FI89228B - Foerfarande foer att uppkonvertera faeltfrekvens av en bild formad fraon en i samplingsradsform ankommande hdtv-signal - Google Patents

Description

1 89228

Menetelmä näytejonomuodossa tulevasta HDTV-signaalista muodostetun kuvan kenttätaajuuden nostamiseksi -Förfarande för att uppkonvertera fältfrekvens av en bild formad frän en i samplingradsform ankommande HDTV-signal 5

Keksintö koskee teräväpiirtotelevision HDTV-vastaanotinta ja täsmällisemmin menetelmää, jolla vastaanotetusta HDTV-signaalista prosessoidun kuvan näyttötaajuus nostetaan alkupe-10 räistä suuremmaksi.

Eurooppalaisen teräväpiirtotelevision HDTV, High Definition Television, lähetys tapahtuu satelliitin tai kaapelin kautta käyttäen MAC-järjestelmää, joka ei ole yhteensopiva minkään 15 perinteisen TV-järjestelmän kanssa. Tämän takia nykyiset vastaanottimet tarvitsevat erityisen dekooderin MAC-lähetyksen vastaanottoon. Vastaanottimen MAC-dekooderissa on vastaanotettu kompressoitu kuva 625/2:1/50 Hz palautettava alkuperäiseen HDTV-formaattiin eli 1250/2:1/50 Hz. Dekooderis-20 sa vastaanotettu analoginen televisiosignaali muunnetaan vi deo-, data- ja äänisignaaleiksi. Dekooderia voidaan nimittää kaistanleveyden palautuskooderiksi BRD (Bandwith Restoration Decoder) ja sitä selostetaan nyt lyhyesti viittaamalla kuvaan 1. Selostus koskee luminanssisignaalia. Vastaanotettu .25 näytetaajuus on 13,5 MHz ja BRD:n lähtötaajuus on 54 MHz.

Kooderi käsittää "line deshuffler" -lohkon 1, 3-6 kpl kent-täviiveitä, jotka voivat olla kenttämuisteja 2, kytkettynä esim. kaskadiin, alinäytteistyskuvion konvertterin 3 sekä kolme interpolaattorihaaraa 4, 5 ja 6. Koska lähetyksessä on "‘30 juovataajuus alennettu, on vastaanotettuja näytteitä siirrettävä niin, että saadaan alkuperäinen juovataajuus. Tämä toiminto suoritetaan lohkossa 1. Deshuffling-toiminnon jälkeen luminanssisignaalia viivästetään kenttäviiveissä 2. Kenttäsignaalit prosessoidaan tämän jälkeen alinäytteistys-'35 kuvion palauttajassa 3 SSPC (Sub-Sample Pattern Converter), joka lukee kenttämuistien sisältöä 13,5 MHz:n taajuudella ja rekonstruoi alkuperäiset alinäytteistyskuviot. Konvertterista 3 alinäytteistyskuviot johdetaan haaroihin 4, 5 ja 6, 2 89228 joissa interpoloimalla muodostetaan alkuperäiset täydelliset HDTV-kentät. Lähetettyyn signaaliin liitetyn liiketiedon ohjaamana kytkee kytkin C yhden haaroista kerrallaan BRD:n lähtöön, josta saadaan siten alkuperäinen HDTV-kuva formaa-5 tissa 1250/2:1/50 Hz.

BRD:stä saatu signaali käsitellään edelleen sen näyttötaa-juuden nostamiseksi, sillä alhainen kenttätaajuus aiheuttaa haitallista valkokentän välkyntää ja 2:1-lomittelu juovaväl-10 kyntää, joista päästään eroon kasvattamalla näyttötaajuutta. Näyttötaajuuden kasvattamiseksi on kaksi perustapaa. Kenttä-taajuus voidaan nostaa esimerkiksi 100 Hz:iin, jolloin formaatti on 2:1/100 Hz tai lomittelu voidaan poistaa ts. muutetaan kuva progressiiviseksi esimerkiksi muotoon 1:1/50 Hz. 15 Kenttätaajuuden nosto 100 Hz:iin riippuu kuvan liikesisäl- löstä. Stationäärisille kuville voidaan yksinkertaisesti käsittää kentän siirtoa siten, että kun alkuperäinen kuva AB muodostuu parittomien juovien kentästä A ja parittomien juovien kentästä B (kestoltaan 20 ms), näytetäänkin kuva samas-20 sa ajassa kahdesti ts. ABAB (kentän kesto on nyt 10 ms).

