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

Область техники
Настоящее изобретение относится к схеме подчеркивания контура, предназначенной для выборки контурного компонента из входного видеосигнала (например, цифрового входного видеосигнала), умножения выбранного контурного компонента на коэффициент (один из коэффициентов, включающих 1) для подчеркивания контура и добавления их произведения к входному видеосигналу для вывода видеосигнала с подчеркнутым контуром.

Предпосылки создания изобретения
Оборудование с PDP (плазменной дисплейной панелью), использующее плазменную дисплейную панель и оборудование с LСД (жидкокристаллическим дисплеем), использующее жидкокристаллическую дисплейную панель как тонкое и легкое дисплейное оборудование, стали привлекать всеобщее внимание. Такое дисплейное оборудование обычно относится к типу с непосредственным управлением, использующему цифровой видеосигнал, где схема подчеркивания контура, подобная показанной на фиг.1, используется для получения из входного видеосигнала с подчеркнутым контуром.

Схема подчеркивания контура, показанная на фиг.1, включает блок выделения контура 10, блок регулирования задержки 12 и сумматор 14.

Блок выделения контура 10 включает блоки одноточечной задержки 18, 20 для последовательной задержки на одну точку цифровых сигналов яркости (пример видеосигнала), которые поданы на входной контакт 16; сумматор 22 для сложения сигнала яркости Y, поданного на входной контакт 16 с выходным сигналом от блоков одноточечной задержки 18, 20 для получения суммы, умножитель 24 для умножения суммы на коэффициент 1/4 с целью вывода их произведения; умножитель 26 для умножения выходного сигнала от блока одноточечной задержки 18 на коэффициент 1/2 для вывода их произведения; и вычитатель 28 для вычитания выходного сигнала умножителя 24 из выходного сигнала умножителя 26; где контурный компонент (т. е. , высокочастотный компонент) НЕ в горизонтальном направлении эталонного элемента изображения выбирается, для вывода, из элементов изображения слева и справа (предшествующий и последующий по времени элементы изображения) от эталонного элемента изображения.

Блок регулирования задержки 12 предназначен для синхронизации момента ввода в сумматор 14 сигнала яркости, который подан на входной контакт 16, с моментом ввода в сумматор 14 контурного компонента НЕ, который выбран блоком выделения контура 10, путем задержки вывода сигнала яркости Y, который подан на входной контакт 16, в течение заранее определенного интервала времени.

Сумматор 14 складывает сигнал яркости Y, который подается из блока регулирования задержки 12, с контурным компонентом НЕ, который выбирается блоком выделения контура 10, для вывода суммы (Y+НЕ), как компонента с подчеркнутым контуром, на выходной контакт 30.

Однако схема подчеркивания контура, показанная на фиг.1, имеет описанный ниже недостаток, так как сконструирована таким образом, что контурный компонент НЕ, выбранный блоком выделения контура 10, непосредственно подается на сумматор 14 вне зависимости от того, является ли уровень яркости сигнала яркости Y, поданного на входной контакт 16, низким или высоким.

Недостаток состоит в том, что, если к относительно темному изображению с низким уровнем яркости добавляется контурный компонент, имеющий слишком высокое значение, то создается неестественное изображение, имеющее чересчур подчеркнутый контур. Другим недостатком схемы является то, что контур не может быть достаточно подчеркнут, если к яркому изображению, имеющему высокий уровень яркости, добавляется контурный компонент, имеющий слишком низкое значение.

Задачей настоящего изобретения является решение вышеуказанных проблем и предоставление схемы подчеркивания контура, способной выполнить подчеркивание контура, соответствующее уровню яркости входного видеосигнала.

