СХЕМА ПОДЧЕРКИВАНИЯ КОНТУРА Российский патент 2003 года по МПК H04N5/208 

Изобретение относится к схеме подчеркивания контура, в которой составляющие контура в горизонтальном направлении и в вертикальном направлении обнаруживают из входного видеосигнала (например, цифрового входного видеосигнала), обнаруженные составляющие контура в двух направлениях суммируют, полученную в результате сумму умножают на коэффициент, полученное в результате произведение суммируют во входящем видеосигнале (например, во входящем цифровом видеосигнале), для получения видеосигнала с подчеркнутым контуром.

Уровень техники
Все более популярными среди пользователей становятся плазменно-индикаторная панель (ПИЛ) и жидкокристаллическое устройство отображения (ЖКУО). Каждое из этих устройств отображения непосредственно возбуждается с помощью цифрового видеосигнала и содержит схему подчеркивания контура (фиг.1) для получения изображения с подчеркнутым контуром, который получают из входящего видеосигнала.

Схема подчеркивания контура (фиг.1) содержит каскад 10 обнаружения вертикальной составляющей контура, каскад 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, первый сумматор 14, второй сумматор 16 и умножитель 18. Каскад 10 обнаружения вертикальной составляющей контура содержит 1-строчные элементы 22 и 24 задержки (например, память строки), сумматор 26 для сложения выходного сигнала, который поступает из 1-строчного элемента, 24 задержки, и видеосигнал Y, который вводится в оконечное устройство 20 ввода, умножитель 28 для умножения на выходе суммы, полученной, с помощью сумматора 28 на коэффициент 1/4, умножитель 30 для умножения на выходе сигнала, который выводится из 1-строчного элемента 22 задержки, на коэффициент 1/2, вычитающее устройство 32 для вычитания выходного сигнала умножителя 28 из выходного сигнала умножителя 30, и 1-точечный элемент 34 задержки для вывода сигнала из вычитающего устройства 32 после появления запаздывания во времени на одну точку, в которой составляющая контура в вертикальном направлении VE (здесь и далее упоминается как вертикальная составляющая контура) обнаруживается (для вывода) из элемента изображения, расположенного непосредственно выше, и элемента изображения, расположенного непосредственно ниже элемента эталонного изображения.

Каскад 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура содержит 1-точечные, элементы 36 и 38 задержки, каждый из которых предназначен для последовательной задержки на одну точку выходных сигналов, поступающих из 1-строчного элемента 22 задержки, сумматор 40 для сложения выходного сигнала 1-строчного элемента 22 задержки и выходного сигнала 1-точечного элемента 38 задержки, умножитель 42 для умножения на выходе суммы, полученной с помощью сумматора 40 на коэффициент 1/4, умножитель 44 для умножения на выходе выходного сигнала 1-точечного элемента 36 задержки на коэффициент 1/2, вычитающее устройство для вычитания выходного сигнала умножителя 42 из выходного сигнала умножителя 44, в которой составляющая контура в горизонтальном направлении элемента эталонного НЕ изображения (здесь и далее упоминается как горизонтальная составляющая контура) обнаруживается (для вывода) из элемента изображения, расположенного непосредственно слева, и элемента изображения, расположенного непосредственно справа от элемента эталонного изображения.

Первый сумматор 14 складывает вертикальную составляющую VE контура, обнаруженную с помощью каскада 10 обнаружения вертикальной составляющей контура, с помощью горизонтальной составляющей НЕ контура, обнаруженной с помощью каскада 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, умножитель 18 умножает (для вывода) сумму (VE+HE), которая получается с помощью первого сумматора 14, на переменный коэффициент К, второй сумматор 16 складывает выходной сигнал умножителя 18 с выходным сигналом, который поступает из 1-точечного элемента 36 задержки (входной видеосигнал Y, имеющий запаздывание во времени на одну строку и запаздывание во времени на одну точку), и выводит видеосигнал с выделенным контуром (Y+K(VE+HE)) в оконечное устройство 48 вывода. Скорость выделения контура изменяется с переменным коэффициентом К.

Однако схема выделения контура (фиг.1) имеет недостаток, который заключается в том, что умножитель 18 умножает выходной сигнал, который поступает из первого сумматора 14, на общий коэффициент К, несмотря на то, выводится ли составляющая (VE или НЕ) контура из одного из каскада 10 обнаружения вертикальной составляющей контура и каскада 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, или выводятся ли составляющие (VE и НЕ) контура из обоих каскадов, таким образом, получая в результате контур, который включает в себя вертикальную составляющую контура и горизонтальную составляющую контура, которые будут подчеркиваться исключительно в конце изображением, которое включает в себя неестественную часть.

