FI98109B - Method for improvement of the quality of video compression - Google Patents

Method for improvement of the quality of video compression Download PDF

Info

Publication number
FI98109B
FI98109B FI942296A FI942296A FI98109B FI 98109 B FI98109 B FI 98109B FI 942296 A FI942296 A FI 942296A FI 942296 A FI942296 A FI 942296A FI 98109 B FI98109 B FI 98109B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
chrominance
video
line
filter
horizontal
Prior art date
Application number
FI942296A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI942296A0 (en
FI98109C (en
FI942296A (en
Inventor
Caj Soedergaord
Original Assignee
Tummavuoren Kirjapaino Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tummavuoren Kirjapaino Oy filed Critical Tummavuoren Kirjapaino Oy
Priority to FI942296A priority Critical patent/FI98109C/en
Publication of FI942296A0 publication Critical patent/FI942296A0/en
Publication of FI942296A publication Critical patent/FI942296A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI98109B publication Critical patent/FI98109B/en
Publication of FI98109C publication Critical patent/FI98109C/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Description

9810998109

MENETELMÄ VIDEOPAINATUKSEN LAADUN PARANTAMISEKSIMETHOD FOR IMPROVING THE QUALITY OF VIDEO PRINTING

Keksintö koskee menetelmää videopainatuksen laadun parantamiseksi, kuten on määritelty vaatimuksen 1 johdannossa.The invention relates to a method for improving the quality of video printing as defined in the preamble of claim 1.

5 Analoginen video on yhä tärkeämpi kuvan lähde.5 Analog video is an increasingly important image source.

Videoammattilaisten lisäksi useammat ja useammat amatöörit dokumentoivat ympärillämme näkyvää todellisuutta. Useissa tilanteissa nauhoitetut kuvat halutaan painetussa muodossa - julkaisuihin, yksityiskäyttöön, 10 kuvauskohteiden tunnistamiseksi valvontasovelluksissa, jne. Kuvan huonosta laadusta huolimatta painatusta nykyisistä analogisista videonauhoituksista käytetään matalien jäijentämiskustannusten ja lyhyiden tuotantoaikojen vuoksi ja kun muita kuvalähteitä ei ole saata-15 villa.In addition to video professionals, more and more amateurs are documenting the reality around us. In many situations, recorded images are desired in printed form - for publications, private use, to identify subjects in surveillance applications, etc. Despite the poor image quality, current analog video recordings are used due to low freezing costs and short production times and when no other image sources are available.

Korkeataajuuskaistainen kuluttajavideoteknologia (Super-VHS tai Hi8) sallii esipainon tai painatus-talon asiakkaiden käyttää omia videolaitteitaan. Tämä sulkee pois pitkälle kehittyneet teknologiat kuten 20 HDTV:n. Huolimatta HDTVrn teknisestä ylivoimaisuudesta (resoluutio on n. 5-kertainen nykyiseen videoon verrattuna) nykyinen videoteknologia hallitsee seuraavien muutaman vuoden ajan sekä historiallisista että taloudellisista syistä johtuen. Sen vuoksi tekniikat nykyis-25 ten videopainatusten parantamiseksi ovat oleellisia myös yleisestä näkökannasta.High-frequency consumer video technology (Super-VHS or Hi8) allows pre-press or print-house customers to use their own video equipment. This excludes advanced technologies such as 20 HDTVs. Despite the technical superiority of HDTV (resolution is about 5 times that of current video), current video technology will dominate for the next few years for both historical and economic reasons. Therefore, techniques for improving current video prints are also relevant from a general point of view.

Toinen tässä keksinnössä pois suljettu teknologia on ammattimaiset lähetysnauhoituslaitteet, jotka • luonnollisesti antavat videopainatuksille paremman 30 laadun kuin kuluttaja-S-video. Toisaalta silloin mene- : tetään säästöt, joka on videopainatusteknologian käytön n pääperustelu. On myös kyseenalaista, onko olemassa . markkinoita tällaisille kalliille videopainatuksille.Another technology excluded from this invention is professional broadcast recording devices, which • naturally give video prints a better quality than consumer S-video. On the other hand, the savings are lost, which is the main reason for using video printing technology. It is also questionable whether there is. market for such expensive video prints.