Liikettä sisältävät kuvat prosessoidaan niin, että jokaista alkuperäistä kenttää A ja B kohti interpoloidaan uusi kenttä A' ja B' alkuperäisen kentän juovista, jolloin uusi kuva on AA'B'B. Edellä esitetyt kenttätaajuuden nostotavat toteut-.25 tavat kuvien 2A ja 2B mukaiset kytkennät. Kuvan 2A mukaisesti tulevat parittomat kentät A ja parilliset kentät B johdetaan kytkintä Cl ohjaamalla 50 Hz taajuudella omiin kenttä-muisteihin 21, 22. Stationääriset kuvat kahdennetaan lukemalla muisteja kaksinkertaisella taajuudella (100 Hz) ja 30 johtamalla signaali suoraan lähtöön, jolloin saadaan kuva ABAB ja kenttätaajuus on 100 Hz. Liikkuvia kohteita kuvattaessa johdetaan muistien 21 ja 22 sisältö vertikaalisuodatti-meen 23, joka interpoloi uudet kentät A’ ja B' kentän sisäisesti. Kytkimiä C2 ja C3 sopivasti ohjaamalla saadaan ulos-35 tuloksi AA'B’B. Kytkentä vaatii siis kaksi kenttämuistia luminanssiprosessointiin. Krominanssiprosessointi voidaan toteuttaa pelkästään kentäntoistomenetelmällä AABB. Kuvan muuttaminen progressiiviseksi tapahtuu siten, että sta- 3 39228 tionäärisissä kuvissa kuvat muodostetaan peräkkäisistä parittomista ja parillisista kentistä. Kun kaksi peräkkäistä alkuperäistä kuvaa ovat A1B1, A2B2 (A sisältää parittomat juovat, B parilliset), ovat peräkkäiset progressiiviset ku-5 vat siten A1B2, A1B1, A2B1, A2B2 ja jokainen kuva pyyhkäistään siis kerralla. Liikettä sisältävissä kuvissa progressiivinen kuva muodostetaan käyttäen kentän sisäistä interpolointia siten, että edellä esitetyt kaksi peräkkäistä kuvaa näytetään neljänä peräkkäisenä kuvana A1A1', B1B1', A2A2', 10 B2B2’, jossa pilkulla merkityt juovat on interpoloitu vas taavasta kentästä. Kuvassa 2B on esitetty kytkentä kuvan muuttamisesta progressiiviseksi. Kenttäviiveeseen 24, jota käytetään liikkumattomia kuvia käsiteltäessä ja vertikaaliseen suodattimeen 25, jota käytetään liikettä sisältävissä 15 kuvissa, johdetaan sekä A- että B-kentät. Kytkin C4 valitsee käytettävän menetelmän kuvan liikkeen mukaan. Puskurissa 26 kaksi kenttää lomiteilaan yhteen, jolloin saadaan yksi kuva.