Подробное описание изобретения
Схема подчеркивания контура, предлагаемая настоящим изобретением, отличается тем, что она содержит блок выделения контура для выборки контурного компонента из входного видеосигнала, блок оценки уровня яркости для распознавания уровня яркости входного видеосигнала, блок управления коэффициентом, служащий не только для выбора коэффициента из множества коэффициентов в соответствии с сигналом оценки от блока оценки уровня яркости, но также для умножения контурного компонента, выбранного при помощи блока выделения контура, на выбранный коэффициент для вывода их произведения, и сумматор для сложения контурного компонента, поданного от блока, управления коэффициентом, с входным видеосигналом для вывода видеосигнала с подчеркнутым контуром.

Коэффициент выбирается из множества коэффициентов, так что в наличии имеется множество коэффициентов для вычисления их произведений с контурным компонентом, соответствующим уровню яркости входного видеосигнала. Таким образом, можно предотвратить превращение изображения в неестественное при помощи управления контурным компонентом, который должен быть добавлен к входному видеосигналу, таким образом, что его значение контурного компонента будет соответствовать уровню яркости входного видеосигнала.

Далее, блок оценки уровня может содержать декодер для распознавания уровня яркости входного видеосигнала из n (n=2 и большим целым числам) уровней яркости, а блок управления коэффициентом может включать n умножителей для умножения контурного компонента, который выбирается при помощи блока выделения контура, на коэффициент, соответствующий каждому из n уровней яркости, для вывода их произведения; n логических элементов И, которые используют в качестве сигнала управления логическим элементом сигнал, интерпретированный декодерами, и присоединены соответственно к выходным сторонам n умножителей; и логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходным сторонам n логических элементов И. Таким способом блок оценки уровня и блок управления коэффициентом могут быть образованы достаточно легко.

Далее, блок оценки уровня может содержать декодер, способный распознавать каждый из 4 уровней яркости входного видеосигнала, а блок управления коэффициентом может включать 4 умножителя для умножения контурного компонента, который выбирается блоком выделения контура, на один из коэффициентов 1/8, 1/4, 1/2 и 1 для вывода их произведения; 4 логических элемента И, присоединенных соответственно к выходным сторонам 4 умножителей для использования в качестве сигнала управления логическим элементом сигнала, интерпретированного соответствующими присоединенными декодерами; и логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходной стороне 4 логических элементов И. Таким способом блок оценки уровня и блок управления коэффициентом могут быть образованы еще более легко.

Далее, структура блока выделения контура может быть упрощена совмещением блока выделения контура с блоком выделения горизонтального контурного компонента, предназначенного для выбора контурного компонента из входного видеосигнала в горизонтальном направлении.

Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена блок-схема, являющаяся примером обычной схемы подчеркивания контура.

На фиг.2 изображена блок-схема, являющаяся вариантом схемы подчеркивания контура согласно настоящему изобретению.

На фиг.3 изображена блок-схема, на которой показаны примеры блока оценки уровня и блока управления коэффициентом, показанных на фиг.2.

Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения
Содержание настоящего изобретения далее будет описано подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи.

На фиг. 2 изображена схема подчеркивания контура по одному из вариантов настоящего изобретения, на которой те же ссылочные номера обозначают элементы, аналогичные показанным на фиг.1.

На фиг.2 номер 10 обозначает блок выделения контура; 12, 13 - блок регулирования задержки; 14 - сумматор; 15 - блок оценки уровня; 17 - блок управления коэффициентом.

Блок выделения контура 10 включает блоки одноточечной задержки 18, 20 для последовательной задержки на 1 точку цифровых сигналов яркости (пример видеосигнала), которые поданы на входной контакт 16; сумматор 22 для сложения сигнала яркости Y, поданного на входной контакт 16, с выходным сигналом от блоков одноточечной задержки 18, 20 с целью получения суммы, умножитель 24 для умножения суммы на коэффициент 1/4 для вывода их произведения; и вычитатель 28 для вычитания выходного сигнала умножителя 24 из выходного сигнала умножителя 26; где контурные компоненты НЕ в горизонтальном направлении выбираются, для вывода из элементов изображения слева и справа от эталонного элемента изображения.

