преобразованием числа элементов изображения подразумевается операция преобразования частоты выборок 8-битных цифровых сигналов R, G, B пропорционально отображаемому устройством отображения числу элементов изображения, а гамма-коррекция означает обработку, направленную на коррекцию световой характеристики устройства отображения.

Первая схема 35 формирования сигнала Y формирует сигналы Y (яркости) из цифровых сигналов R, G, B, поступающих из схем преобразования 30r, 30g и 30b. Вторая схема формирования сигнала Y вырабатывает сигналы Y из сигналов R, G, B, задержанных на 1 строку, из схемы 31 регулировки фазы.

Первую и вторую схемы 35 и 37 формирования сигналов Y можно реализовать, например, в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) с функцией справочной таблицы с применением метода получения Y сигналов посредством сложения сигналов R, G, B с коэффициентом смешивания согласно стандарту NTSC (Национального комитета системы телевидения), чтобы удовлетворить приведенное ниже уравнение (5), или методом получения приблизительного значения сигнала Y, удовлетворяющего представленному ниже уравнению (6), с помощью добавления сдвига бит, как показано на фиг. 4.

Y = (0,3 • R) + (0,59 • G) + (0,11 • В) ... (5)
Y = 0,3125 • R + 0,5625 • G + 0,1250 • В ... (6)
Схема 39 выделения контуров выделяет составляющие контуров из сигналов Y, сформированных в первой и второй схемах 35 и 37 формирования сигнала Y, при этом она выполнена, как показано на фиг. 4, 6 и 7.

На фиг. 4 использованы следующие обозначения: 49 - память строк, 52 - схема выделения вертикальных контуров, 54 - схема установки частоты подчеркивания контуров, 56 - схема выделения горизонтальных контуров, 62 - схема синтеза контуров, 64 - блок кольцевого сердечника и 66 - регулятор усиления.

Память 49 строк формирует из сигнала Y, выработанного второй схемой 37 формирования сигнала Y, сигнал Y, задержанный на 1 строку (на 1 строку развертки).

Схема 52 выделения вертикальных контуров, показанная на фиг. 6, содержит сумматор 68, в котором сигнал Y, сформированный первой схемой 35 формирования сигнала Y, складывается с сигналом Y, задержанным на 2 строки, поступившим из памяти 49 строк, умножитель 70, в котором выходной сигнал сумматора 68 умножается на коэффициент (1/4), умножитель 72, в котором сигнал Y, задержанный на 1 строку, из второй схемы 37 формирования сигнала Y умножается на коэффициент (1/2), и вычитатель 74, в котором выходной сигнал указанного умножителя 70 вычитается из выходного сигнала умножителя 72.

Схема 54 установки частоты подчеркивания контуров предназначена для установки частоты подчеркивания контуров на определенную частоту (например, 1/2 частоты выборки Fs), конкретно, как показано на фиг.7, и имеет 5 отводов, состоящих из четырех элементов D1-D4 задержки на 1 точку растра, которые последовательно задерживают сигнал Y, сформированный второй схемой 37 формирования сигнала Y, на 1 точку растра (1 элемент изображения). Каждый из указанных элементов D1-D4 задержки на 1 точку растра представляет собой, например, триггер задержки (D-FF). Однако схема 54 установки частоты подчеркивания контуров не ограничена 5 отводами и может также содержать 7 отводов, состоящих соответственно из шести элементов D1-D6 задержки на 1 точку растра, соединенных последовательно.

Схема 56 выделения горизонтальных контуров, показанная на фиг.7, содержит сумматор 76, складывающий сигнал Y, снятый со второй схемы формирования сигнала Y, с сигналом Y, задержанным на 4 точки растра, снятым с четвертого элемента D4 задержки на 1 точку растра в схеме установки частоты подчеркивания контуров, умножитель для умножения выходного сигнала сумматора 76 на коэффициент (1/4), умножитель для умножения сигнала Y, задержанного на 2 точки растра, из второго элемента D2 задержки на 1 точку растра на коэффициент (1/2) и вычитатель 82 для вычитания выходного сигнала устройства 78 умножения на коэффициент из выходного сигнала устройства 80 умножения на коэффициент.