Edellä esitetyn tunnetun tekniikan mukaisella teräväpiirto-20 television BRD-osalla ja näyttötaajuuden konversiolla SRC

(Scanning Rate Converter) on eräitä haittoja. Suurin haitta on se, että vastaanottimessa tarvitaan suuri määrä kalliita HDTV-kenttämuisteja. Tämä haitta voidaan poistaa patenttivaatimuksen 1 mukaisesti siten, että juovan "deshuffler" 25 -toiminnon jälkeen ainakin neljän peräkkäisen kentän juovat johdetaan ohjattavan kytkimen ohjaamana kenttämuisteihin siten, että yhden kentän näytteet kirjoitetaan kokonaan yhteen kenttämuistiin. Edullisesti kenttämuisteja on neljä, mutta niitä voi olla enemmänkin. Kentät, joiden kenttätaa-30 juus on 50 Hz, luetaan muisteista alinäytteistyskuvion palauttajaan SSPC kaksinkertaisella taajuudella, jolloin kent- » tätaajuus on kasvanut 100 Hz:iin. Tunnetun tekniikan tason mukaiseen SSPC:hen ja sen jälkeisiin signaalinkäsittelyhaa-roihin tarvitsee tehdä vain vähäisiä toiminnallisia muutok-35 siä. Signaalinkäsittelyhaaroista saadaan ulos HDTV-kuva, jonka formaatti on 1250/2:1/100 Hz.

4 <19228

Keksintöä selostetaan havainnollisemmin oheisten kuvien avulla, jotka esittävät kaaviollisesti kuva 1 HDTV-vastaanottimen dekooderin lohkokaaviota, 5 kuva 2A kenttätaajuuden kahdentamistapaa, kuva 2B kuvan muuttamista progressiiviseksi, ja kuva 3 keksinnön mukaista dekooderia ja kenttätaajuuden kahdentamista.

10 Kuvia 1-2 on selostettu jo edellä tekniikan tason kuvauksen yhteydessä. Kuvan 3 mukainen keksinnössä käytettävä kytkentä eroaa kuvan 1 mukaisesta kenttämuistien järjestelyn osalta. Neljä kenttämuistia a, b, c ja d on kytketty rinnakkain siten, että juovan deshuffler-piirin 31 lähtösignaali kytke-15 tään kytkimellä C5 vain yhden kenttämuistin tuloon kerrallaan. Kenttämuisteihin kirjoitettavan signaalin formaatti on 625/2:1/50 Hz, eli 625 juovaa, lomiteltu pyyhkäisy, 50 Hz:n kenttätaajuus. Kenttämuisteihin kirjoittaminen tapahtuu 13,5 MHz:n taajuudella. Kentät kirjoitetaan muisteihin a-d edul-20 lisesti siten, että jokaiseen muistiin tulee saman kentän juovat, jolloin esimerkiksi muistiin a tulee ensimmäisen kuvan pariton kenttä AI, muistiin b tulee tämän kuvan parillinen kenttä Bl, muistiin c tulee seuraavan kuvan pariton kenttä A2 ja muistiin d tämän kuvan parillinen kenttä B2. On 25 huomattava, että kun kenttä kirjoitetaan muistiin, se voidaan kirjoittaa mihin tahansa kenttämuistiin. Siten kenttä AI voidaan kirjoittaa muistin a sijasta yhtä hyvin muistiin b, c tai d. Sama pätee kaikkiin kirjoitettaviin kenttiin. Juovat luetaan tämän jälkeen muisteista kaksinkertaisella 30 nopeudella kirjoittamiseen nähden, tässä tapauksessa nopeudella 27 MHz, minkä seurauksena kentät siirtyvät SSPC-lohkoon 100 Hz:n taajuudella. Näin on kenttätaajuus nostettu 100 Hz:iin jo ennen varsinaista kuvankäsittelyä.