Блок оценки уровня 15 предназначен для распознавания уровня яркости сигнала яркости Y, поданного на упомянутый входной контакт 16 и вывода соответствующего сигнала оценки. Более конкретно, как показано на фиг.3, (блок оценки уровня 15) включает декодер 32 для декодирования уровня яркости сигнала яркости Y с учетом значений старших 3 бит 8-битового сигнала яркости Y. То есть, декодер 32 выводит сигнал (например, сигнал высокого уровня) на соответствующие выходные стороны и в зависимости от того, какому варианту из [000] , [001] , [010~011] и [100~111] соответствуют значения старших 3 бит сигнала яркости Y, поданного на входной контакт 16, в результате этого интерпретируя то, какому из шестнадцатеричных чисел 4 уровней, а именно [00~1F], [20~3F], [40~7F] и [80~FF], соответствует уровень яркости сигнала яркости Y.

Блок управления коэффициентом 17 предназначен для выбора коэффициента в соответствии с сигналом оценки, поданным от блока оценки уровня 15 через блок регулирования задержки 13, а также для умножения контурного компонента, выбранного при помощи блока выделения контура 10, на этот коэффициент с целью вывода их произведения. Более конкретно, как показано на фиг.3, блок управления коэффициентом 17 включает четыре умножителя 36₁, 36₂, 36₃ и 36₄ для выборочного умножения контурного компонента НЕ, который был выбран упомянутым блоком выделения контура 10 и введен через входной контакт 34, на коэффициенты 1/8, 1/4, 1/2 и 1 с целью вывода их произведения; четыре логических элемента И 38₁, 38₂, 38₃ и 38₄, соответственно присоединенных к выходным сторонам четырех умножителей 36₁, 36₂, 36₃ и 36₄ для использования сигнала, декодированного декодером 32, в качестве сигнала управления логическим элементом; и логический элемент ИЛИ 40, присоединенный к выходным сторонам четырех логических элементов И 38₁, 38₂, 38₃ и 38₄; где контурный компонент выводится на сумматор 14 от логического элемента ИЛИ через выходной контакт 42. Далее, на фиг.3 для простоты иллюстрации блок регулирования задержки 13, размещенный между декодером 32 и блоком управления коэффициентом 17, не показан; в результате на схеме выходные контакты показаны таким образом, как если бы сигналы непосредственно вводились в логические элементы И 38₁, 38₂, 38₃ и 38₄.

Блок регулирования задержки 13 задерживает на заранее определенный интервал времени вывод сигнала оценки из блока оценки уровня 15 для того, чтобы соответственно синхронизировать момент вывода в блок управления коэффициентом 17 контурного компонента НЕ, выбранного из входного сигнала яркости блоком выделения контура 10, с моментом ввода в блок управления коэффициентом 17 сигнала оценки из блока оценки уровня 15.

Сумматор 14 складывает сигнал яркости Y, который подан на входной контакт 16 и задержан на заранее определенный интервал времени блоком регулирования задержки 12, с контурным компонентом, поданным из блока управления коэффициентом 17, с целью вывода суммы на выходной контакт 30 в качестве сигнала яркости с подчеркнутым контуром.

Блок регулирования задержки 12 задерживает вывод сигнала яркости Y, который подан на входной контакт 16, в течение заранее определенного интервала времени для того, чтобы соответственно синхронизировать момент ввода в сумматор 14 сигнала яркости, который подан на входной контакт 16, и момент ввода в сумматор 14 контурного компонента, который выведен из блока управления коэффициентом 17.

Далее функции элементов, показанных на фиг.2, будут объяснены также со ссылкой на фиг.3.

(1) Контурный компонент НЕ выбирается из 8-битового сигнала яркости, который подан на входной контакт 16, блоком выделения контура 10, и выбранный контурный компонент НЕ вводится в блок управления коэффициентом 17.

(2) На фиг. 3 декодер 32 и блок управления коэффициентом 17 работают соответственно таким образом, как описано в нижеследующих пунктах (а), (b), (с) и (d) в зависимости от того, какому из четырех уровней, т.е. [00~1F] (шестнадцатеричные числа, - такие же числа приведены далее), [20~3F], [40~ 7F] и [80~FF], соответствует уровень яркости 8-битового сигнала, поданного на входной контакт 16.

(a) Случай, когда уровень яркости сигнала яркости Y находится в диапазоне [00~1F].

Декодер 32 интерпретирует, что уровень яркости находится в диапазоне [00-1F] на основе того, что значения старших 3 бит сигнала яркости Y равны [000] и в результате этого выводит с выходной стороны сигнал высокого уровня. Этот выходной сигнал задерживается на заранее определенный интервал времени при помощи блока регулирования задержки 13 (не показан на фиг.3) и вводится в логический элемент И 38₁ для его электризации (т.е. поддержания в открытом состоянии). В этом состоянии с выходных сторон через декодер 32 выводятся сигналы низкого уровня, так чтобы другие логические элементы И с 38₂ по 38₄ оставались неэлектризованными (т.е. поддерживались в закрытом состоянии).

Когда логический элемент И 38₁ электризован, контурный компонент (НЕ/8), умноженный на коэффициент 1/8 при помощи умножителя 36₁ вводится в сумматор 14 через логический элемент И 38₁, логический элемент ИЛИ 40 и выходной контакт 42.

(b) Случай, когда уровень яркости сигнала яркости Y находится в диапазоне [20~3F]:
Декодер 32 интерпретирует, что уровень яркости находится в диапазоне [20~ 3F] на основе того, что значения старших 3 бит сигнала яркости Y равны [001] и выводит с выходной стороны сигнал высокого уровня. Этот выходной сигнал задерживается на заранее определенный интервал времени при помощи блока регулирования задержки 13 и вводится в логический элемент И 38₂ для его электризации.

Когда логический элемент И 38₂ электризован, контурный компонент (НЕ/4), который умножен на коэффициент 1/4 при помощи умножителя 36₂, вводится в сумматор 14 через логический элемент И 38₂, логический элемент ИЛИ 40 и выходной контакт 42.

(c) Случай, когда уровень яркости сигнала яркости У находится в диапазоне [40~7F]:
Декодер 32 интерпретирует, что уровень яркости находится в диапазоне [40~ 7F] на основе того, что значения старших 3 бит сигнала яркости Y равны [010~011] и выводит с выходной стороны сигнал высокого уровня. Этот выходной сигнал задерживается на заранее определенный интервал времени при помощи блока регулирования задержки 13 и вводится в логический элемент И 38з для его электризации.

Когда логический элемент И 38₃ электризован, контурный компонент (НЕ/2), умноженный на коэффициент 1/2 при помощи умножителя 36₃, вводится в сумматор 14 через логический элемент И 38₃, логический элемент ИЛИ 40 и выходной контакт 42.

(d) Случай, когда уровень яркости сигнала яркости Y находится в диапазоне [80~FF]:
Декодер 32 интерпретирует, что уровень яркости находится в диапазоне [80~ FF] на основе того, что значения старших 3 бит сигнала яркости Y равны [100~111] и выводит с выходной стороны сигнал высокого уровня. Этот выходной сигнал задерживается на заранее определенный интервал времени при помощи блока регулирования задержки 13 и вводится в логический элемент И 38₄ для его электризации.

Когда логический элемент И 38₄ электризован, контурный компонент (НЕ), умноженный на коэффициент 1 при помощи умножителя 36₄, вводится в сумматор 14 через логический элемент И 38₄, логический элемент ИЛИ 40 и выходной контакт 42.

(3) На фиг. 2 сумматор 14 складывает контурный компонент, поданный из блока управления коэффициентом 17, с сигналом яркости Y, который подан на контакт 16 и задержан в течение заранее определенного интервала времени блоком регулирования задержки, с целью вывода суммы на выходной контакт 30 в качестве сигнала яркости с подчеркнутым контуром.