Схема 62 синтеза контуров синтезирует составляющую вертикальных контуров, выделенную схемой 52 выделения вертикальных контуров, и составляющую горизонтальных контуров, выделенную схемой 56 выделения горизонтальных контуров.

Блок 64 кольцевого сердечника устраняет шумы и незначительные составляющие контуров из составляющих контуров, полученных из схемы 62 синтеза контуров, и подавляет составляющую контуров, которая ниже определенного уровня, в этих введенных составляющих. Блок 64 кольцевого сердечника может быть реализован, например с характеристиками ввода-вывода, показанными на фиг. 8. В частности если составляющая контуров, введенная из схемы 62 синтеза контуров, положительная и больше 0, то к исходной составляющей прибавляется -δ (δ - положительная постоянная), если она отрицательная и меньше 0, то к исходной составляющей прибавляется +δ, а если результат операции больше -δ и меньше +δ, выход устанавливается на 0.

Регулятор 66 усиления умножает составляющую контуров, снятую с выхода блока 64 кольцевого сердечника, на переменный коэффициент K1.

Регулятор 40 усиления умножает составляющую контуров, снятую со схемы 39 выделения контуров, на переменный коэффициент K2.

В случае необходимости один из регуляторов усиления 66 и 40 (например, 66) может быть исключен.

Схема 42 умножения на коэффициент, показанная на фиг.9, состоит из умножителей 84r, 84g и 84b, которые вырабатывают составляющие контуров Yer, Yeg и Yeb для сигналов R, G, В посредством умножения составляющей контуров Ye, полученной из регулятора 40 усиления, на коэффициенты Кг, Kg и Kb. Коэффициенты Kr, Kg и Kb, хотя и не ограничены данным вариантом, можно получить с помощью добавления сдвига бит посредством установки на значения 0,3125, 0,5625 и 0,1250 (Kr+Kg+Kb=l), то есть такие же, как коэффициенты для R, G, B (фиг. 5), используемые в схемах 35 и 37 формирования сигнала Y при формировании сигнала Y.

Сумматоры 34r, 34g и 34b контуров складывают составляющие Yer, Yeg, Yeb контуров, полученные из устройств 84r, 84g и 84b умножения на коэффициент в составе схемы 42 умножения на коэффициент и выводят их через выходы 86r, 86g и 86b в устройство отображения (например, ПД, ЖКД и т.п.).

Для лучшего понимания принципа работы устройства поясним сущность работы, которая заключается в следующем.

Как показано на фиг.4, аналоговые сигналы R, G и В, поступившие на входы 44r, 44g и 44b, преобразуются в 8-битные цифровые сигналы R, G, B в схемах АЦП 30r, 30g и 30b, задерживаются на 1 строку в памяти 31r, 31g и 31b схемы 31 регулировки фазы, подвергаются обработке в схеме 32 обработки сигналов и подаются на вход одной стороны сумматоров 34r, 34g и 34b контуров.

Первая схема 35 формирования сигнала Y формирует сигналы Y из цифровых сигналов R, G, B, поступивших из схем АЦП 30r, 30g и 30b, а вторая схема 37 формирования сигнала Y формирует сигналы Y из цифровых сигналов R, G, B, - задержанных на 1 строку в памяти 31r, 31g и 31b строк в составе схемы регулировки фазы. При этом первая и вторая схемы 35 и 37 формирования сигналов Y вырабатывают сигналы Y из цифровых сигналов R, G, B, например, посредством добавления сдвига бит с помощью схемы, показанной на фиг. 5.

Схема 39 выделения контуров выделяет составляющие контуров из сигналов Y, выработанных первой и второй схемами формирования сигнала Y. Функция выделения составляющих контуров, выполняемая схемой 39 выделения контуров, поясняется ниже со ссылкой на фиг. 4.

Функция выделения составляющей горизонтальных контуров, являющейся высокочастотной составляющей сигнала Y в горизонтальном направлении, поясняется со ссылкой на фиг. 7 и 10.

Вертикальные пунктирные линии S1, S2, S3, S4 и S5 на фиг. 10 показывают точки выборки каждого элемента изображения последовательно в горизонтальном направлении вдоль линии развертки, включающей элементы изображения обрабатываемого объекта.

