Устройство коррекции амплитудных искажений телевизионного сигнала Советский патент 1987 года по МПК H04N5/205 

13

огибающих (АО) 13 и 14. АО 13 и 14 определяют коэффициенты экспоненты, соответствующие изменению уровня белого и черного соответственно, и сглаживают обе огибающие уровней. Для сглаживания изображения по строке и кадру необходимо, чтобы параметры сглаживания, поступающие из АО 13 и 14, были распространены на заданное число строк и кадров. Для этого параметры корректирующих сигналов, выработанные для одной строки, могут быть распространены на

1

Изобретение относится к прикладному телевидению и может быть использовано в устройствах обработки телевизионных (ТВ) изображений в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение точности коррекции.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства коррекции амплитудных искажений ТВ сигнала.

Устройство коррекции амплитудных искажений ТВ сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, цифровые компараторы 2 и 3, двух- входовые регистры 4 и 5, блоки 6 и 7 буферной памяти, блок 8 вычитания, блок 9 деления, цифроаналоговьй преобразователь СЦАП) 10, блок 11 кадровой памяти, блок 12 управления и апп- роксиматоры 13 и 14 огибающих.

Устройство работает следующим образом.

ТВ сигнал с передающей ТВ камеры (не показано) поступает на вход восьмиразрядного АЦП 1. В начале строки один из двухвходовых регистров, например 4, включенный в цепь, обеспечивающую выделение максимального сигнала, сбрасывается в О, а второй двухвходовый регистр 5, включенный в цепь выделения минимального сигнала, устанавливается в 1. С выхода обеих двухвходовых регистров 4 и 5 эти установочные сигналы поступают на вторые входы цифровых компараторов 2 и 3.

482

несколько строк, а параметры корректирующих сигналов для полукадра - на несколько полукадров. Эти режимы требуют такой организации АО 13 и 14, чтобы коэффициенты коррекции для заданного числа строк и полукадров поступали из АО 13 и 14 в блоки 6 и 7. В заданные моменты времени последовательно считывают сглаженные последовательности выборок в направлении строчной и кадровой разверток на блоки 8 и 9 и далее - на выход устройства. 1 ил.

Каждая строка ТВ изображения разбивается на заданное число интервалов. Пусть, например, в каждой строке, содержащей 768 точек, выделе- но 48 интервалов, каждый из которых включает по 16 точек. Тогда каждый цифровой компаратор 2 и 3 из 16 точек интервала, поступающих на его вход, выделяет соответственно максимальную и минимальную точки. Смена информации в каждом из двухвходовых регистров 4 и 5 происходит только в том случае, если вновь поступающая информация на его входе больше или меньще предшествующей. В конце интервала (после 16 точек) информация с- выхода двухвходовых регистров 4 и 5 поступает на вход каждого из блоков 6 и 7.

В блоке 6 буферной памяти накапливается информация о точках максимумов, а в блоке 7 - информация о точках минимумов. Для строки в 768 то- чек будет выделено по 48 точек максимумов и минимумов. При этом корректирующими сигналами являются сиг- налы максимума и минимума для данного интервала. В блоке 8 вычитания из каждой точки ТВ сигнала вычитается

значение аппроксимированного минимума в этой точке. В блоке 9 деления все текущие точки интервала делятся на соответствующий аппроксимированный коэффициент.

Следует оговорить случаи исключения выражений типа 0/1, которые возникают после исключения уровня черного и приведения уровня белого к заданному уровню. В одной из 16 точек интервала уровень черного равен уровню видеосигнала, поступающего н второй вход блока 8 вычитания из блока 11. Поэтому на выходе блока 8 вычитания сигнал равен нулю. Если этот сигнал подать на вход блока 9 деления, то результат деления -нуль Поэтому блок 8 выполнен так, что в младшем его разряде прибавляется единица. Это исключает неопределенность. Учитывая, что вес единицы младшего разряда равен 1/256, операция инкремента не вносит существенных искажений в ТВ сигнал.

Ускорение обработки информации достигается выполнением блока 9 деления в виде блока умножения. Поэтому для ускорения вычислений информация, соответствующая точкам огибающей максимумов, принимается за- адресную информацию. В этом случае блок 6 буферной памяти дополнительн содержит программируемое запоминающее устройство, в котором хранится 256 комбинаций цифровых кодов (для восьмиразрядного АЦП 1). Каждой адресной комбинации сигналов в блоке 6 буферной памяти соответствует заданная величина. После нахождения промежуточных значений огибающих в аппроксиматоре 13 в блоке 9 происходит умножение сигнала, соответствующего каждой точке строки, на заданный коэффициент.

Сигналы управления устройством формируются с помощью блока 12 управления, выполненного в.виде управляющего микропроцессора. Управление организовано таким образом, чтобы в блоке I1 кадровой памяти формировались сигналы Запись - Считывание синхронно с развертками по строке и кадру. В блоке управления (не показан) блока 11 кадрвой памяти формируют сигналы синхронизации для АЦП 1, ЦАП 10, двухвход вых регистров 4 и 5, а также сигна- .лы управления выборкой записи и считывания обеих блоков 6 и 7 буферной памяти.