Другими словами (фиг.2), в случае, когда изображение любого объекта отображается в фоновом изображении, существует точка обнаружения вертикальной составляющей контура (элемент изображения, обозначенный на схеме кругом), где обнаруживается вертикальная составляющая VE контура, точка обнаружения горизонтальной составляющей контура (элемент изображения, обозначенный на схеме треугольником), где обнаруживается горизонтальная составляющая НЕ контура, и точка обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура (элемент изображения, обозначенный на схеме черным квадратом), где обнаруживаются вертикальная составляющая VE контура и горизонтальная составляющая НЕ контура.

Составляющая контура в точке обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура (элемент изображения, обозначенный на схеме закрашенным квадратом) эквивалентна сумме вертикальной составляющей VE контура и горизонтальной составляющей НЕ контура (VE+HE), таким образом создавая проблему, которая заключается в том что контур, представляющий эти точки обнаружения, чрезмерно выделяется, что приводит к появлению неестественной части изображения. Блок, обведенный пунктирной линией (фиг.2), соответствует одному элементу изображения.

Настоящее изобретение устраняет вышеупомянутые недостатки предшествующего уровня техники, и задача его заключается в предотвращении чрезмерного подчеркивания по контуру в точке обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура, где обнаруживаются вертикальная составляющая VE контура и горизонтальная составляющая НЕ контура. Другими словами, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы выполнить естественное выделение по контуру за счет предохранения контура в точке обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура от чрезмерного подчеркивания по отношению к другим частям контура (например, контуры, представленные точкой обнаружения вертикальной составляющей контура и точкой обнаружения горизонтальной составляющей контура).

Сущность изобретения
Схему подчеркивания контура, согласно настоящему изобретению, конструируют так, что горизонтальную составляющую НЕ контура и вертикальную составляющую VE контура обнаруживают из входного видеосигнала, суммируют обнаруженную горизонтальную составляющую НЕ контура и вертикальную составляющую VE контура, сумму умножают на коэффициент, результат произведения суммируют со входным видеосигналом для получения видеосигнала с подчеркнутым контуром, хотя схема подчеркивания контура содержит каскад сравнения/определения для сравнения обнаруженной горизонтальной составляющей контура с обнаруженной вертикальной составляющей контура и для определения, является или нет абсолютное значение разности между двумя меньше предварительно установленного значения S, и каскад умножения с выборочным коэффициентом для умножения суммы горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура с помощью выборочного применения коэффициента К1 или К2 (0<К1<К2).

Предварительно установленное значение S каскада сравнения/определения предварительно устанавливают так, что абсолютное значение разности между горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура становится меньше предварительно установленного значения S, когда НЕ и VE обнаруживают вместе, и абсолютное значение разности между горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура превышает предварительно установленное значение S, когда обнаруживают одну НЕ и VE.

Поэтому в точке обнаружения (то есть, элемент изображения; то же самое используется здесь и ниже), где обнаруживают только одну из горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура, абсолютное значение разности между НЕ и VE не станет меньше предварительно установленного значения S, таким образом коэффициент каскада сравнения/определения становится равным К2 (например, по существу равное значение К предшествующего уровня техники), и составляющая контура, которую необходимо подчеркнуть становится равной К2•НЕ или K2•VE, который по существу равен К•НЕ или K•VE предшествующего уровня техники.

Кроме того, в точке обнаружения, где обнаруживают горизонтальную составляющую НЕ контура и вертикальную составляющую VE контура, абсолютное значение разности между НЕ и VE становится меньше предварительно установленного значения S, таким образом, коэффициент каскада умножения с выборочным коэффициентом изменяется от К2 до менее К1 посредством сигнала определения (например, сигнал Н-уровня ("сигнал высокого уровня") каскада сравнения/определения и составляющей контура, которую будут подчеркивать, становится равной K1•(HE+VE), которое меньше значения (например, 1/2), чем K•(HE+VE) предшествующего уровня техники. Таким образом, можно предохранить контур в точке, где обнаруживают НЕ или VE, от чрезмерного подчеркивания, таким образом получая естественное подчеркивание контура.

Кроме того, для упрощения структуры схемы каскад умножения с выборочным коэффициентом можно выполнить так, чтобы он содержал первый умножитель для умножения (для вывода) суммы горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура на коэффициент К1, второй умножитель для умножения (для вывода) суммы горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура на коэффициент К2, и селектор для выбора (для вывода) выходного сигнала из первого умножителя или выходного сигнала из второго умножителя.

Кроме того, коэффициент К1 каскада умножения с выборочным коэффициентом можно установить равным 1/2 от коэффициента К2, поэтому подчеркивание по контуру в точке, где обнаруживают горизонтальную составляющую НЕ контура и вертикальную составляющую VE контура, делается по существу равным подчеркиванию по контуру в точке, где только одна горизонтальная составляющая НЕ контура, и вертикальная составляющая VE контура обнаруживается, таким образом позволяя наиболее максимально выполнить естественное подчеркивание по контуру.

Краткое описание чертежей
Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает блок-схему, которая показывает известную схему подчеркивания по контуру;
фиг. 2 изображает схему, которая показывает точку обнаружения вертикальной составляющей контура, точку обнаружения горизонтальной составляющей контура и точку обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура, соответственно, существующих на границе фонового изображения и изображения объекта в случае, где изображение объекта необходимо отображать в фоновом изображении в устройстве отображения, использующим ПИП.

фиг.3 изображает блок-схему, которая показывает схему подчеркивания контура, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Ниже подробно описывается настоящее изобретение со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Фиг.3 изображает схему подчеркивания контура, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, в которой одинаковые части (фиг.1) обозначены одинаковыми позициями и символами.

На фиг. 3 позиция 10 обозначает каскад обнаружения вертикальной составляющей контура для обнаружения составляющей контура в вертикальном направлении, позиция 12 обозначает каскад обнаружения горизонтальной составляющей контура для обнаружения составляющей контура в горизонтальном направлении, позиции 14 и 16 обозначают первый и второй сумматоры, позиция 15 обозначает каскад сравнения/определения, позиция 17 обозначает каскад умножения с выборочным коэффициентом.

Каскад 10 обнаружения вертикальной составляющей контура подобно случаю, изображенному на фиг.1, содержит 1-строчные элементы 22 и 24 задержки, сумматор 26, умножители 28 и 30, вычитающее устройство 32 и 1-точечный элемент 34 задержки и конструируется для обнаружения {для вывода) вертикальной составляющей VE контура элемента эталонного изображения из элементов изображения, расположенных непосредственно выше и непосредственно ниже элемента эталонного изображения.

Каскад 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, подобно случаю фиг.1, содержит 1-точечные элементы 36 и 38 задержки, сумматор 40, умножители 42 и 44 и вычитающее устройство 46 и конструируется для обнаружения (для вывода) горизонтальной составляющей контура элемента эталонного изображения из элемента изображения, расположенного непосредственно с правой стороны, и элемента изображения, расположенного непосредственно с левой стороны элемента эталонного изображения.

Первый сумматор 14 производит сложение (для вывода) вертикальной составляющей VE контура, обнаруженной с помощью каскада 10 обнаружения вертикальной составляющей контура, и горизонтальной составляющей НЕ контура, обнаруженной с помощью каскада 12 обнаружения, горизонтальной составляющей контура.

Каскад 15 сравнения/определения производит сравнение вертикальной составляющей контура, обнаруженной с помощью каскада 10 вертикальной составляющей контура, с горизонтальной составляющей контура, обнаруженной с помощью каскада 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, для определения, является ли абсолютное значение (|VE-HE|) разности между двумя составляющими меньше предварительно установленного значения S1, и выводит соответствующий сигнал определения (например, сигнал Н-уровня или L-уровня).

Предварительно установленное значение S выдается для того, чтобы выделить случай, где обнаруживают вертикальную составляющую VE контура и горизонтальную составляющую НЕ контура, от случая, где обнаруживают только одну вертикальную составляющую VE контура или горизонтальную составляющую НЕ контура. Предварительно установленное значение S устанавливается, например, на назначение, при котором неравенство |VE-HE|≤S выполняется не только в случае, когда контур является таким чистым, как у буквы, или когда обнаруживают вертикальную составляющую VE контура и горизонтальную составляющую НЕ контура со значением их разности, которая по существу равна 0 (VE=HE), но также, когда обнаруживают одну вертикальную составляющую VE контура или горизонтальную составляющую НЕ контура даже тогда, когда контур не является таким чистым, как у изображения, имеющего контрастирующую толщину и тонкие градации, хотя предварительно установленное значение S устанавливается в назначение, при котором неравенство |VE-VH|>S выполняется только тогда, когда обнаруживают одну вертикальную составляющую VE контура или горизонтальную составляющую НЕ контура, хотя другая не обнаруживается.

Каскад 17 умножения с выборочным коэффициентом содержит первый умножитель 19 для умножения, с переменным коэффициентом (1/2) К, например К1, второй умножитель 19, для умножения на переменный коэффициент К, например, К2, и селективный переключатель 23 для выборочного вывода сигнала из первого умножителя 19 или сигнала из второго умножителя 21, в зависимости от определенного сигнала (например, сигнала Н-уровня или L-уровня) из каскада 15 сравнения/определения.

Второй сумматор 16 производит сложение выходного сигнала каскада 17 умножения с выборочным коэффициентом с входным видеосигналом Y, выбранным со стороны выхода 1-точечного элемента 36 задержки каскада 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, и подает видеосигнал с подчеркнутым контуром в оконечное устройство 48 вывода.

Ниже описываются функции составляющих, показанных на фиг.3, со ссылкой на фиг.2.

(1) Вертикальную составляющую VE контура и горизонтальную составляющую НЕ контура обнаруживают из цифрового видеосигнала, который вводится а оконечное устройство 20 с помощью каскада 10 обнаружения вертикальной составляющей контура и каскада 12 обнаружения горизонтальной составляющей контура, соответственно, и обнаруженную составляющую VE контура складывают с горизонтальной составляющей НЕ контура с помощью первого сумматора 14 для ввода в умножитель 17 с выборочным коэффициентом.

(2) Каскад 15 сравнения/определения содержит вертикальную составляющую VE контура и горизонтальную составляющую НЕ контура, которые обнаруживают. с помощью процесса, описанного в (1), для того, чтобы определить, является или нет абсолютное значение (|VE-HE|) разности между ними меньше предварительно установленного значения S, и выводит соответствующий определенный сигнал в каскад 17 умножения с выборочным коэффициентом. Например, VE и НЕ обнаруживаются с результатом при |VE-HE|≤S, то сигнал Н-уровня подается в каскад 17 умножения с выборочным коэффициентом, хотя сигнал L-уровня подается 9 тот же самый каскад, когда только одна из VE и НЕ обнаруживается с результатом |VE-HE|>S.
(3) Поэтому, когда обе VE и НЕ обнаруживаются с результатом |VE-HE|>S, селектор 23, который входит в состав каскада 17 умножения с выборочным коэффициентом, подсоединяется к стороне, показанной пунктирной линией, сумма, которая получается с помощью первого сумматора 14, умножается на коэффициент K/2, посредством первого умножителя 19 в каскаде 17 умножения с выборочным коэффициентом, и произведение подается во второй сумматор 16 для дальнейшего сложения со входным видеосигналом Y, а видеосигнал с выделенным контуром подается в оконечное устройство 48 вывода.

Кроме того, когда только один из VE или НЕ обнаруживается с результатом |VE-HE|>S, селектор 23 каскада 17 умножения с выборочным коэффициентом подсоединяется к стороне, показанной пунктирной линией, сумма, которая получается с помощью первого сумматора 14, умножается на коэффициент К посредством второго умножителя 21 каскада 17 умножения с выборочным коэффициентом, который в дальнейшем вводится во второй сумматор 16, где результат умножения складывается со входным видеосигналом Y, который в дальнейшем выводится и поступает в оконечное устройство 48 в качестве видеосигнала с подчеркнутым контуром.

(4) Поэтому при отображении изображения, которое включает в себя изображение объекта на фоновом изображении, существует три случая (а), (b) и (с), как показано на фиг.2.

(a) В точке обнаружения вертикальной составляющей контура (например, элемент изображения, обозначенный на схеме кругом), где должна обнаруживаться только вертикальная составляющая контура, выполняется условие |VE-HE|>S, поэтому подчеркнутый видеосигнал для контура, который будет подаваться в оконечное устройство 48 вывода, становится равным Y+K•VE, которое эквивалентно случаю предшествующего уровня техники (фиг.1).

(b) В точке обнаружения горизонтальной составляющей контура (например, элемент изображения, обозначенный на схеме треугольником), где только горизонтальная составляющая НЕ контура обнаруживается, выполняется условие |VE-HE|>S так, что видеосигнал, подчеркнутый для контура и который будет выводиться в оконечное устройство 48 вывода, становится равным Y+K•HE, который эквивалентен случаю предшествующего уровня техники (фиг.1).

(c) В точке обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура (например, элемент изображения обозначен на схеме черным треугольником), выполняется условие |VE-HE|≤S так, что видеосигнал, подчеркнутый для контура и который будет выводиться в оконечное устройство 48 вывода, становится равным Y+(1/2)К•(VE+HE), и подчеркнутая составляющая контура становится по существу равна половине от (K•(VE+HE)) предшествующего уровня техники (фиг.1).