Когда сигнал Y из второго элемента задержки D2 на 1 точку растра в составе схемы 54 установки частоты подчеркивания контуров имеет форму, показанную на фиг. 10(а), сигнал на выходе умножителя 80 схемы 56 выделения горизонтальных контуров имеет форму, показанную на фиг. 10(b), и подается на сторону "плюс" вычитателя 82.

Сигнал Y из второй схемы 37 формирования сигнала Y и сигнал Y из четвертого элемента D4 задержки на 1 точку растра в составе схемы 54 установки напряжения подчеркивания контуров складываются в сумматоре 76 схемы выделения горизонтальных контуров, умножаются на 1/4 в умножителе 78 и подаются на сторону "минус" вычитателя 82 в виде сигнала, показанного на фиг. 10(с). Сигналы Y обработанные вычитателем 82, подаются на вход одной стороны схемы 62 синтеза контуров в виде сигнала показанного на фиг. 10(d).

Далее описываются функции выделения составляющей вертикальных контуров, являющейся высокочастотной составляющей сигнала Y в вертикальном направлении, со ссылкой на фиг.6 и 11.

Вертикальные пунктирные линии S1, S2, S3 на фиг. 11 означают элементы изображения на трех линиях развертки: линии развертки и линиях развертки впереди и сзади, включающих элементы изображения обрабатываемого объекта, и показывают точки выборки трех элементов изображения в вертикальном направлении, включающие элементы изображения в обрабатываемом объекте.

Если сигнал Y, задержанный на 1 строку, из второй схемы 37 формирования сигнала Y имеет форму, показанную на фиг. 11(а), то сигнал на выходе умножителя 72 схемы 52 выделения вертикальных контуров имеет форму, показанную на фиг. 11(b), и подается на сторону "плюс" вычитателя 74.

Сигнал Y из первой схемы 36 формирования сигнала Y складывается с сигналом Y, задержанным на 2 строки, из памяти 49 строк в сумматоре 68 в составе схемы выделения вертикальных контуров, умножается на 1/4 в умножителе 79, и в таком виде, как показано на фиг.11(с), подается на сторону "минус" вычитателя 74. Сигналы Y после обработки в вычитателе 74 подаются на другой вход схемы 62 синтеза контуров как сигнал показанный на фиг.11(d).

Сигнал представляющий составляющую горизонтальных контуров, выделенную схемой 56 выделения горизонтальных контуров, и сигнал представляющий составляющую вертикальных контуров, выделенную схемой 52 выделения вертикальных контуров, синтезируются в схеме 62 синтеза контуров, в блоке 64 кольцевого сердечника подавляются те составляющие контуров, уровень которых ниже некоторого установленного уровня, исключаются влияния шумов, сигнал умножается на коэффициент K1 в регуляторе 66 усиления и подвергается регулировке уровня.

Составляющие контуров из схемы 39 выделения контуров подвергаются регулировке уровня посредством умножения на коэффициент K2 в регуляторе 40 усиления, превращаются в составляющие контуров Yer, Yeg, Yeb для R, G, B в результате умножения на коэффициенты Кr, Kg и Kb в умножителях 84r, 84g и 84b схемы 42 умножения на коэффициент и подаются на другой вход соответствующих сумматоров 34r, 34g, 34b контуров. Это позволяет увеличить количество подчеркивания контуров.

Сигналы R, G, B, обработанные в схеме 32 обработки сигналов, и составляющие Yer, Yeg, Yeb контуров, полученные из умножителей 84r, 84g, 84b схемы 42 умножения на коэффициент, складываются в сумматорах 34r, 34g, 34b контуров и выдаются через выходы 86r, 86g, 86b в устройство отображения, которое показывает оконтуренное изображение.

При этом составляющая в горизонтальном направлении (R+Yeg) сигналов на выходе 86r имеет вид, показанный на фиг. 10(e), а составляющая в вертикальном направлении, имеет вид, показанный на фиг. 11(e). Rh и Rv, показанные штрихпунктирными линиями на фиг.10(e) и 11(e), являются составляющими в горизонтальном направлении и составляющими в вертикальном направлении сигнала R на выходе схемы 32 обработки сигналов.

Аналогичным образом составляющая в горизонтальном направлении и составляющая в вертикальном направлении (G+Yeg) и (B+Yeb) сигналов на выходах 86g и 86b становятся подобными составляющей в горизонтальном направлении и составляющей в вертикальном направлении сигналов (R+Yer) на выходе 86r.