Например, когда уровень, яркости сигнала яркости находится в диапазоне [00~ 1F] , к сигналу яркости Y добавляется контурный компонент (НЕ/8) и в качестве сигнала яркости с подчеркнутым контуром на выходной контакт 30 выводится сумма (Y+НЕ/8). Далее, когда уровень яркости сигнала яркости Y [20~ 3F] , [40~ 7F] или [80~FF], к сигналу яркости Y добавляется контурный компонент (НЕ/4), (НЕ/2) или (НЕ) и в качестве сигнала яркости с подчеркнутым контуром на выходной контакт 30 выводится сумма (Y+НЕ/4), (Y+НЕ/2) или (Y+НЕ). Таким образом, обеспечивается подчеркивание контура, соответствующее уровню яркости сигнала яркости Y.

Описанный выше вариант изобретения относится к случаю, когда блок выделения контура включает блок выделения горизонтального контура для выборки контурного компонента из входного видеосигнала в горизонтальном направлении, но настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом, а также применимо к другим блокам выделения контура, пока они предназначены для выборки контурного компонента из входного видеосигнала. Например, настоящее изобретение применимо к случаю, когда блок выделения контура включает блок выделения вертикального контура, предназначенный для выборки контурного компонента в вертикальном направлении или к случаю, когда блок выделения контура включает блок выделения горизонтально-вертикального контура, предназначенный для выборки контурного компонента как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Вышеописанный вариант изобретения относится к случаю, когда блок оценки уровня включает декодер для интерпретирования соответствия уровня яркости входного видеосигнала одному из четырех уровней, а блок управления коэффициентом включает четыре умножителя для умножения контурного компонента, выбранного при помощи блока выделения контура, на любой из коэффициентов 1/8, 1/4, 1/2 и 1 с целью вывода соответствующих произведений, четыре логических элемента И, соответственно присоединенных к выходным сторонам четырех умножителей для использования сигнала, интерпретированного декодером, в качестве сигнала управления логическим элементом, и логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходным сторонам четырех логических элементов И, но настоящее изобретение не ограничивается данным вариантом. Например, настоящее изобретение также применимо к случаю, когда блок оценки уровня включает декодер для интерпретирования соответствия уровня яркости входного видеосигнала n уровням (n= 2 или большим целым числам), а блок управления коэффициентом включает n умножителей для умножения контурного компонента, выбранного при помощи блока выделения контура, на соответствующий коэффициент с целью вывода их произведения; n логических элементов И, соответственно присоединенных к выходным сторонам n умножителей для использования, в качестве сигнала управления логическим элементом, сигналов, интерпретированных декодером; и логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходным сторонам n логических элементов И.

Вышеописанный вариант относится к случаю, когда блок оценки уровня включает декодер, а блок управления коэффициентом включает умножители, логические элементы И и логический элемент ИЛИ, но настоящее изобретение не ограничивается данным вариантом, и применимо также к случаю, когда блок оценки уровня может представлять собой любую структуру, способную распознавать уровень яркости входного видеосигнала, а блок управления коэффициентом может представлять собой любую структуру, способную выборочно изменять коэффициент в соответствии с сигналом оценки от блока оценки уровня, а также умножать контурный компонент, выбранный при помощи блока выделения контура, на соответствующий коэффициент для вывода их произведения.

Промышленная применимость
Как описано ранее, настоящее изобретение относится к схеме подчеркивания контура, предназначенной для выборки контурного компонента из входного видеосигнала, умножения выбранного контурного компонента на коэффициент подчеркивания контура, сложения их произведения с входным видеосигналом и вывода видеосигнала с подчеркнутым контуром, в результате чего подчеркивание контура может соответствовать уровню яркости входного видеосигнала. Таким образом, настоящее изобретение может быть использовано для предотвращения создания неестественного изображения либо при чрезмерном подчеркивании контура темного изображения, имеющего низкий уровень яркости путем излишнего добавления контурного компонента, либо при недостаточном подчеркивании контура яркого изображения, имеющего высокий уровень яркости путем добавления недостаточного контурного компонента.