0 Tässä korkeassa hintaluokassa skannauskamerat saattai-35 sivat olla houkuttelevampi valinta niiden moninaisen resoluution verrattuna videoon vuoksi.0 In this high price range, scanning cameras might be a more attractive choice due to their diverse resolution compared to video.

• · ·'. Pysyvät videotulosteet ja videopainatukset • · 2 98109 juontavat juurensa teievisicteollisuudessa 1970-iuvulia kehitettyihin kuvamuisteihin. Nämä laitteet tarjosivat mahdollisuuden muuntaa videokuvia digitaaliseen muotoon. Mutta niiden käyttötarkoitukset olivat erilaisia, 5 siis pääasiassa muuntaminen yhdestä videoformaatista toiseksi. Dainippon Printing kehitti ensimmäisen kaupallisen videopainatus järjestelmän - VPS - vuonna 1982. VPS-järjestelmä käytti yksinoikeudella valmistettua laitteistoa ja lähetystason 1'' nauhureita. Myöhem-10 min useat yritykset esittelivät halvemmat videokopioko-neet yritys- ja kotikäyttöön. Nämä valmiina toimitettavat koneet tuottavat jatkuvavärisävyisiä painokuvia, joiden koko täytyy säätää ja jotka täytyy rasteroida julkaisuja varten. Videokopiokoneet eivät salli laadun 15 parantamista tai digitaalista syöttöä julkaisujärjestelmiin. Uudenaikaiset videopainatusjärjestelmät ovat julkaisujärjestelmien, jotka käyttävät päälle lisääviä kuvansieppaajia, olennaisia osia. On olemassa suuri määrä kuvansieppaajia sekä Macintosh- että PC-20 -ietokoneille. Sieppaajia on saatavilla myös UNIX-työasemiin. Videosignaalien ajallista prosessointia peräkkäisillä kuvilla on tutkittu paljon, esimerkiksi videopakkausta varten. Desktop-videosta on tulossa yhä ·* suositumpi yhdessä kuvan sieppaajien, jotka digitoivat, * 25 varastoivat ja pakkaavat reaaliaikaista videota. Mutta • ·; ajallinen prosessointi ei tähtää laadun parantamiseen.• · · '. Permanent video prints and video prints • · 2 98109 have its roots in image memories developed in the 1970s industry. These devices offered the ability to convert video images to digital format. But their uses were different, 5 thus mainly conversion from one video format to another. Dainippon Printing developed the first commercial video printing system - VPS - in 1982. The VPS system used exclusive hardware and transmission level 1 '' recorders. Later-10 min, several companies introduced cheaper video copiers for business and home use. These ready-to-deliver machines produce continuous-color prints that need to be resized and rasterized for publications. Video copiers do not allow for quality improvement or digital input to publishing systems. Modern video printing systems are an integral part of publishing systems that use superimposable image capture devices. There are a large number of image capture devices for both Macintosh and PC-20 computers. Hijackers are also available for UNIX workstations. The temporal processing of video signals with successive images has been studied extensively, for example for video compression. Desktop video is becoming more and more · * popular with image captureers that digitize, * 25 store and compress real-time video. But • ·; temporal processing is not aimed at improving quality.

« *·· Markkinoilla on myös erityisiä järjestelmiä liikkuvan ·:* videon puoliautomaattiseen reaaliaikaiseen parantami- seen. Nämä kalliit järjestelmät soveltavat tekniikoita«* ·· There are also special systems on the market for semi-automatic real-time enhancement of mobile video. These expensive systems employ techniques

30 kuten adaptiivista kampasuodatusta PAL/RGB30 such as adaptive comb filtering PAL / RGB

dekoodaukselle, kohinan suodatusta sekä tilallisesti . · r (2D ja ID) että ajallisesti ja kuvien välistä kohina- ·. huippujen mediaanisuodatusta. Mutta videolähteen a • » ί priori tiedon puuttumisen vuoksi ne eivät sovella mi- 35 tään kuvan huonontumisen mallintamista videokoodaus- ja • « * . *. nauhoitusvaiheissa. Näiden videojärjestelmien tavoit- * · teenä on tuottaa liikkuvaa videota hyväksyttävällädecoding, noise filtering as well as spatially. · R (2D and ID) that the temporal and inter-image noise-. median filtering of the peaks. But due to the lack of information from the video source a • »ί a priori, they do not apply any image degradation modeling to video coding and •« *. *. recording stages. The goal of these video systems is to produce moving video in an acceptable manner

IMIM

......---------T _______--_______________................--------- T _______ - _______________..........