35 Kun kenttätaajuus nostetaan jo ennen SSPC:tä 33 kaksinkertaiseksi, merkitsee tämä myös sitä, että SSPC, joka palauttaa alkuperäiset lähetetyt alinäytteistyskuviot, tuottaa kunkin alinäytteistetyn kentän ja kuvan kahdesti 20 ms aika- 5 89228 na, kun tekniikan tason mukaisessa tavassa yhden alinäyt-teistyskuvion muodostamiseen kuluu 20 ms. Kuvankäsittelyhaa-rojen 34, 35, 36 täytyy nyt tuottaa vuorottaiset parilliset ja parittomat kentät. Stationäärisiä kuvia käsittelevässä 80 5 ms haarassa 35 voidaan parittomat ja parilliset kentät muodostaa helposti samoista alinäytteistetyistä kuvista, mutta liikettä sisältävien kuvien käsittelyyn tarkoitetuissa 20 ms haarassa 34 ja 40 ms haarassa 36 täytyy käyttää kentän sisäistä suodatusta, joka muuttaa parittomat kentät parilli-10 siksi kentiksi ja päivastoin. Haarojen käyttämät algoritmit eivät kuulu tämän keksinnön piiriin ja niissä voidaan käyttää mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa tapaa.

Kuvankäsittelyhaaroissa 34, 35 ja 36 muodostetaan täydelli-15 set ortogonaaliset HDTV-kuvat, joiden formaatti on 1250/2:1/100 Hz, toisin sanoen valmiit 1250-juovaiset lomi-tellut kuvat, joiden kenttätaajuus on 100 Hz. Tunnetulla tavalla kytkin C6 kytkee vastaanotettuun signaaliin liitetyn liiketiedon perusteella yhden haaran kerrallaan dekooderin 20 ulostuloksi joko edelleen käsiteltäväksi tai vietäväksi näytölle.

Edellä on selostettu kenttätaajuuden nostamisen periaate käyttäen esimerkkinä taajuuden nostamista 50 Hz:stä 100 •25 Hz:iin. Samaa periaatetta voidaan käyttää muunnettaessa kenttätaajuus 75 Hz:iin. Muisteja luetaan nyt vain 25 % alemmalla taajuudella kuin 100 Hz:n tapauksessa.

Keksinnön mukainen menetelmä vaatii 9,6 Mbittiä muistia.

30 Liikekompensointi voidaan lisätä menetelmään käyttämättä lisää kenttämuisteja, koska kenttätaajuuden konversiovekto-rit lähetetään DATV-signaalissa (Digital Assisted Television). Menetelmä sopii sekä luminanssi- että krominanssisig-naaleille.

.:.35

Claims (4)

6 09228

1. Menetelmä teräväpiirtotelevisiokuvan kenttätaajuuden nostamiseksi, jossa näytejonomuodossa tuleva, formaatiltaan 625/2:1/50 Hz oleva kuvasignaali johdetaan kenttämuisteihin, 5 joista se luetaan alinäytteistyskuvion palauttajaan SSPC (33), joka muodostaa alkuperäiset lähetetyt alinäytteistys-kuviot johdettavaksi edelleen kolmeen rinnakkaiseen signaa-linkäsittelyhaaraan (34, 35, 36), joissa kussakin alinäyt-teistyskuvioista muodostetaan täydellinen teräväpiirtotele-10 visiokuva, joista vastaanotettuun signaaliin sisältyvän liiketiedon (DATV) ohjaama kytkin (C6) kytkee yhden kerrallaan johdettavaksi edelleen käsiteltäväksi, tunnettu siitä, että - kuvasignaali johdetaan ohjattavalla kytkimellä (C5) kent-15 tämuisteihin (a, b, c, d) siten, että yhden kentän näytteet kirjoitetaan kokonaan yhteen kenttämuistiin, - kunkin kenttämuistin (a, b, c, d) sisältö luetaan alinäytteistyskuvion palauttajaan SSPC (33) suuremmalla nopeudella kirjoittamiseen nähden, jolloin kenttätaajuus kasvaa vastaa- 20 vasti,

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kenttämuisteja on neljä kappaletta. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin kenttämuistin (a, b, c, d) sisältö luetaan kaksinkertaisella nopeudella kirjoittamiseen nähden, jolloin kenttätaajuus on noussut arvoon 100

30 Hz.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin kenttämuistin (a, b, c, d) sisältö luetaan 1,5-kertaisella nopeudella kirjoittami- 35 seen nähden, jolloin kenttätaajuus on noussut arvoon 75 Hz. 7 39228