Аппроксиматоры 13 и 14 огибающих определяют коэффициенты экспоненты, соответствующие изменению уровня белого и черного соответственно, и сглаживают обе огибающие уровней. По записанным в оба блока 6 и 7 48

;о

f5

20

25

144824

точкам максимумов и минимумов сигналов с помощью полиномов Чебышева апп- роксимируются две огибающие сигнала вдоль строки.

Усреднение (сглаживание) максимумов и минимумов аппроксимируемых кривых позволяет исключить влияние случайных помех..

Указанный процесс вычислений осуществляется в течение первого кадра параллельно с записью этой информации в блок 11 кадровой памяти.

Последующий кадр (полукадр) ТВ изоб{)ажения обрабатывается следующим образом.

Блок 11 кадровой памяти и оба блока 6 и 7 буферной памяти работают в режиме Считывание - Модификация - Запись. В этом режиме информация, хранимая в блоке 1 1 кадровой памяти, считывается таким образом, что по адресу, выставленному на адресных шинах этого блока, сразу же заносится информация следующего кадра (полукадра). Считанная информация из блока 11 поступает на первый вход блока 8 вычитания, на второй вход которого поступает информация из аппроксиматора 14, а на выходе формируется сигнал, приведенный к фиксированному нулевому уровню. В блоке 9 деления происходит коррекция информации, связанная с изменением уровня белого.

Известно, что при линейном квантовании аналогового ТВ сигнала естественного происхождения наблюдается перекос в сторону малых уровней. При этом мелкие детали изображения оказываются плохо различимыми. Задача преобразования ТВ сигнала в блоке 9 деления сводится к тому, чтобы улучшить соотношение между мелкими и - крупными деталями в кадре и исключить влияние изменений уровня белого, а также провести изображение, получаемое при разных уровнях естественной освещенности, к одному уровню.

Б аппроксиматоре 13 для каждой точки строки ТВ изображения вырабатывается коэффициент К, соответствующий точке, лежащей на аппроксимируемой огибающей, и поступающий на второй вход блока 9 деления. Сигнал каждой точки ТВ изображения из блока 11 кадровой памяти, проходя блок 8 вычитания, поступает в блок 9 деления, где делится на указанный коэффициент К. В результате деления осуществляет-;

30

35

40

45

50

5 13

ся нормирование сигналов, при котором малые уровни сигналов усиливаются , а большие сохраняют приблизительно свои прежние значения. При этом в ТВ сигнале происходит перераспределение яркостей сигналов и выделение мелких деталей. Нормирование сигналов позволяет получить изображение с одинаковыми диапазонами яркостей при любом уровне естественной освещенности.

Для сглаживания изображения по строке и кадру необходимо, чтобы параметры сглаживания, поступающие из аппроксиматоров 13 и 14 огибающих, были распространены на заданное число строк и кадров. Для этого параметры корректирующих сигналов, выработанные для одной строки, могут быть распространены на несколько строк, например 4, а параметры корректирующих сигналов для полукадра могут быть распространены на несколько полукадров, например 8. Эти режимы требуют такой организации аппроксиматоров 13 и 14 огибающих, чтобы коэффициенты коррекции для заданного числа строк и полукадров поступали из блоков 13 и 14 в блоки 6 и 7 буферной оперативной памяти, откуда в задан- ные моменты времени последовательно - считывают сглаженные последовательности выборок в направлении строчной и кадровой разверток на блоки вычитания 8 и деления 9 и далее - на выход устройства.

Формула изобретения

Устройство коррекции амплитудных искажений телевизионного сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь вход которого является входом телеРедактор И.Касарда

Составитель Г.Росаткевич

Техред М.Ходанич Корректор С. Лыжова

Заказ 2221/56 ТиражбЗЭПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

26

визионного сигнала, блок кадровой памяти, блок вычитания, блок деления и цифроаналоговый преобразователь, вы- ход которого является выходом устройства, а также первый и второй блоки буферной памяти, выход первого из которых подключен через первьм аппрок- симатор огибающей к второму входу блока деления, а выход второго блока

буферной памяти через второй аппрок- симатор огибающей - к второму входу блока вычитания, при этом вход блока- кадровой памяти подключен к выходу блока управления, выход сигналов управления блока кадровой памяти соединен с управляющими входами аналого- цифрового и цифроаналогового преобразователей, первого и второго аппроксиматоров огибающих и первого и

второго блоков буферной памяти, о т - л 1чающееся тем, что, с целью повышения точности коррекции, введены первый и второй цифровые компараторы и первьм и второй двух- входовые регистры, первые вхол которых и первого и второго цифровых компараторов соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, вторые входы первого и второго двух- входовых регистров являются входами сигналов установки О и 1 соответственно, а выходы Первого и второго цифровых компараторов соединены с первыми управляемыми входами соответственно первого и второго двух- входовых регистров, выходы которых подключены к вторьш входам соответственно первого и второго цифровых компараторов и входам соответственно первого и второго блоков буферной памяти, а выход сигналов управления, блока кадровой памяти подключен к . вторым управляющим входам первого и второго двухвходовых регистров.

Изобретение может быть использовано в устройствах обработки телевизионных изображений в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повышение точности коррекции. Устройство содержит АЦП I, цифровые компараторы 2 и 3, двухвходовые регистры 4 и 5, блоки 6 и 7 буферной памяти, блок 8 вычитания, блок 9 деления, ЦАП 10, блок II кадровой памяти, блок 12 управления и аппроксиматоры (Л 4 4 Оо .