9 98109 kuvan laadulla - ei valokuvia paperille.9 98109 image quality - no photos on paper.

Kuvan laatua parannetaan lisäyksellä tai res-toraatiolla. Päinvastoin kuin lisäys restoraatio edellyttää kuvan huonontumisen matemaattista mallia. Tällä 5 mallilla voidaan kompensoida eriasteisia huonontumisia.Image quality is improved by addition or restoration. In contrast, an increase in restoration requires a mathematical model of image degradation. These 5 models can compensate for varying degrees of deterioration.

Jos mallinnus on riittävää, restoraatio luonnollisesti parantaa laatua merkittävästi verrattuna mihin tahansa ad hoc lisäykseen. Tässä keksinnössä videokoodauksen ja nauhoituksen malli on restoraation perusta. Malli kat-10 taa kaksi kuvan huonontumisen pääasiallista lähdettä: YUV-signaalin PAL-koodauksen ja S-videonauhoituksen.If modeling is adequate, the restoration will naturally significantly improve quality compared to any ad hoc addition. In the present invention, the video encoding and recording model is the basis of the restoration. The model cat-10 covers two main sources of image degradation: PAL encoding of the YUV signal and S-video recording.

PAL-videosignaali koostuu luminanssisignaalis-ta Y ja krominanssisignaalista C, joka on QAM-koodattu apukantajalle taajuudella fc. Yhdistelmävideossa Y ja C 15 on sekoitettu toisiinsa, kun taas S-videossa signaalit ovat erilliset. C:n amplitudi on: C=Usincot ± Vcostot, (1) 20 missä väridifferenssisignaalit U=0,493(B-Y) ja V=0,877(R-Y, (o=2nfc. Seuraavassa pohdinnassa jätämme pois U:n ja V:n skaalaukset merkinnän yksinkertaisuuden vuoksi. V:n merkki vaihtuu kentän jokaiselle viivalle, • * :: koska V:n vaihe vaihtuu 180° viivasta viivaan. Y/C- *.· 25 signaalin dekoodauksessa YUV:ksi V:n vaihe vaihtuu takaisin ja tuloksen oleva horisontaalinen krominanssi- viiva lasketaan keskiarvona saman kentän edeltävän ·:*. viivan kanssa. Tämä PAL: n perusperiaate vähentää vai- • · heiden vääristymien, esim. lähetyksessä, aiheuttamia . 30 värisävyvirheitä. Se myös vähentää U:n ja V:n välistä • · · toisiinsa sekoittumista, mikä lisääntyy, kun ylempi • · * '·* * sivukaista on asetettu 5 MHz: iin. Tämä koodaus aiheut- ;*·*; taa pienen ihmisen aiheuttaman tuotteen; tavallisesti .·**. on olemassa tietty värisävysiirtymä joka toisen hori- • · · • 35 sontaalisen viivan välissä tasaisessa värikentässä, • · • · * ί.ί · jossa on merkittävä V-komponentti. Keskiarvon laskemi- • · · nen aiheuttaa myös pienen epäsäännöllisyyden taajuus- *1 98109 vasteessa.The PAL video signal consists of a luminance signal Y and a chrominance signal C, which is QAM-encoded for the subcarrier at the frequency fc. In the composite video, Y and C 15 are mixed together, while in the S-video, the signals are separate. The amplitude of C is: C = Usincot ± Vcostot, (1) 20 where the color difference signals U = 0.493 (BY) and V = 0.877 (RY, (o = 2nfc. In the following discussion, we omit the scales of U and V for the simplicity of the notation). The sign of V changes for each line in the field, • * :: because the phase of V changes 180 ° from line to line Y / C- * · When decoding 25 signals to YUV, the phase of V changes back and the resulting horizontal chrominance - the line is averaged with the line preceding the same field ·: * .This basic principle of PAL reduces • color tone errors caused by phase distortions, e.g., in transmission.This also reduces the difference between U and V • · · mixing, which increases when the upper • · * '· * * sideband is set to 5 MHz.This encoding causes a small man-made product, usually. · **. there is a certain hue shift every second between the horizontal lines in a uniform color field, • · • · * ί.ί · with a significant V component. Calculating the average also causes a small irregularity in the frequency * 1 98109 response.

