Устройство исправления импульсных помех в видеосигнале Советский патент 1983 года по МПК H04N5/21 

Изобретение относится к технике телевидения и, может использоваться для снижения уровня импульсных помех в видеосигнале после передачи по радиоканалам, использующим нелинейные виды модуляции, а также для цифровых систем передачи и хранения изображений. Известно устройство исправления импульсных помех в видеосигнале, со (Держащее последовательно соединенные компаратор и коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, а также источник постоянного напряжения, выход которого подключен к второму входу компаратора Cl Однако данное устройство исправл ет только сбои,вызванные импульсны сигналом помехи, значительно превышающим уровень опорного напряжения. При этом в видеосигнале остается бо шое число неисправленных импульсных помех. Наиболее близким к предлагаемому является устройство исправления импульсных помех в видеосигнале, содержащее последовательно соединенны фотоэлектронный преобразователь, ли нию задержки с отводами, блок линей ной экстраполяции, вычитатель, инвертор и первый компаратор, второй вход которого соединен с первым источником постоянного напряжения, а также первый и второй коммутаторы, причем выход блокс линейной экстраполяцйи подключен к сигнальному вхо ду первого коммутатора, выход которого объединен с выходом второго ко мутатора и подключен к -входу электронно-оптического преобразователя, второй вход вычитателя объединен с сигнальным входом второго коммутато ра и соединен с выходом фотоэлектронного преобразователя, а отводы линии задержки подключены к соответ ствующим входам блока линейной экстраполяции 2., Однако известное устройство такж не обеспечивает достаточного снижения уровня импульсных помех и вносит искажения д видеосигнал. Цель изобретения - уменьшение им пульсных помех в видеосигнале. Поставленная цель достигается тем, что в устройство исправления импульсных помех в видеосигнале со держащее последовательно соединенные фотоэлектронный преобразователь, линию задержки с отводами, блок линейной экстраполяции, вычитатель , инвертор и первый компаратор, второй вход которого соединен с первым источником постоянного на пряжения, а также первый и второй коммутаторы, щдачем выход блока линейной экстраполяции подключен к сигнальному входу первого коммутатора, выход которого объединен с выходом второго коммутатора и подключен к входу электронно-оптического преобраЗовател:я, второй вход вычитателя объединен с сигнальным входом второго коммутатора и соединен с выходом фотоэлектронного преобразователя, а отводы линии задержки подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, введены последовательно включенные между выходом инвертора и входом электронно-оптического преобразователя второй компаратор, логический блок и третий коммутатор, второй И.СТОЧНИК постоянного напряжения, выход которого подключен к второму входу второго компаратора, и усреднитель, первый вход которого соединен с выходом блока линейной экстраполяции, второй - с выходом фотоэлектронного преобразователя, а выход подключен к сигнальному входу третьего коммутатора, при этом управляющие; входы первого и второго. KOviMyi:а-юров соедииены соответственно с и третьим выходами логического блока, ;второй вход которого соединен с выходом первого компаратора. На чертеже приведена/структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство исправления импульсных помех в видеосигнале содержит фото- электронный преобразователь 1, линию 2 задержки с отводами, усреднитель 3, электронно-оптический преобразователь 4, блок 5 синхронизации, блок б линейной экстраполяции, вычитатель 7, первый и второй компараторы 8 и 9 , первый и второй источники 10 и 11 постоянного напряжения, логический 0ЛОК 12, первый, второй и третий коммутаторы 13, 14 и 15, а также инвертор 16, П1;я1чем линия 2 задержки состоит из четырех элементов 2-1... 2-4. Устройство работает следующим образом. Видеосигнал S (te) с выхода фотоэлектронного преобразователя 1 подается на вход линии 2 задержки, вход вычитателя 7, вход второго коммутатора 14 и вход усреднителя 3. Элемент 2-1 осуществляет здцержку видеосигнала иа время Т, равное длительности одной строки, элемент 2-2 - иа время Т I, i немного превосходящее длительность импульсов помехи. Соответственно элементы 2-3 и 2-4 задерживают сигигш на время и . Блок б осуществляет взваценное суммирование сигналов с отводов линии 2 задержки, формируя экстраполирован,ное видеосигнала to ) в момент времени t. Вычитатель 7 образует разностный сигнал ((to)-5j(4b который через инвертор 16 подается на первые входы первого и второго компараторов 8 и 9, на вторые входы которых подеиотся соответственно постоянные напряжения сГ и d от исто НИКОВ 10 и 11. Компараторы 8 и 9 сигналов формируют на выходе логиче ский сигнал Нуль ,если входной сигна меньше заданного порога f, и логичё ский сигнал Единица , если вход ной сигнал превышает порог (f, Таки образом, двухразрядный цифровой код формируемый на выходах компараторов 8 и 9 сигналов, по существу несет информацию о том, в каком из трех интервалов, определяемых порогами сГ и d,лежит модуль значения разности сигнала }(io)lf снимаемого с выхода инвертора 16. Указанный код подается на вход логического бл ка 12, на выходе которого формирует ся трехразрядный код, используемый для управления состоянием коммутато ров 13, 14 и 15 (коммутаторы 13, 14 и 15 разомкнуты при значении управляющего сигнала О и замкнуты пр значении управлякнцего сигнала В таблице даны значения входных и выходных сигналов логического бло ка 12. ... Как видно из таблицы, в зависямости от величины сигнала |u(to)| (точнее от того, в каком из трех ин тервалов, определяемых порогами cf с , находится значение сигнала) вы ходной сигнал блока 12 коммутирует один из соответствующих коммутаторов и на вход электронно-оптического преобразователя 4 поступает неис каженный входной сигнал (в случае замыкания второго коммутатора 14), экртраполированное значение сигнала (если замкнут первый коммутатор 13) либо сумма взвешенных значений текущего и экстраполированног сигналов, формируемая на выходе усреднителя 3 (если замкнут третий коммутатор 151 Электронно-оптический преобразователь 4 формирует изображение, свободное от импульсных помех. Синх ронизация разверток преобразователей 1 и 4 осуществляется блоком 5 синхронизации. Пороги Г и еГ определяют три об ласти различных режимов формирования выходного сигнала, выбираемые исходя из анализа сигнала разности |u(to) Первая область соответствует малым значениям ( и(оИ. В этой области Зс1мкнутым оказывается второй коммутатор 14 и на вход преобразователя 4 поступает практически неискаженный входной сигнал ( S (tp) 5 (tg) . Вторая область соответствует большим значениям |A(tQ)|, т.е. случаю, когда фактически принято однозначное решение о нешичии в сигнале выброса импульсной помехи и необходимости замены его текущего значения 5(tp) экстраполированным значением ) В этом сЛучае, очевидно, § К) - 5,(tQ). И наконец Третья (переходная) область, соответствующая значениям модуля разности сигнала |д(-(д)|находя1цимся на интервсше «(t )|,В перехрдной области формирование оценки 5(t) производится путем взвеимвания в усреднителе 3 сигналов 5(io) и S,Uo) по формуле 5(tp)(55(tj,)0.fr5, (to). Конкретные значения порогов fl и 2 / обеспечивающих наилучшее качество обработки для каждого кон сретого изображения и помехи (либо класа изображений и помех), могут быть одобраны на основе экспериментальных исследований либо при наличии аналитических моделей статистических арактеристик изображений и помех пределены теоретически на основе асчета. Как показывают результаты кспериментальных исследований, прилиженные значения порогов сЛ, и Л , озволякицие улучшить качество переачи контрастных перепадов изобраения, могут быть найдены по следуюим простым формулгш. .;. , где e f/2Fg - верхняя частота спектра пространственных частот изображения; «А - значение порога, используемое для обнаружения импульсных сбоев в известном устройстве; - модуль максимального значения производной функции яркости изображения /и.г|тогк 5(Л(. Таким образом, наличие переходной области формирования выходного сигнала в предлагаемом устройстве фактически позволяет заметно .улучшить качество субъективного восприятия изображения и уменьшить среднеквадратическую ошибку, вызванную импульсными помехами, что выгодио отличает предлагаемое изобретение от известного.

