Способ воспроизведения телевизионного сигнала с чересстрочным разложением Советский патент 1985 года по МПК H04N5/46 

vcxoSnoeo пол / 2

/ исходного fre/rff . . I Z -5 5

:ss

О

сд Изобретение относится к технике воспроизведения телевизнонпого (ТВ) сигнала при нспользозакии стандартов ТВ веп(ання на основе чересстрочной развертки, при которой. к.а;кдьй кадр ТВ сигнала образуется из дву:х полей с чeтиы ш и нечетными строками кадра Известен способ воспроизведения ТВ сигнала с чересстрочным разложени ем, основанным на том, что перед воспроизведением производится локаль ное преобразование стандарта с целью перехода от чересстрочной развертки к построчной либо к более высокой частоте полей с сохране1гием чересстрочной развертки ij . Однако при воспроизведении подвиж ного ТВ изображения Бозникают искажения, связанные с наложением последовательных фаз двих;ения, которые приводят к излишнему c :aзывaиию подвилсного ТВ изобра: :ения или даже . к раздваиванию двазсущихся объектов. Причина этих иска2;ений состоит Б том, что предьщущее поле, содержащее одну фазу дв1-ш:ения5 воспроизводится одновременно с данным полем, содержащим другую фазу движения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб воспроизведения ТВ сигнала с черёсстрочнь м разло;-::ение, основанный на однократном запоминании каясдого поля ТВ сигнала, п-кратном построчно воспроизведении запомненных полей на экране, где ,3,4,..,5 при этом сканирование экрана по горизонта-гш осуществлгпот со скоростью в п раз, а по вертикали в п/2 раз большей, чем при чересстрочном разложении исходного ТВ сигнала 2 . Однако в известном способе для воспроизведения ТВ сигнала подви кного )-тзображеиия используется адаптивная иртерполяция сигналов строк исхрдн.ого чересстрочного изобра;;;ения для получения сигналов строк нового построчного изображения. Режим .интер поляции изменлется в зависимости от наличия или отсутствия движения в ис ходном изображении. Наличие двихсен1гя индицируется детектором дБ1-гжсния, который вьмитает сигналы двух последовательных кадров и сравнивает разности с установленны - порогом. Такой способ сложен в реализации. . Цель изобретения - упрощение реа лизации способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу воспроизведения ТВ сигнала с чересстрочным-разлоением, основанном на однократном запоминании ка;;эдого поля ТВ сигнала, -кратном построчном воспроизведении запомненных полей на экране, где , 3, 4, -.., при этом сканирование экрана но горизонтали осуществляют со скоростью в п раз, а по вертика- . и в п/2 раз большей, чем при чересстрочном разложении исходного ТВ сигНсша, при Ka;iv ;oM повторном построчном воспроизведении ТВ сигнал калздого однократно запомненного поля последовательно уменьшают по aMnjni- туде, причем уь еньшение амплитуды производят по форм-уле k 1-L,(t:)r(i-1)V., где k - коэффициент ослабления; )- зависимость эффективной яркости от времени; Vc, - период воспроизведения полей . . На фиг. 1 изображены части вертикально-временных сечений ТВ изображения, иллюстрирующие переход от исходного чересстрочного стандарта (например 625 строк/25 полей, к построчным ста1:дартам. В этом сечении стро.ки исходного стандарта обозначены кружка, а строки повторяемьк в процессе преобразования полей точками; период полей исходного чересстрочного стандарта обозначен V); на фиг. 2 - импульсные характеристики, соотБвтствующие двум рассматриваемым. примерам перехода от чересстрочной развертки к построчной; на фиг. 3 - импульсные характеристики преобразования стандарта для двух случаев перехода от чересстрочной развертки к построчной согласно предлагаемому способу; на фиг. 4 - структурная электрическая схема устройства воспроизведентгя ТВ изображения. Способ Б-оспроизведения ТВ сигнала с чересстрочным разложением основан на том, что для устранения мерцаний изображения достаточно возобновлять прошлое поле лишь в-той степени. в какой оно забывается зрителем в результате действия экспоненциальной импульсной характеристики зрения. Для этого импульсные характеристики преобразования развертки изменяются так, чтобы все пиковые значения результирующих характеристик бьши на

одинаковом уровне. Дтя этого соответственно уменьшают а -шлитуды последовательных но времени составляющих импульсной характеристики преобразования развертки.