Apukantajan taajuus PAL:ssa en: fc=0,25*1135*fLIME+0,5*fFIELD=4,43361875 Mhz (2) 5Carrier frequency in PAL en: fc = 0.25 * 1135 * fLIME + 0.5 * fFIELD = 4.43361875 Mhz (2) 5

Apukantajan tämän taajuuden valinnan johdosta kentän peräkkäiset viivat siirtyvät hieman enemmän kuin 90°. Siirtymä, joka ylittää 90° lasketaan yhteen 180° kentän yli. Tämä järjestely tekee kuvan kahden kentän läheiset 10 viivat vastakkaisvaiheisiksi. Tarkemmin kentän 1 viiva 1 on vastakkaisvaiheinen kentän 2 viivaan 1 jne. Tämä luo shakkilautakuvion, joka on niin tyypillinen digitoiduille värivideokuville johtuen apukantajan jäännöksistä digitoidussa signaalissa.As a result of this frequency selection by the subcarrier, the successive lines in the field shift slightly more than 90 °. The displacement exceeding 90 ° is added together over a field of 180 °. This arrangement makes the close 10 lines of the two fields of the image in opposite phases. More specifically, line 1 of field 1 is opposite to line 1 of field 2, etc. This creates a chessboard pattern that is so typical of digitized color video images due to the remnants of the subcarrier in the digitized signal.

15 Koska TV-kuvassa on pariton määrä viivoja (625), 90° siirtymän peräkkäisten viivojen välissä tuloksena on 90° siirtymä peräkkäisten kuvien välillä (kenttien väliset siirtymät kompensoivat toisensa).15 Because there are an odd number of lines (625) in the TV picture, a 90 ° offset between successive lines results in a 90 ° offset between successive pictures (offsets between fields compensate for each other).

Kaiken kaikkiaan apukantajan taajuuskuvio tarvitsee 8 20 kentän (4 kuvan) jakson toistaakseen itsensä. Kuten nähdään kuvasta 1 apukantajat ovat kuvassa vastakkais-vaiheiset joka toisessa kuvassa (1 ja 3). Edelleen V:n merkki on sama vastakkaisvaiheisissa viivoissa. Alla » kehitetty ajallinen prosessointi luottaa näihin havain-: 25 töihin.Overall, the subcarrier frequency pattern needs 8 to 20 field (4 image) periods to repeat itself. As can be seen in Figure 1, the subcarriers in the figure are in opposite phases in every other figure (1 and 3). Furthermore, the sign of V is the same in opposite lines. The temporal processing developed below »relies on these observational works.

• 5 MHz PAL/G -signaalin kaistaleveys rajoittaa luminanssiresoluution (52 μ3/3^ϋνίη€η viiva)* 5 Mjak-soa/s=260 jaksoa /viiva=520 TV-viivaan. Vastaavasti 1 MHz krominanssin kaistaleveys rajoittaa resoluution 52 ·. 30 jaksoa/viiva=104 TV-viivaan.• The bandwidth of the 5 MHz PAL / G signal limits the luminance resolution (52 μ3 / 3 ^ ϋνίη € η line) * 5 Mjak soo / s = 260 cycles / line = 520 TV line. Correspondingly, the 1 MHz chrominance bandwidth limits the resolution to 52 ·. 30 episodes / line = 104 TV lines.

Tavallinen kuluttajavideo (VHS, 8 mm) ja pa-rannettu S-video (S-VHS, Hi8 mm) ovat nauhoitusajän, I · : : koon kuvan laadun ja hinnan kompromissi. Paljon pitempi nauhoitusaika, kompaktimpi koko ja matalampi hinta, 35 verrattuna ammattimaisiin nauhureihin, on saavutettu 9 * I.* alentamalla kuvan laatua. Tämä huononeminen on mallin nettu alla. Mallinnus on 5-VHS:lle, mutta pätee pienin 5 98109 modifikaatioin myös Hi3 mm -standardi!_e. Kameranauhurin nauhoitusosa on kuvassa 2. Vain videorestoraatio-ongelmaa koskevat näkökohdat on sisällytetty.Standard consumer video (VHS, 8 mm) and enhanced S-video (S-VHS, Hi8 mm) are a compromise between recording time, I ·: size image quality and price. Much longer recording time, more compact size and lower price, 35 compared to professional recorders, have been achieved by 9 * I. * lowering the picture quality. This deterioration is below the model nett. The modeling is for 5-VHS, but with the smallest modifications of 5 98109, the Hi3 mm standard also applies. The recording portion of the camcorder is shown in Figure 2. Only aspects of the video restoration issue are included.