Как уже отмечалось выше, поскольку сигнал Y формируется первой и второй схемами 35 и 37 формирования сигнала Y после преобразования аналоговых сигналов R, G, B в цифровые сигналы R, G, B в схемах АЦП 30r, 30g и 30b и составляющие контуров, выделенные из этих сигналов Y, прибавляются к исходным цифровым сигналам R, G, B, составляющие подчеркивания контуров не выходят на рамки динамического диапазона схемы АЦП, как это имеет место в известном решении, показанном на фиг. 1. По этой причине даже если аналоговые сигналы R, G, B на входах 44r, 44g и 44b предложенной схемы подчеркивания контуров являются сигналами с большой амплитудой, или даже в случае "большого" количества подчеркивания контуров в изображении, формируемом устройством отображения (например, устройством отображения точечно-матричного типа), работающем на цифровых сигналах R, G, B, не возникает традиционных искажений белого и черного.

Поскольку первая схема 35 формирования сигнала Y вырабатывает сигналы Y из выходных сигналов схем АЦП 30r, 30g и 30b, а схема 39 выделения контуров выделяет составляющую вертикальных контуров и составляющую горизонтальных контуров из сигналов Y, выработанных первой и второй схемами 35 и 37 формирования сигналов Y, две памяти строк, необходимые в схеме 38 подчеркивания контуров на фиг. 1, можно заменить одним элементом, сократив тем самым их число на единицу. Это обеспечивает следующие преимущества.

а) В отличие от примерного варианта, предложенного на фиг. 3, схема формирования сигнала Y увеличена, но благодаря возможности уменьшить память строк можно уменьшить энергопотребление и снизить стоимость. То есть увеличение схем формирования сигналов Y может быть достигнуто с помощью меньшего числа вентилей (например, приблизительно 900) по сравнению с числом вентилей, необходимых для памяти строк, (например, приблизительно 12700 вентилей необходимо для памяти строк емкостью 1024•8 бит), и это позволяет снизить энергопотребление и стоимость.

(b) В случае реализации в виде отдельных элементов можно уменьшить монтажную площадь.

(c) В случае монтажа на БИС можно уменьшить степень интеграции схемы и расширит область, используемую пользователем.

В варианте, показанном на фиг.4, количество подчеркивания контуров для R, G, B можно увеличить посредством умножения в регуляторе 40 усиления в целях регулировки размера составляющей контуров, выделенной в схеме 39 выделения контуров, ее выходного сигнала на коэффициенты Kr, Kg, Kb меньше 1 (Kr+Kg+Kb= l), и ввода схемы 42 умножения на коэффициент перед сумматорами 34r, 34g, 34b контуров, но это не является ограничительным признаком изобретения, и можно обойтись без регулятора 40 усиления и схемы 42 умножения на коэффициент и выдавать сигнал с выхода схемы 38 выделения контуров непосредственно в сумматоры 34r, 34g, 34b контуров.

В варианте, показанном на фиг. 4, влияния шумов устраняются с помощью блока 64 кольцевого сердечника, подавляющего сигналы, уровень которых ниже определенного уровня составляющих контуров, снятых со схемы 62 синтеза контуров, однако наличие блока 64 кольцевого сердечника также не является обязательным.

Промышленная применимость
Как уже было сказано выше, схема подчеркивания контуров согласно изобретению может использоваться для получения высококачественного изображения с подчеркнутыми контурами на основе введенных аналоговых цветовых сигналов в цифровом устройстве отображения (например, матричном дисплее), например ПД, ЖКД и т.п. Также благодаря тому, что схема выделения контуров является одним из элементов схемы подчеркивания контуров и содержит одну память строк, обеспечивается снижение энергопотребления и стоимости.

Изобретение относится к формированию цифрового видеосигнала. Его использование в цифровых устройствах отображения позволяет получить технический результат в виде отображения оконтуренного изображения без градационных искажений белого и черного, а также сокращения необходимого объема памяти. Этот технический результат достигается благодаря тому, что схема содержит элементы, осуществляющие обработку яркостной компоненты цифровых цветовых сигналов для выделения составляющей контуров и добавления ее к выходному сигналу. 3 з.п.ф-лы, 11 ил.