Изобретение относится к схемам видеотракта для диапазона видеочастот, в частности к схемам подчеркивания контура. Техническим результатом является предоставление схемы подчеркивания контура, способной выполнить подчеркивание контура, соответствующее уровню яркости входного видеосигнала. Технический результат достигается тем, что схема сконструирована таким образом, что выделяют контурный компонент НЕ из входного сигнала яркости Y, оценивают его уровень, в зависимости от этой оценки выбирают изменяющийся коэффициент и умножают на него выделенный контурный компонент, полученное произведение складывают с входным сигналом яркости Y для вывода сигнала яркости с подчеркнутым контуром. Причем упомянутый коэффициент изменяется множеством вариантов в зависимости от уровня яркости входного сигнала Y, a контурный компонент управляется так, чтобы он имел величину, соответствующую уровню яркости входного сигнала яркости Y. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Схема подчеркивания контура, содержащая блок выделения контура для выборки контурного компонента из входного видеосигнала; блок оценки уровня, содержащий декодер для разделения уровня яркости входного видеосигнала на n уровней, где n - целые числа между 2^m-1~ 2^m, путем распознавания уровня яркости входного видеосигнала на основе m-битовых данных верхних уровней яркости; блок управления коэффициентом для выбора изменяющегося коэффициента из n коэффициентов, т. е. выбора коэффициента с высоким значением для высокого уровня яркости входного видеосигнала и коэффициента с низким значением для низкого уровня яркости, в соответствии с сигналом оценки от блока оценки уровня, для умножения на изменяющийся коэффициент контурного компонента, выбранного при помощи блока выделения контура, для вывода их произведения; и сумматор для сложения контурного компонента, умноженного на изменяющийся коэффициент, поданного от блока управления коэффициентом, с входным видеосигналом для вывода видеосигнала с подчеркнутым контуром. 2. Схема подчеркивания контура по п. 1, в которой блок управления коэффициентом содержит n умножителей для умножения контурного компонента, выбранного с использованием блока выделения контура, на коэффициент, соответствующий одному из упомянутых п уровней яркости, для вывода их произведения; n логических элементов И, соответственно, присоединенных к выходным сторонам n умножителей для использования сигнала, интерпретированного упомянутым декодером, в качестве сигнала управления логическим элементом; и логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходным сторонам n логических элементов. 3. Схема подчеркивания контура по п. 1, в которой блок оценки уровня содержит декодер для распознавания уровня яркости входного видеосигнала на основе m-битовых данных верхних уровней яркости для разделения уровня яркости на n, где n= 2^m-1, уровней яркости, чьи максимальные значения лежат в диапазонах [1/2; 1] , [1/4; 1/2] , [1/8; 1/4] , . . . [(1/2)ⁿ; 0] для интерпретации того, какому из n уровней яркости соответствует уровень яркости входного видеосигнала. 4. Схема подчеркивания контура по п. 1, в которой блок оценки уровня содержит декодер для интерпретации того, какому из четырех уровней яркости соответствует уровень яркости входного видеосигнала, а блок управления коэффициентом включает в себя четыре умножителя для умножения контурных компонентов, выбранных с использованием блока выделения контура, на любой из коэффициентов 1/8, 1/4, 1/2 и 1 для вывода их произведения; четыре логических элемента И, соответственно присоединенных к выходным сторонам четырех умножителей, для использования сигнала, интерпретированного упомянутым декодером, в качестве сигнала управления логическим элементом; логический элемент ИЛИ, присоединенный к выходным сторонам четырех логических элементов И. 5. Схема подчеркивания контура по одному из пп. 1-4, в которой блок выделения контура содержит блок выделения горизонтального контурного компонента для выборки контурного компонента из входного видеосигнала в горизонтальном направлении.