Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала Советский патент 1988 года по МПК H04N5/14 

I Изобретение относится к технике Iтелевидения и может быть использова- но для интерполяции цифрового телевизионного сигнала.

Цель изобретения - повышение точ- ности интерполяции.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема устройства интерполяции цифрового телевизионно- ;го сигнала; на фиг.2 - взаимное рас- |положение отсчетов участка изобра- |жения.

; Устройст:ЧО интерполяции цифрового телевизионного сигнала (фиг. 1) со- |держит многоотводную линию 1 задерж- ки, первый, второй и третий сумматоры 2-4, первьпн 5 и второй 6 блоки вычитания, первый 7 и второй 8 блоки равнения, коммутатор 9, первый 10 и ВТОРОЙ 11 элементы НЕ, с первого по Четвертый элементы И 12-15, элемент totti 16, формирователь 17 сигнала изо ,Сражения, регистр 18 записи числа, формирователь. 19 сигнала управления, .а также первый 20 и второй 21 делители частоты импульсов. Устройство интерполяции цифрового ire лев из ионного сигнала работает сле- Йующим образом.

J На вход линии 1 задержки подаются Ьтсчеты сигнала изображения, пред- ;Ьтавленные в виде параллельного дво- |ичного кода,, Текущий отсчет А изобра кения вместе с отсчетами В, С и D (фиг.2), задержанными относительно Входного сигнала соответственно на N - 1 , Ng- 2Vj. - 1 отсчетов (фиг.2а образуют локальный участок изображения. Собственно интерполяции пропущенного при дискретизации отсчета X Предшествует операция обнаружения структуры выделенного участка изображения. Анализ состояний локального Участка вьтолняется путем вычисления абсолютных значений разностей (A-D) И (В-С) с помощью первого 5 и второго 6 блоков с последующим сравнением Полученных значений с пороговым: напряжением , которое выполняется В первом 7 и втором 8 блоках. Выбор Величины U порога определяется отношением сигнал/шум исходного сигнала изображения и составляет обычно 5-10% от полного диапазона изменения Сигнала. В результате на выходах первого 7 и второго 8 блоков реализуются функции разностей в виде

1 при в-срл

0, приJ В-С

1при A-D S U

О приJA-D| :

Полученные значения функций разностей а и b дают возможность выделить на локальном участке изображения четыре основные структуры, которые соответствуют наличию в изображении равнояркостного участка (а b 0), горизонтального (а О, b 1), вертикального (а 1, b 0) н наклонного (а b 1) перепадов яркости. В зависимости от выделенной структуры участка изображения далее определяется алгоритм интерполяции, которьй обеспечивает наиболее точное восстановление пропущенного отсчета X.

Сигналы, соответствующие используемым алгоритмам, формируются с помощью первого, второго и третьего сумматоров 2-4. На участках равной яркости интерполяция пропущенного отсчета осуществляется по средневзвешенной сумме всех окружающих.отсчетов И (А + В + С + D)/4 (фиг.2а). Если же на локальном участке имеется вертикальный перепад яркости, то восстановление отсчета X выполняется как G (A+D)/2 (фиг.26). Такой алгоритм интерполяции исправляет вертикальную

границу перехода, искаженную редкой дискретизацией. При обнаружении горизонтального перепада яркости точное восстановление отсчета X обеспе- полусуммой отсчетов,расположенных на одной строке: Е (В + + С)/2 (фиг.2в). При ориентации перепадов яркости в наклонном направлении интерполяция осуществляется так же, как и для равнояркостного участка, по сумме четырех соседних отсчетов (фиг.,2г) .Хотя при таком алгоритме интерполяции наклонные перепады яр- , кости и подвергаются низкочастотной фильтрации, что приводит к снижению их четкости, искажения на восстановленном изображении практически незаметны из-за того, что именно в диагональных направлениях разрешающая способность зрения ниже, чем в осевых направлениях. Выбор требуемого сигнала интерполяции выполняется коммутатором 9 при поступлении на его управляющие входы сигналов,сформированных из сигналов а и b с помощью первого 10 и второго 11 элементов НЕ элементов И 12-15 с первого по четвертый и элемента ИЛИ 16.

Восстановление пропущенного отсчета .X выполняется с помощью формирователя 17, который в соответствии с управляющим сигналом, следующим с частотой дискретизации с формирователя 19, передает на выход устройства через регистр 18 записи числа в течение первого полупериода дискретизации t, Та/2 сигнал с второго выхода линии 1 задержки, соответствующего отсчету С, а в течение следующего полупериода t Та./2 сигнал с выхода коммутатора 9. После выполнения интерполяции отсчета X частота следования отсчетов в сигнале изображения возрастает в два раза по сравнению с входным сигналом. В результате исходная шахматная структура дискретизации (фиг.2а) преобразуется в ортогональную структуру. Формирование частоты дискретизации с шахматной структурой располо жения отсчетов обеспечивается формирователем 19 путем коммутации фазы деленных на два тактовых импульсов на 180 от строки к строке.

Формула изобретения

Устройство интерполяции цифрового телевизионного сигнала, содержащее

многоотводную линию задержки, вход которой является входом устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, первый сумматор, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами многоотводной линии задержки, второй сзт матор, первый вход которого соединен с третьим выходом многоотводной линии задержки, последовательно соединенные первый блок вычитания, первый вход которого соединен с первым входом многоотводной линии задержки, и первый блок сравнения, последовательно соединенные второй блок вычитания, первый вход ко- торого соединен с третьим выходом многоотводной линии задержки, и второй блок сравнения, другой вход ко

10

15

20

25

30

35

40

45

50

торого объединен с другим входом первого блока сравнения и является входом порогового сигнала устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, коммутатор и третий сумматор, выход которого соединен с первым сигнальным входом коммутатора, второй и третий сигнальные входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго сумматоров , а также формирователь сигнала управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности интерполяции, в него введены последовательно соединенные первый элемент НЕ, вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, первый элемент И и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, последовательно соединенные форм1фователь сигнала изображения, первый вход которого соединен с выходом коммутатора, второй вход объединен с вторым входом первого блока вычитания и соединен с вторым выходом многоотводной линии задержки, а третий вход соединен с выходом формирователя сигнала управления, и регистр записи числа, выход которого является выхо дом устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, вход тактовых импульсов которого соединен с входом синхронизации регистра записи числа, первый делитель частоты импульсов, первый вход которого объеди нен с входом тактовых импульсов регистра записи числа, а выход соединен с первым входом формирователя сигнала управления, второй делитель частоты импульсов, первый вход которого соединен с входом импульсов синхронизации устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, второй вход объединен с вторым входом первого делителя частоты импуль- . сов и соединен с входом импульсов сброса устройства интерполяции цифрового телевизионного сигнала, а выход соединен с вторым входом формирователя сигнала управления, второй элемент И, первьш и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого элемента НЕ и второго блока сравнения, а выход соединен с вторым управляющ1-1М входом коммутатора, третий элемент И, первый и второй входы которого соединены с ,

51

Е1ыходами соответственно первого и- йторого блоков сравнения, а выход соединен с другим входом элемента ИЖ, а также последовательно соединенные второй элемент НЕ, вход которого со- в;динен с выходом второго блока сравнения, и четвертый элемент И, другой вход которого соединен с выходом п ервого блока сравнения, а выход со- с третьим управляющим входом

068206

коммутатора, при этом другой вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, вторые входы второго блока вычитания и второго сумматора объединены и соединены с входом многоотводной линии задержки, а первый и второй входы третьего сумматора соединены с выходами -|Q соответственно второго и третьего сумматоров.

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повьппение точности интерполяции. Устр-во содержит многоотводную линию задержки 1, сумматоры 2, 3 и 4, блоки вычитания 5 и 6, блоки сравнения 7 и 8, коммутатор 9, эл-ты НЕ 10 и 1.1, эл-ты И .12, 13, 14 и 15, эл-т ИЛИ 16, формирователи 17 и 19.сигналов изображения и управления, регистр 18 записи числа и делители 20 и 21 частоты импульсов. На вход устр-ва поступают отсчеты сигнала изображения, предг ставленные в виде параллельного двоичного .кода. При этом текущий отсчет изображения вместе с отсчетами, задержанными относительно входного сигнала, образуют локальный участок изображения. Вначале осуществляется операция обнаружения структуры вьще- ленного участка изображенрш. Далее в зависимости от вьщеленной структуры участка изображения определяется алгоритм интерполяции пропущенного при дискретизации отсчета X, что обеспечивает наиболее точное восстановление пропущенного отсчета Х.2ил. i CZ

О

о о

о

о о

о

о о

Фиг. 2

о