На схеме перехода от чересстрочной развертки к построчной в вертикально-временном сеченки изобра ;ения (фиг. 1) показано, что в каждом поле воспроизводимого построчного изобра- жения (т.е. на вертикальных линиях) присутствуют строки ПОЛЯ чересстрочного изображен-ия (отмеченные кружками) и строки прссшого ПОЛЯ чересстрочного изобра;;:е:-:;-:я (отмеченные точ,ками) , получае:-1ые повторением строк пре-дыдуцего поля.

Преобразование чересстрочного изображения 625 строк/25 кадров в построчное с удвоенной частотой полных кадров 625 строк/50 кадров (фиг. 1а) и с учетнеренкой частотой полных кадров 625 строк/100 кадров (фиг. 1б) ос |Т 1ествляется с повторением полей, так что происходит со- вмещение во времени пар последовательных полей исходного стандарта. В первом случае, например, совмещаются поля , Зи4ит.д. При наличии в ТВ сигнала движения такое совмещение кожет привести к смазыванию, или раздваиванию ТВ изобршкения. Происходяпие процессы поясняются с помощью импульсных характеристик- преобразования стандарта (фиг. 2а,б), которые представляют собой суммы смещенных во времени дельта-функций и опксызамт процесс повторения полей (точнее, каядой. строки, прзгнадлехаден данноьгу полю) т эебуемсе число раз.

Как известно, и;-тульсная характеристика зрения, т.е. зависимость затухани.ч зрительного впечатления от времени, называемая в специальной литературе зависимостью эффективной яркости от времени, и};еет приблизительно экспонегищальньй характер (фиг. 2в) с постоянной времени порядка десятков миллисекунд.

В результате совместного действия - преобразования стандартов развертки и зрения образуются ш-шульсные.характеристики, показанные сллопнымк линиями на фиг. 2г н л. Зги результирующие характеристЮ;и находятся с помощью операции свертки импульсной характеристики (фиг. 2в)

и импульсной характеристики преобразования стандарта развертки (фиг. 2а или б). Как видно из результирующих импульсных характеристик, они имеют нежелательные выбросы амплитуды, которые приводят к тому, что прошлое поле изображений слишком хорошо запоминается и накладывается на те1отцее поле ТВ изображения.

Согласно предлагаемоьгу способу при преобразовании стандарта развертки поля повторяются с последовательно y ieньnIaющeйcя амплитз дой (фиг. За б), поэтому результирующая импульсная характеристика получается без выбросов и имеет более прямоугольную огибающую (озиг. Зв, г) .. Благодаря этому происходит подавление мерцаний ТВ изобрахч-ення, присущих стандартной чересстрочной развертке и одновременно уменьшаются искажения подвижного ТВ изобра .ения, возникаю1 31е в результате наложения последовательнь х полей при пов.торении исходных. Фактически уменьшение амплитзды повторяемых при считывании полей уменьшает интенсивность (контраст) предыдущего поля по сравнению с данным и тем самым уменьшает помеху при подвижном ТВ изображении.

Требуемая степень уменьшения амплитуды ТВ сигналов повторяемых полей зависит от параметров воспроизводимого ТВ изображения (яркости, контраста, наличия мелких деталей), и от условий его наблюдения (внешней засветки, расстояния наблюдения), но пре;кде всего от зависимости эффективной яркости от времени. Коэффициенты ослабления определяются как дополнения до единицы значений зависимости зффективной яркости от времени (фиг. Зв, г)-. С учетом постоянной времени характеристики затухания (около 50 не) коэффициент ослабления повторяемого поля при преобразовании в построчную развертку с частотой кадров 50 Гц составит 0,4-0,6. Рабочие значения козффициента ослабления уточняются экспериментально при реализации способа.