О 1 1

О О 1

о

1 О

1.

о

о

УСТРОЙСТВО ИСПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ В ВИДЕОСИГНАЛЕ, содержгиоее последовательно соединенные фотоэлектронНЕЙ преобразователь линию задержки с отводами, блок линейной экстраполяции, вычитатель, инвертор и первый компаратор, второй вход которого соединен с первым источником постоянного напряжения, а также первый и второй коммутаторы причем выход блока линейной экстраполяции подключен к сигнальному вхо ду первого коммутатора, выход которого объединен с выходом второго коммутатора и подключен к входу электронно-оптического преобразователя, второй вход вычитателя объединен с сигнальным входом второго коммутатора и соединен с выходом фотоэлектронного преобразователя, а отводы линии Задержки подключены к соответствующим входам блока линей ной экстраполяции, отличающ е е с я. тем, что, с целью уменьшения импульсных помех.,, в него введены последовательновкш)чеиные между выходом инвертора и входом электронно-оптического преобразователя второй компаратор, логический блок и третий коммутатор, второй источник постоянного напряжения, выход которого подключен к второму входу второго компаратораV и усреднитель, первый вход которого соединен с.выходом блока линейной экстраполяции, второй - с выходом фотоэлектронного преобразователя, а подклзочен к сигнальному входу третьего коммутатора, при этом управ тяюцие входы первого и второго коммутаторов соединены соответственно с вторым и третьим выходами логического блока, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора..