Устройство интерполяции видеосигнала Советский патент 1988 года по МПК H04N5/14 

0-

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для интерполяции видеосигнала в системах с черезэлементной передачей,

Цель изобретения - повышение точности интерполяции.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема устройства интерполяции видеосигнала; на фиг,2 - :схема блока вычисления уровней интерполируемых выборок; на фиг,3 - диаграммы, поясняющие работу.

Устройство интерполяции видеосигнала содержит преобразователь I пос- ледовательного кода в параллельный, первый коммутатор 2, второй 3, первый 4 и третий 5 блоки задержки,второй коммутатор 6, четвертый 7 и пятый 8 блоки задержки, блок 9 компара- торов, состоящий из десяти компараторов 10-1-10-10, преобразователь 11 кода, блок 12 вычисления уровней интер- полируемых выборок, удвоитель 13 частоты импульсов, .

Блок 12 вычисления уровней интерполируемых выборок (фиг,2) содержит первый 14, второй 15 и третий 16 сумматоры, первый 17, второй 18 и третий 19 блоки логического сложения, десять ключей 20-29, шесть умножителей 30- 35, первый 36 и второй 37 инверторы.

Устройство работает следующим об- разом,

Алгоритмы интерполяции (фиг,3) состоят в следующем, В процессе.эффективного кодирования на основе через- элементной передачи отсчетов исходная ортогональная структура растра (фиг.,3) преобразуется в шахматную структуру (фиг;3б), В результате при восстановлении исходной структуры на приемной стороне для интерполяции любого просеянного в процессе коди- рования отсчета может быть использована информация об уровнях четырех выборок (А,В,С и D, фиг,3в), образующих ближайшее окружение восстанавливаемого отсчета. Кроме того, при последовательной процедуре восстановления для решения задач интерполяции использованы также данные об уровн:ях ближайших отсчетов (Е и F, фиг,3в), восстановленных на интервале предше- ствующей строки, В процессе логической интерполяции восстанавливаемым выборкам приписываются наиболее вероятные значения, определяемою на осно

ве оценки различий в уровнях выборок ближайшего окружения, С этой целью производится вычисление абсолютных величин десяти разностей (i 1,10) между уровнями всех шести указанных выше выборок ближайшего окружения. Величины этих разностей сравниваются далее с порогом cff,,.,, определяемым уровнем шумовых и текстурных компонентов в передаваемом изображении, В результате такого сравнения формируются десять двоичных переменных анализа :

Г1 при Л; i

X; i 1,10

lo при Д: сГ„р .

Затем с помощью переменных анализа формируются управляющие операторы у, соответствующие различным (в общем случае k) вариантам алгоритма интерполяции.

В устройстве предусмотрены 12 ин- терполяцибнных алгоритмов, объединяемых в три группы по принадлежности интерполируемого отсчета к наиболее характерным структурным элементам изображений, и один сглаживающий алгоритм.

Первые четыре алгоритма интерполяции соответствуют случаям, когда три выборки из четырех основных (А,В,С и Р), составляювдах ближайшее окружение восстанавливаемого отсчета, с совпадают.

ностью до оГ„др

0,25A+0,5B+b,25Cпри у, х, х х х j

S.J2 0,25B+0,5G+0,25Dnpkyi ,зс,,;

Sjj- 0,25C+0,5D+0,25Aпри yj - XjXjXjX x x ;

Sj, 0,250+0,5А-Ю,25Впри у, x, x,x,x,x,Xj ,

Однако, учитьшая то, что при формировании управляющих операторов у во всех последующих алгоритмах используются все десять переменных ана-- лиза xj, т,е, учитывается дополнительная информация, получаемая с помощью вспомогательных выборок Ей F, необходимо уточнить запись управляющих операторов с учетом всех десяти переменных xj:

у, - х , ;

у Xj x x x x j-x x x XjX/g ;

УЗ 5 - Xj Х J

Данные алгоритмы используются в слу- . чаях, когда интерполируемьШ отсчет принадлежит контурам, ориентированным в горизонтальном или в вертикальном направлении.

Вторая группа алгоритмов соответствует случаям принадлежности интерполируемых выборок протяженным одноэлементным штрихам произвольной ориентации. Для их обнаружения обязательно использование информации об уровнях вспомогательных выборок Е и F, восстановленных на интервале предшествующей строки: .

0,5(B+D) при yj.- X, x.jiejX,Xyi4x i,X,x, ;

sjt- 0,5(A+C) при У4- x,XjiCjX4XjX x,XgXyX ;

F при. У7- x,,x,,x,X,x, ;

S , E при %- x,XjXjX,,XgX,x .

сигнале на выходе первого коммутатора 2 каждая принятая выборка перемежается с выборками нулевого уровня. Такое преобразование позволяет для всех последующих элементов применять один и тот же источник тактовых импульсов, в качестве которого используется удвоитель 13.

10 Выходной сигнал первого коммутатора 2 поступает на входы второго блока 3 задержки на строку и.одновременно на входы первого блока 4 задержки, где осуществляется задержка 15 поступающей на его входы последовательности на два тактовых интервала.

Алгоритм соответствует принадлеж- На его выходах формируются сигналы нести интерполируемого отсчета к D, соответствующие временной позиции вертикально ориентированному одно- интерполируемой выборки Sj., но распо- элементному штриху, алгоритм , - к 20 ложенные на последующей строке раз горизонтально ориентированному штри- . вертки (фиг.Зв). Выходной сигнал вто- ху; алгоритмы Sjjr и - к наклону рого блока 3 задержки поступает в ным одноэлементным штрихам. третий блок 5 задержки и одновременТрётья группа алгоритмов исполь- но на первые информационные входы зуется для интерполяции контуров,ори- 25 второго коммутатора 6. Третий блок 5 ентируемых в диагональных направле- задержки обеспечивает задержку постуниях:пающей на его входы последовательности на три тактовых интервала. С его

Sj9 0,5(C+D) при у - X|XjX x Xj.X(X,x,J5jX ; выходов, соответствующих задержке на Sjiff 0,5(А+В) при Уда -x s XjX x XjXyX,х,Хда ; Q один тактовый интервал, снимаются iSisSiS. :t-St;x;|x-;:::x;x:: p- сигналов А, а с вьпсодов, соот- г, 1 о лветствующих задержке на три тактовых

. интервала, - выборки сигналов С.

Во всех остальных случаях, т.е. ее- вд втором коммутаторе 6 осущест- ли ни один из управляющих операторов вляется замена выборок нулевого уровне равен единице (, к 1,12),. ня, соответствующих просеянным в про- применяется сглаживающий алгоритм цессе кодирования, проинтерполирован- Sj,i3 0,25 (A+B+C+D) .ными выборками, поступающими на втоРассмотренная совокзтность алго- pjjg информационные входы коммутатора

ритмов интерполяции реализуется еле- 6 с выходов блока 12 вычисления уров- дующим образом.ней интерполируемых выборок. На упПринятый цифровой сигнал в после- равляющий вход второго коммутатора довательном коде поступает в преоб- g поступают коммутирующие импульсы, разователь 1, где последовательный формируемые удвоителем 13 частоты

код.преобразуется в параллельный, ис-45 импульсов. В результате на выходе пользуемый во всех функциональных второго коммутатора 6 формируется элементах. Выходной сигнал преобра- восстановленная последовательность зователя ,1 поступает на информацнон- чередующихся принятых и интерполиро- ные входы первого коммутатора 2, ко- ванных выборок. Поэтому выходы втоторый осуществляет уплотнение приня-gg рого коммутатора 6 являются одновре- той последовательности выборок вы- менно выходами устройства интерполя- борками нулевого уровня, которые в ции видеосигнала.

дальнейшем будут замещены интерполи- Выходной сигнал второго коммутато- рованными значениями. С этой целью ра 6 поступает также на входы четверна его управляющий вход с выхода уд-gg того блока 7 задержки на строку и да- воителя 13 поступают коммутирующие лее на входы пятого блока 8 задержки, импульсы, имеющие удвоенную по срав- который обеспечивает задержку посту- нению с при1шмаемым сигналом частоту пающей на его вход последовательнос- следования. В результате в цифровом ти выборок на.три тактовых интервала.

С его выходов, соответствующих задержке на один тактовый интервал, снимаются выборки сигналов Е, с выходов, соответствующих задержке на тактовых интервала - выборки сиг- Цалов Bj ас выходов, соответствую- фх задержке на три тактовых интервала, - выборки сигналов F. I Таким образом, с помощью второго 3( и четвертого 7 блоков задержки на цтроку н первого 4, третьего 5 и пя- toro 8 блоков задержки в любой j-й йомент времени формируется набор из 4сех шести выборок ближайщего окружения, используемых в процессе вос- (тановления просеянных выборок на остове алгоритмов логической интерполя- |кии. Сформированные выборки A,B,C,D, fe и F поступают далее на входы компа- |)аторов 10-1- 10-10. С их помощью фор- Ц руются десять абсолютных величин разностей i (фиг.Зг), т которых После сравнения с порогом по/5 на вы- (ходе каждого из компараторов формиру- ются десять двоичных вькодных сигналов, соответствующих переменным анализа XL. Выходные сигналы компараторов 10-1 г-10-10 поступают на адресные входы преобразователя 11, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства, на выходах которого формируются кодовые комбинации сигналов управления блоком 12, соответствутацие управляющим операторам у .

. Кодовые комбинации сигналов, управ- леаин поступают далее на управляющие входь блока 12 выч1-:иленчя уровней ин- терполируемьог выборок, на информационные входы которого поступают сигналы выборок А, В, С, D, Е и F. Под воздействием сигналов управления для каждого восстанавливаемого отсчета Sj реализуется один из 13 рассмотрен- ных алгоритмов интерполяции. Восстановленные отсчеты с выхода блока 12 поступают на вто|я 1е информационные входы ком {утатора 6 и далее на выход -устройства интерполяции видеосигнала

20 25 58726

Формула изобретения

Устройство интерполяции видеосигнала, содержащее преобразователь последовательного кода в параллельный, вход которого является информационным входом устройства интерполяции видеосигнала, первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки, вход которого объединен с входом первого блока задержки, и третий блок задержки, последовательно соединенные четвертый и пятый блоки задержки, последовательно соединенные блок компараторов, преобразователь кода и блок вычисления уровней интерполируемых выборок, второй вход которого соединен с выходом первого блока задержки, третий и четвертый входы соединены соответственно с первым и вторым выходами третьего блока задержки, а пятый, шестой и седьмой входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами пятого блока задержки, при этом первый, второй и третий выходы пятого блока задержки соединены с соответствующими входами блока компараторов, о тличающеес я тем, что, с целью повышения точности интерполяции, введены удвоитель частоты импульсов, вход которого является входом частоты отсчетов устройства интерполяции видеосигнала, а также первый и второй коммутаторы, управляющие входы которых соединены с выходом удвоиталя частоты импульсов, при этом сигнальный перзого коммутатора соединен с выходом преобразователя последовательного кода в параллельный, а выход соединен с входом второго блока задержки, первый и второй сигнальные входы второго коммутатора.соединены соответственно с выходом второго блока задержки и с выходом блока вычисления уровней интерполируемых выборок, а выход - соединен с входом четвертого блока задержки .

0

19

Изобретение относится к телевидению. Цель изобретения - повышение точности интерполяции. Устр-во содержит преобразователь I последовательного кода в параллельный, коммутаторы (К) 2 и 6, блоки задержки 3-5, 7 и 8,компараторы 10,преобразователь 11 кода, блок вычисления 12 уровней интерполируемых выборок и удвоитель 13 частоты иьшульсов. Удвоитель 13 формирует коммутирующие импульсы, имеющие удвоенную по сравнению с принимаемым сигналом частоту следования. Эти импульсы поступают на К 2 и 6. При этом К 2 осуществляет уплотнение принятой последовательности выборок выборками нулевого уровня, которые в дальнейшем будут замещены интерполированными значениями. В результате в цифровом сигнале на выходе К 2 каждая принятая выборка будет перемежаться с выборками нулевого уровня. В К 6 осуществляется замена выборок нулевого уровня, соответствующих просеянными в процессе кодирования, проинтер- полированными выборками. В результате и на выходе К 6 формируется восстановленная последовательность чередующихся принятых и интерполированных выборок. Цель достигается введением К 2 и 6 и удвоителя 13. Дана ил. вьтолне- ния БВ 12. 3 ил. ъм (Л с:

JK

F

%

25

О О О о

о о о о о о о о о о о о о о о о

VIA-«I

а,|в-11

, Л,-1в-С1

-|{-А|

if IS-F Л,-1С-Р|

ev.3