1. Схема подчеркивания контуров в устройстве отображения с управлением подчеркиванием контуров изображений посредством цифрового видеосигнала, отличающаяся тем, что содержит схему аналого-цифрового преобразования (АЦП), предназначенную для преобразования аналоговых цветовых видеосигналов в цифровые цветовые видеосигналы, схему регулировки фазы, предназначенную для задержки на 1 строку выходного сигнала схемы АЦП, схему обработки сигналов, предназначенную для выполнения обработки сигналов, такой, как преобразование числа элементов изображения, гамма-коррекция, на выходном сигнале схемы регулировки фазы, первую схему формирования сигнала Y (яркости) для формирования сигнала Y из выходного сигнала упомянутой схемы АЦП, вторую схему формирования сигнала Y для формирования сигнала Y из выходного сигнала схемы регулировки фазы, схему выделения контуров, предназначенную для выделения составляющей вертикальных контуров и составляющей горизонтальных контуров из сигналов Y, сформированных первой и второй схемами формирования сигнала Y, и сумматор контуров для формирования цифровых цветовых видеосигналов с подчеркнутыми контурами посредством сложения составляющей вертикальных контуров к составляющей горизонтальных контуров, выделенных схемой выделения контуров, с выходными сигналами упомянутой схемы обработки сигналов, и тем, что схема выделения контуров состоит из памяти строк для задержки на 1 строку сигнала Y, сформированного второй схемой формирования сигнала Y, и содержит схему выделения вертикальных контуров, предназначенную для выделения составляющих вертикальных контуров, на основе сигналов Y, сформированных первой и второй схемами формирования сигнала Y, и сигнала Y, задержанного памятью строк, схему установки частоты подчеркивания контуров, предназначенную для формирования двух видов задержанных сигналов Y для установки частоты подчеркивания контуров, состоящих из сигнала, задержанного на n точек растра, из n-ного элемента задержки на 1 точку растра и сигнала Y, задержанного на 2n точек растра, из второго элемента задержки на 1 точку растра на основании сигнала Y, сформированного второй схемой формирования сигнала Y, причем по меньшей мере больше четырех элементов задержки на одну точку растра соединены последовательно, схему выделения горизонтальных контуров, предназначенную для выделения составляющей горизонтальных контуров из сигнала Y, сформированного второй схемой формирования сигнала Y, и двух видов задержанных сигналов Y, выведенных со схемы установки частоты подчеркивания контуров, и схему синтеза контуров для синтеза составляющих контуров, выделенных, соответственно, схемой выделения вертикальных контуров и схемой выделения горизонтальных контуров. 2. Схема подчеркивания контуров по п. 1, отличающаяся тем, что четыре соединенных последовательно элемента задержки на 1 точку растра выполнены с возможностью выдачи сигнала Y, задержанного на 2 точки растра, с выхода второго элемента задержки на 1 точку растра, и сигнала Y, задержанного на 4 точки растра, с выхода четвертого элемента задержки на 1 точку растра. 3. Схема подчеркивания контуров по пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит блок кольцевого сердечника, при этом схема выделения составляющей контуров, на основе ввода выделенной составляющей контуров, подавляет составляющую контуров ниже определенного значения из введенной составляющей контуров. 4. Схема подчеркивания контуров по любому из пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что схемы АЦП выполнены с возможностью преобразования аналоговых сигналов R, G, В в цифровые сигналы R, G, В, первая схема формирования сигнала Y выполнена с возможностью прибавления значений, умноженных, соответственно, на Kr, Kg и Kb, к цифровым сигналам R, G, В, снятым со схемы АЦП, и формирования сигналов Y, вторая схема формирования сигнала Y выполнена с возможностью прибавления значений, умноженных на Кr, Kg и Kb, соответственно, к цифровым сигналам R, G, В со схемы регулировки фазы, и между схемой выделения контуров и сумматором контуров введена схема умножения коэффициентов Kr, Kg и Kb меньше 1, на которые умножались сигналы R, G, В в первой и второй схемах формирования сигнала Y, на выходные сигналы регулятора усиления составляющих контуров для регулировки размера составляющей контуров, выделенной схемой выделения контуров.