Устройство для воспроизведения ТВ сигнала с чересстрочным разлакением (фиг. 4) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, два блока 2 и 3 памяти, мультиплексор 4, цифровой перемножитель 5, формирователь б коэффищ1ентов, блоки 7 управления, цифроаналоговый преобразователь (ЦДЛ) 8, воспроизводящий блок 9 н блок 10 разверток. Устройство работает следующим образом. Входной ТВ сигнал преобразуется в цифров:,то форму в АЦП 1. Цифровой сигнал поступает на два блока 2 и 3 памяти, где запоминаются соответственно четные и нечетные поля исходного ТВ изображения. Через мультиплексор 4 (который может отсутствовать, если его функщш выполняются самими блоками памяти) считываемые из блоков 2 и 3 памяти сигналы посту пают на цифровой перемножитель 5, на второй вход которого поступают, сигналы, пропорциональные требуемым коэффициентам затухания. Последние вырабатываются формирователем б коэф фициентов, который может быть реализован в виде постоянного запоминающего устройства, хранящем значения .коэффициентов. Блок 7 управления вырабатьшает все виды импульсных после довательностей, необходимых для обес печения нормальной работы остальных блоков, из последовательности синхроимпульсов входного сигнала. Посл цифрового перемножителя 5 сигнал по ступает на ДАЛ 8 и в аналоговой фор ме на воспроизводящий блок 9, развертка в котором с требуемыми преоб разованным стандартом частотами осу ществляется блоком 10 разверток. Изобретение позволяет (с учетом свойств зрения) устранить мерцания воспроизводимого изображения и в то же время предотвратить возникновени искажений подвижного изображения- без| применения адаптивного режима, требующего для своей реализации детектирования движения путем сравнения видеосигналов последовательных кадров или полей с помощью дополнительных блоков кадровой памяти. Устройства, реализующие предлагаемый способ, оказываются значительно более простыми, чем устройства, реализующие известный способ. В некоторых случаях при построчном -воспроизведении с частотой 50 кадров в секунду они будут даже проще, чем устройства воспроизведения с преобразованием развертки, пригодные только для неподвижных изображений, благодаря уменьшению объема памяти на 1 разряд. Исключенньй детектор движения обычно содержит как минимум память на поле, память на строку, цифровое арифметическое устройство и элемент управления. На современном уровне интегрализации для реализации такого блока потребуется 100-150 микросхем. При этом экономия аппаратурных затрат приведет к существенной Экономии требуемой мощности питания. Благодаря простоте устройств, реализующих предлагае1 й способ воспроизведения, они могут бы.ть использованы в видеомониторах уже при существующем уровне интегрализации i-шкросхем запоминающих устройств, а увеличение степени интегрализации, тенденция к которому не снижается, позволит использовать предлагаемый способ и в телевизионных приемниках.

о V

1И

о у V 5v

Z 2

СПОСОБ БОСПРОИЗВЕДЕКИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА С ЧЕРЕССТРОЧНЫМ РАЗЛОЖЕНИЕМ, основанкьш на- однократном запоьиканик каждого поля телевизионного сигнала, h -кратком построч- ном воспроизведении запомненных полей ка экаане, где Т) 2,3 ,4, . .., при этом сканирование экрана по горизонтали ос тцествляют со скоростью в -п раз, а по вертикали в п/2 раз большей, чем при чересстрочном разложении исходного телевизионного сигнала, отли-чающийся. тем, что, с целью упрощения реализации способа, при каждом повторном построчном воспроизведенрш телевизионный сигнал каждого однократно запомненного поля последовательно уменьшают по амплитуде, причем уменьшение. ампл 1туды производят по формуле . Х,.э(:). P-OVc, где k{ -- коэффициент ослабления; LjCti - зависимость эффективной яркости от времени; с - период воспроизведения полей.

N

ч

о f Ж г г

о

S . о V

Фиг. г

V SL

о г

2 О V. V 2 Фиг. 5 Ж