Обычно, VE по существу равна НЕ, поэтому (1/2) K•(VE+HE) по существу равна K•VE или К•HЕ.

Поэтому подчеркивание по контуру в точке обнаружения вертикальной и горизонтальной составляющих контура (которая обозначается на схеме черным треугольником) становится по существу равным, как и в точке обнаружения вертикальной составляющей контура (обозначенной на схеме кругом) и как в точке обнаружения горизонтальной составляющей контура (обозначенной на схеме треугольником), поэтому можно выполнить очень естественное подчеркивание по контуру.

Согласно вышеупомянутому варианту осуществления описания, приводится случай, где коэффициент К1 каскада умножения с выборочным коэффициентом устанавливается в назначение 1/2 К2 для того, чтобы по существу выровнять подчеркивание контура в точке обнаружения, где обе вертикальная составляющая VE контура и горизонтальная составляющая НЕ контура обнаруживается, и контур подчеркивается в точке обнаружения, где только одна из вертикальной составляющей контура или горизонтальной составляющей контура обнаруживается, но настоящее изобретение не ограничено этим случаем, и его можно использовать в любом случае, где удовлетворяется условие 0<К1<К2, для предотвращения чрезмерного выделения по контуру в точке и где обнаруживаются обе вертикальные составляющие контура и горизонтальные составляющие контура.

Согласно вышеупомянутому варианту осуществления, описание приводится для случая, где для упрощения структуры схемы каскад умножения с выборочным элементом содержит первый умножитель, второй умножитель и селектор, но настоящее изобретение не ограничивается этим случаем, и его можно использовать в любом случае, где каскад умножения с выборочным коэффициентом позволяет выбирать коэффициент К1 или коэффициент К2 из условия 0<К1<К2, в зависимости от сигнала определения, который поступает из каскада сравнения/определения.

Промышленная применимость
Как описано выше, настоящее изобретение относится к схеме подчеркивания контура, которая сконструирована для обнаружения горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура для суммирования обнаруженного горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура, для умножения полученной в результате суммы на коэффициент и сложения полученного в результате произведения с выходным видеосигналом в выходной видеосигнал, с подчеркнутым контуром, которая используется для предохранения от чрезмерного подчеркивания по контуру элемента изображения, когда обе вертикальная составляющая контура, горизонтальная составляющая контура обнаруживаются в таком случае, что изображение объекта должно отображаться на фоновом изображении, которое отображается на устройстве отображения ПИП.

Изобретение относится к схемам видеотракта для диапазона видеочастот, в частности к схемам подчеркивания контура. Техническим результатом является предотвращение чрезмерного подчеркивания по контуру элемента изображения, когда вертикальная и горизонтальная составляющие контура обнаруживаются в таком случае, что изображение объекта должно отображаться на фоновом изображении, которое отображается на устройстве отображения ПИП (плазменно-индикаторная панель). Технический результат достигается тем, что схема сконструирована для обнаружения горизонтальной составляющей НЕ контура и вертикальной составляющей VE контура, для суммирования обнаруженных составляющих, для умножения полученной суммы на выборочный коэффициент и сложения полученного произведения с выходным видеосигналом, в результате чего получают выходной видеосигнал с подчеркнутым контуром. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Схема подчеркивания контура, сконструированная для обнаружения из входного видеосигнала и вывода горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура, для сложения обнаруженной горизонтальной составляющей контура и обнаруженной вертикальной составляющей контура, для умножения полученной в результате суммы на коэффициент и для сложения полученного в результате произведения с входным видеосигналом и вывода видеосигнала с подчеркнутым контуром, содержащая каскад сравнения/определения для определения, является или нет абсолютное значение разности между обнаруженными горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура меньше предварительно установленного значения, и каскад умножения с выборочным коэффициентом К1 или К2 (0<К1<К2) для умножения суммы горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура на упомянутый выборочный коэффициент в зависимости от сигнала определения, поступающего из каскада сравнения/определения. 2. Схема подчеркивания контура по п. 1, в которой каскад умножения с выборочным коэффициентом содержит первый умножитель для умножения суммы горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура на коэффициент К1 и для вывода полученного в результате произведения, второй умножитель для умножения суммы горизонтальной составляющей контура и вертикальной составляющей контура на коэффициент К2 и для вывода полученного произведения и селектор для выборочного вывода выходного сигнала из первого умножителя или выходного сигнала из второго умножителя в зависимости от сигнала определения, поступающего из каскада сравнения/определения. 3. Схема подчеркивания контура по п. 1 или 2, в которой каскад умножения имеет выборочный коэффициент К1, значение которого соответствует 1/2 К2.