Устройство формирования сигнала для коррекции искажений телевизионного изображения Советский патент 1987 года по МПК H04N5/14 

13

множитель 12, интегратор 13, координатный блок 17, блок 22 задания порога. Вновь введены АЦП 14, регистр 15 памяти, цифровой блок 16 вычитания, компаратор 18, блок 19 памяти адреса, блок 20 регистров памяти, блок 21 стробирования, ЦАП 23, Единица записанная в ячейку памяти блока 19, говорит о необходимости коррекции, а адрес этой ячейки - о координате участка, подлежащего коррекции на телевизионном растре„ После заполнения блока 19 информацией об участках, подлежащих коррекции, включают про

1

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в ве- ща вльном и прикладном телевидении в составе телевизионных систем автоматической коррекции искажений изображений с обратной связью, в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повьшение точности коррекции искажений телевизионного изображения.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства формирования сигнала для коррекции искажений телевизионного изображения на фиГо 2 - структурная электрическая схема блока памяти адреса. .

Устройство формирования сигнала для коррекции искажений телевизионного изображения содержит датчик 1 видеосигнала, тест-таблицу 2, синхронизатор 3, генератор 4 эталонного сигнала, генератор 5 весового сигнала, генератор 6 ортогональных сигналов. Процессор 7, блок 8 памяти, блок 9 весового суммирования, последовательно включенные блок 10 вычитания, формирователь 11 модуля сигнала, перемножитель 12 и интегратор 13, аналого-цифровой преобразователь 14, регистр 15 памяти, цифровой блок 16 вычитания, координатный блок 17, компаратор 18, блок 19 памяти адреса, блок 20 регистров памяти, блок 21 стробирования, блок 22 задания порога, цифроаналоговый преобразователь 23, причем сигнальньй выход датчика

7687

цессор 7 на выполнение программы Коррекция П. На шине данных производится по первому адресу в один из блоков 19 запись кода первого пробного воздействия. Аналогично происходит оценка по интегральному крите- рюо качества, выполняется программа минимизации. Затем процессор 7 определяет оптймальньш код второго параметра регулирования и т.д. для всех параметров. Далее адрес увеличивается на единицу и осуществляется поиск оптимальных кодов управления для др. участка коррекции. 2 ил

5

5

0

5

0

видеосигнала соединен с первым входом блока 10 вычитания, синкровыход датчика Т соединен с синхровходами генератора 5, генератора 4, синхронизатора 3, генератора 6 и счетным входом координатного блока 17, первый, второй и третий выходы синхронизатора 3 соединены соответственно с синхровходом процессора 7, у прав- ляющимй входами генератора 5 и генератора 6 и установочным входом интегратора 13, выход которого соединен с входом данных процессора 7 и входом аналого-цифрового преобразователя 14, выход которого соединен с входом регистра 15 и первым входом цифрового блока 16 вычитания, второй вход которого соединен с выходом регистра 15, а выход - с первым входом компаратора 18, второй вход которого соединен, с выходом блока 22, а выход- с первым входом блока 19 памяти, син- хровыход координатного/блока 17 соединен с синхровходами аналого-цифрового преобразователя 14 и регистра 15, а адресньй выход - с вторым входом блока 19 памяти, первый выход блока 19 памяти соединен с первым входом блока 20 регистров, а второй выход - с .управляющим входом блока 21 Стробирования, выход блока 20 регистров соединен с первым входом блока 21 стробирования, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя 23, выход которого соединен с корректирующим входом датчика 1, выход генератора 4 соединен с. первым входом блока 10 вычитания,а выход генератора 5 - с вторым входом перемнбжителя 12, первый и второй выходы процессора 7 соединены с соответствующими первым и вторым входами блока 8 памяти и вторым и третьим входами блока 20 регистров, выход блока 8 па1 1яти соединен с первым входом

блока 9 весового суммирования, второйfО черно-белые участки в вертикальном

вход которого соединен с выходом генератора 6, а выход - с управляющим входом датчика 1. Выход датчика 1 соединен с вторым входом блока 10 вычитания 10, выход которого череэ фор-15 форми руется искаженный сигнал. Для

мирователь 11 - с вторым входом перемножителя 12, выход которого соединен с входом интегратора 13. Кроме того, блок 19 памяти адреса содержит

блок 24 памяти, счетчик 25 импульсов,20 т.п.) датчика 1 подаются сигналы для

регистр 26, дешифратор 27 конца стро- :ки, дешифратор 28 конца поля, цифровой коммутатор 29, блок 30 выделения поля, элемент И 31, элемент ИЛИ 32, ключи 33 и 34, общую шину 35 и шину 36 источника питания, причем вход цифрового коммутатора 29 является лервым входом блока 19 памяти, вто- 1рой вход цифрового коммутатора 29 соединен с общей шиной 35, управляющий вход - с первым входом элемента ИЛИ 32 и выходом блока 30, первый вход которого через ключ 34 соединен общей шиной 35, а второй вход соединен с выходом дешифратора 28 и первым входом регистра 26, второй вход которого соединен с первым выходом дешифратора 27, второй выход которого соединен с первым входом счетчика 25, установочные входы которого соединены с выходами регистра 26, а выходы соединены с установочными входами регистра 26 и являются первым выходом блока 19. Дополнительньй выход счетчика 25 соединен с пер-45 шине данных в виде двоичных кодов на

вым входом блока 24 памяти и является вторым выходом блока 19, второй вход блока 24 памяти соединен с выходом элемента И 31, первый вход которого соединен с выходом эле- мента ИЛИ 32, второй вход которого через ключ 33 соединен с шиной 36. Входы дешифраторов 27, 28, блока 24 памяти и второй вход элемента И 31 являются вторым входом блока 19 памяти,управляющий вход блока 24 памяти соединен с цифровым коммутатором 29.

Устройство формирования сигнала для коррекции искажений телевизионного изображения работает следующим образом

Датчик 1 развертывает с тест-таб- |лицы 2 оптическое эталонное изображение. Тест-таблица 2 предсталяет собой черно-белый оптический тест, в котором расположены чередующиеся

и горизонтальном направлении, причем длительность этих участков дискретно меняется по случайному закону. На сигнальном выходе датчика 1

коррекции искажений на управляющем входе (фокусирующе-отклоняющей системе, видеоусилителю, у-корректору, электродам электронно-лучевой трубки

5

0

коррекции искажений с выходов блока 9 весового суммирования. Каждый отдельный сигнал для коррекции искажений предсталяет собой взвешенную сумму ортогональных сигналов, определенных на поле растра и синхронных с телевизионной разверткой. Поэтому для формирования корректирующих сигналов на второй вход блока 9 весового суммирования поступает набор ортогональных сигналов с выхода генератора 6, а на первый вход блока 9 весового суммирования подается по шине данных с выхода блока 8 памяти сиг- 5 налы управления весовыми коэффициентами ортогональных сигналов в виде двоичньпс кодов. Перед началом формирования сигналов для коррекции искажений телевизионного изображения на втором выходе процессора 7 устанавливаются начальные значения сигналов для каждого из формируемых корректи- сигналов. Эти начальные значения сигналов управления подаются по

0

информационные входы блока 8 памяти и записываются в его соответствующие регистры по адресу, приходящему по шине адреса в виде двоичного кода с первого выхода процессора 7 на вход записи блока 8 памяти. Вследствие этого на выходе блока 9 весового суммирования формируются сигналы для коррекции искажений телевизионного изображения в виде первоначально взвешенных сумм ортогональных сигналов. Эти сигналы воздействуют на цепи управления датчика 1, на сигнальном выходе которого формируется первоначально корректированный сигнал от оптического эталонного изображения. Далее видеосигнал подается на второй вход блока 10 вычитания, а на первый вход - сигнал с выхода генератора 4. На выходе.блока 10 вычитания формируется разностный сигнал, который подается на вход формирователя 11. На выходе последнего получается сигнал ошибки, представляющий собой модуль разности текущих значений первоначально корректированного видеосигнала и электрического эталонного сигнала. Сигнал ошибки характе- |)Изует распределение по полю растра всех видов телевизионных искажений в первоначально корректированном видеосигнале, а следовательно, и точност формирования первоначально сформированного сигнала для коррекции искажений i Сигнал ошибки с выхода формирователя 11 подается на первьш вход перемножителя 12, на другой вход которого поступает весовой сигнал с выхода генератора 5, Форма весового сиг-нала подбирается такой, чтобы обеспечить требуемую точность коррекции -по полю растра. На вькоде перемножителя 12 формируется взвешенньш по полю растра сигнал ошибки, который подается на первый вход интегратора 13, на установочньй вход которого подается импульс сброса, формируемый на третьем выходе синхронизатора 3 через одно поле телевизионной развертки в конце кадрового гасящего импульса. Интегратор 13 формирует в конце прямого хода кадровой развертки интегральную оценку, которая однозначно определяет качество коррекции искажений видеосигнала и последовательно точность формирования сигнала для коррекции. Интегральная оценка поступает на вход данных процессора 7, где преобразуется в двоичный код, являющийся отсчетом оценки, которая записывается в соответствующую ячейку памяти его запоминающего устройства в момент прихода на синхровход импульса, поступающего с первого выхода синхронизатора 3. После этого процессор 7 изменяет по заданной программе на своем втором выходе значения сигналов управления весовыми коэффициентами ортогональньтх сигналов относительно их предшествующих значений. Эти изменения прикладываются к первому входу блока 9 весового суммирования, на выходе которого

Ю

17687- .6

формируются измененные сигналы для коррекции искажения телевизионного изображения, Которые подаются на управляющий вход датчика 1. В результате на вход данных процессора 7 с выхода интегратора 13 поступает новая интегральная оценка качества коррекции Подобный цикл повторяется несколько раз и по набору числовых оценок интегральной оценки качества, используя один из алгоритмов численной минимизации, вычисляется опти- . мальное значение сигнала управления весовыми коэффициентами ортогональных сигналов и результат вычисления записывается в ячейки блока 8 памяти, а на выходе блока 9 весового суммирования окончательно формируется сигнал коррекции. Подобным образом формируются и прочие сигналы коррекции, которые, воздействуя на соответствующие цепи управления датчиком 1, корректируют искажения телевизионного изображенияо На счетньш вход координатного блока 17 поступают им15

20

25

kf

cтp

где

0

пульсы частотой следования fcT-p - строчная частота; k - число зон коррекции, укладываемое вдоль строки, и импульсы с частотой ff-m с хода датчика 1 ..kf

стр - синхроны - Импульсы с частотой

стр поступают на счетньш вход одного счетчика, а импульсы с частотой f (;.р - на счетный вход другого счетчика. Один счетчик, имеющий ког-ффйци5 ент деления k, делит строку на k участ ков, другой - делит кадровое направление на h участков. Таким образом, по полю растра организуется k h участков, каждому из которых

0 ставится в соответствие одно состояние из всех возможных, которые могут принять два счетчика. Для синхронизации аналого-цифрового преобразователя 14 и-регистра 15 памяти на синхро5 выходе координатного блока 17 получают продифференцированные импульсы частотой kfcrp Аналого-цифровой пре- образ ователь 14 по синхроимпульсам, поступающим на синхровход, вьфабаты0 вает цифровой эквивалент аналогового сигнала, поступающего на его вход. Цифровой сигнал с его выхода поступает на D-входы регистра 15 и второй .вход цифрового блока 16 вычитания.

5 Запись в регистр 15 происходит с той же частотой, что -и синхронизация аналого-цифрового преобразователя 1 сЕсли на выходе аналого-цифрового преобразователя 14 появляется цифровой си-гнал

1-го преобразования, то в регистре 15 оказывается записанным цифровой сигнал (i-1)-ro преобразования. Поэтому на втором входе цифрового блока 16 вычитания появляется цифровой сигнал i-ro преобразования, а на первом входе - (i-l)-ro. Положения переключателей в блоке 22 задания порога определяет пороговьш код, который сравнивается с разностным кодом i-ro и (i-1)-ro цикла преобразования. Если разностный код, поступающий на первый вход компаратора 18, оказывается больше порогового кода, поступающего на второй вход компаратора 18. То на выходе последнего появляется высокий логический потенциал, если меньше - низкий. Блок 19 памяти (фиг. 2) имеет несколько режимов работы. В первом режиме он подготавливается к работе, для чего замыкается ключ 33, в результате чего на один из входов элемента ИЛИ 32 подается

20 этой ячейки - о координате участка, подлежащего коррекции на телевизионном растре. Через поле весь растр оказьшается просмотренньм, и нужные ячейки памяти заполнены единицами.

высокий логический потенциал, которьш поступает на вход элемента И 31, на 25 Начинается третий режим работы - счи- второй вход которого поступают импуль- тывание информации, записанной в пасы с частотой Эти импульсы про- мять блока 19 в реальном масштабе ходят через элемент И 31 и поступают времени синхронно с телевизонной раз- на вход Запись-считывание блока 24 верткойо Каждому участку растра, под- памяти, инициируя режим записи в этот 30 лежащему коррекции, необходимо выде- блок. На информационный вход блока лить участок памяти в блоке 20 реги- .24 памяти с выхода цифрового коммута- стров, в котором находится код кор- |Тора 29 поступает низкий логический рекциио Кроме того, этот код должен уровень, а на адресный вход - меняю- появляться синхронно с разверткой щийся синхронно с телевизионной раз- 5 изображения в требуемом месте. Для верткой код, формируемый счетчиком 25 адресации участков памяти в блоке 20 блока 19 памяти. В результате з а один кадр в ячейке блока 24 памяти (а их столько же, сколько зон разбиения в координатном блоке 17) записываются нулиа После размыкания ключа 33 процесс записи прекращается, так как снимаются импульсы записи элементом И 31. Второй режим работы осуществляется замыканием ключа 34, при этом инициируется блок 30, который формирует импульс длительностью в телевизионное поле„ Этот импульс переключает цифровой коммутатор 29, соединяя информационный вход блока 24 памяти с выходом компаратора 18. Тот же потенциал по второму входу элемента ИЛИ 32 подключает импульсы записи к входу Запись-считывание блока 24

регистров используется счетчик 25, который считает число единиц, запи- .санных в блоке 19 памяти. Но одна

40 строка блока 19 памяти при развертке изображения считывается столько раз, сколько строк изображения формируют участок коррекции по кадру. Чтобы исключить лишний счет при пов45 торах, использован регистр 26, который в пределех одной строки блока 19 памяти навязьшает счетчику 25 начальную фазу в начале каждой строки телевизионного растра. Для этого в конце

50 последней телевизионной строки, формирующей границу участка коррекции по кадру, дешифратором 27 формируется импульс расположенный в строчном гасящем импульсе, который переписывапамяти. Теперь в ячейки блока 24 па- 55 состояние счетчика 25 в регистр

мяти могут записываться как логические нули, так и единицы в зависимости от вьпходного сигнала компаратора 18. Поскольку аналого-цифровой преобразователь 14 вместе с регистром 15 и цифровым блоком 16 вычитания осуществляет вычисление первой разности интегрального критерия качест5 ва на элементарном участке растра, задаваемым координатным .блоком 17, и величина этой разности пропорциональна искажениям на этом участке, то- уровень логической единицы на выходе

O компаратора 18 говорит о превышении заданных искажений видеосигнала на участке растра, который индицирует-.,, ся счетчиками координатного блока 17. Поэтому уровнем логической единицы в

5 ячейках блока 19 памяти записьшаются те участки, коррекция которых необходима. Таким образом, единица, записанная в ячейку памяти, говорит о необходимости коррекции, а адрес

0 этой ячейки - о координате участка, подлежащего коррекции на телевизионном растре. Через поле весь растр оказьшается просмотренньм, и нужные ячейки памяти заполнены единицами.

5 Начинается третий режим работы - счи- тывание информации, записанной в память блока 19 в реальном масштабе времени синхронно с телевизонной раз- верткойо Каждому участку растра, под- 0 лежащему коррекции, необходимо выде- лить участок памяти в блоке 20 реги- стров, в котором находится код кор- рекциио Кроме того, этот код должен появляться синхронно с разверткой 5 изображения в требуемом месте. Для адресации участков памяти в блоке 20

25 Начинается третий режим работы - счи- тывание информации, записанной в память блока 19 в реальном масштабе времени синхронно с телевизонной раз- верткойо Каждому участку растра, под- 30 лежащему коррекции, необходимо выде- лить участок памяти в блоке 20 реги- стров, в котором находится код кор- рекциио Кроме того, этот код должен появляться синхронно с разверткой 5 изображения в требуемом месте. Для адресации участков памяти в блоке 20

регистров используется счетчик 25, который считает число единиц, запи- .санных в блоке 19 памяти. Но одна

40 строка блока 19 памяти при развертке изображения считывается столько раз, сколько строк изображения формируют участок коррекции по кадру. Чтобы исключить лишний счет при пов5 торах, использован регистр 26, который в пределех одной строки блока 19 памяти навязьшает счетчику 25 начальную фазу в начале каждой строки телевизионного растра. Для этого в конце

0 последней телевизионной строки, формирующей границу участка коррекции по кадру, дешифратором 27 формируется импульс расположенный в строчном гасящем импульсе, который переписыва26. Дешифратор 27 конца строки формирует и второй импульс, несколько задержанный относительно первого, но расположенный в каждом гасящем строч9.

ном импульсе, который переписывает состояние регистра 26 в счетчик 25. В конце телевизионного поля дешифратором 28 вырабатывается импульс, осуществляющим сброс регистра 26. Блок 20 регистров через цифровой коммутатор 29 воспринимает состояние счетчика 25, расположенного в блоке 19 памяти, как адрес ячейки памяти, которая и считывается. Причем считывание происходит параллельно с нескольких блоков памяти объединенных по адресным входам. Блок 24 памяти образует восемь ячеек памяти, позволяющих производить считывание побайтно о Число блоков определяется количеством параметров телевизионного сигнала, которые надо корректировать. В каждой ячейке может быть записан один байт информации.. Распараллеленный цифровой поток поступает на первый вход блока 21 стробирования, на управляющий вход которого подается логический сигнал, определяющий необходимость коррекции в данный момент времени. В цифроаналоговом преобразователе 23 цифровые сигналы управления преобразуются в аналоговые, н с выхода цифроаналогового преобразователя 23 поступают на корректирующий вход датчика 1, воздействуя каждый на свой параметр. Набор корректирующих сигналов прои сходит следующим образом.

После заполнения блока 19 памяти Информацией о участках, подлежащих коррекции, включают процессор 7 на выполнение программы Коррекция П. По этой программе в первом -кадровом гасящем импульсе процессор 7 отключает блок 19 памяти от адресной системы блока 20 регистров и задает адрес первой ячейке памяти После этого на шине данных производится по первому адресу в один из блоков 19 памяти за /пись кода первого пробного воздействия. Аналогично описанному происходи его оценка по интегральному критерию

- т

1768710

качества, выполняется программа минимизации, затем процессор 7 определяет оптимальный код второго параметра ре- . гулирования и т.д. для всех парамет5 ров. Далее адрес увеличивается на единицу и осуществляется поиск оптимальных кодов управления для другого участка коррекции и т.д., пока не будет найден сигнал коррекции для всех

Ш участков, записанных в блоке 19 памяти.

Формула изобретения

15 Устройство формирования сигнала для коррекции искажений телевизионного изображения по авт.св. № 1109945, отличающееся тем, что, с целью повьпдения точности коррекции

20 искажений, в него введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, регистр памяти, цифровой блок вычитания, компаратор, блок памяти адреса, блок регистров

25 памяти, блок стробирования и цифро- аналоговый преобразователь, выход которого соединен с корректирующим входом датчика видеосигналов, координатный блок, счетный вход которого

30 соединен с синхровьпсодом датчика видеосигнала, а адресный выход - с вторым входом блока памяти адреса, и блок задания порога, выход которого соединен с вторым входом компарато35 ра, синхровыход координатного блока соединен с синхровходами аналого-цифрового преобразователя и регистра памяти, выход интегратора соединен с входом аналого-цифрового преобразова40 теля, выход которого соединен с вторым входом цифрового блока вычитания, ицформационный и управляющий выходы процессора соединены соответственно с информационным и управляющим входа45 ми блока регистров памяти, а второй выход блока памяти адреса соединен с управляющим входом блока стробирования .

ffmo/ au /xff /ff

/7е/уоми Вб/xff/

fff

Редактор Е„ Копча

Составитель Н, Чистяков

Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

Заказ 2437/56 Тираж 638 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

м. ,--.- - «.-;- -..-. 1- .--.-.-.. - ---i-- ---- - - - --Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

, ff My/7e /e A/

Т 3B :Ь-0-A

fff

fpcie.2

Изобретение м.б. использовано в вещательном и прикладном телевидении в составе.телевизионных систем авто- матич. коррекции искажений изображений с обратной связью, в реальном масштабе времени. Цель изобретения - повьшгение точности коррекции искажений изображения. Устр-во содержит датчик 1 видеосигнала, тест-таблицу 2, синхронизатор 3, г-р 4 эталонного сигнала, г-р 5 весового сигнала,г-р 6 ортогональных сигналов, процессор 7, блок 8 памяти, блок 9 весового суммирования, блок Ю вычитания, формирователь 11 модуля сигнала, пере(Л 00 д О5 оо 14)