S-videokameranauhurissa CCD-kamerassa on yksi 5 sensori lastu. Huonontumismallissamme sensorimatriisin ulottuvuudet ovat M riviä x N pylvästä. Tyypilliset ulottuvuudet ovat M=575, N=750 CCD-elementtiä tai pik-seliä. Näiden pikselien I(i,j) arvot ovat kuvausprosessin lähde. Nyqvistin kriteerin mukaisesti maksimaaliset 10 toistettavat tilalliset taajuudet ovat horisontaalises ti fH/N/2 ja vertikaalisesti fv=M/2. Korkeammat taajuudet aiheuttavat valetoistomoaree-häiriöitä ja linssi-järjestelmän tulisi sen vuoksi poistaa ne.The S-camcorder CCD camera has one 5 sensor chip. In our deterioration model, the dimensions of the sensor matrix are M rows x N columns. Typical dimensions are M = 575, N = 750 CCD elements or pixels. The values of these pixels I (i, j) are the source of the imaging process. According to the Nyqvist criterion, the maximum 10 reproducible spatial frequencies are horizontally ti fH / N / 2 and vertically fv = M / 2. Higher frequencies cause spurious repetition interference and should therefore be eliminated by the lens system.

Kameranauhureissa käytetyssä mosaiikkivärikoo-15 dauksessa joka toinen horisontaalinen sensoriviiva rekisteröi jaksollisen sarjan syaania (Cy) ja keltaista (Ye) ja joka toinen viiva rekisteröi magentaa (Mg) ja vihreää (G) . YUV pikseliarvot lasketaan 2x2 pikselin ryhmän yli.In the mosaic color coding used in camcorders, every other horizontal sensor line registers a periodic series of cyan (Cy) and yellow (Ye), and every other line registers magenta (Mg) and green (G). YUV pixel values are calculated over a 2x2 pixel group.

20 Y(i,j) = (l/4) (Cy+Ye+Mg+G) = (1/4) [I(i,j)+1(i, j + 1) + I(i+1,j)+1(i + 1,j + 1) ] U(i,j)=(l/4)(Cy+Ye-Mg-G)=(1/4)[I(i,j)+1(i,j+1)-25 I(i+1,j)-I(i+l,j+1)] (3) V (i + 1, j ) = (1/4 ) {Ye+G-Cy-Mg) = (1/1) [ I (i + 1, j ) +1 {it-1, j +1) -. Ki+2, j)-I (i+2, j + 1) ]20 Y (i, j) = (1/4) (Cy + Ye + Mg + G) = (1/4) [I (i, j) +1 (i, j + 1) + I (i + 1 , j) +1 (i + 1, j + 1)] U (i, j) = (1/4) (Cy + Ye-Mg-G) = (1/4) [I (i, j) + 1 (i, j + 1) -25 I (i + 1, j) -I (i + 1, j + 1)] (3) V (i + 1, j) = (1/4) {Ye + G-Cy-Mg) = (1/1) [I (i + 1, j) +1 {it-1, j +1) -. Ki + 2, j) -I (i + 2, j + 1)]

30 i=l,2, ...,M, j = 1,2,... , N30 i = 1.2, ..., M, j = 1,2, ..., N

On helppo nähdä, että (3) tuottaa väärävärivirheitä : erityisesti kuvan vertikaalisille reunoille.It is easy to see that (3) produces false color defects: especially on the vertical edges of the image.

U- ja V-signaalit lasketaan joka toiselle » 35 viivalle. Puuttuvat U- ja V-viivat interpoloidaan kopioimalla edeltävät vastaavat viivat (yksiviivaisen vii-.* ve-elementin avulla). Kameraosasta vastaanotettu maksi- 98109 /- *3 maalinen krominanssitaajuus fz on siten fCv=fv/2, fCH=fH/2. (4) 5 Y lasketaan jokaiselle vertikaaliselle ja horisontaaliselle viivalle, mutta kahden sensorielementin liukuva keskiarvo molemmissa suunnissa vaimentaa Y-taajuuksia erityisesti nollapisteiden fYH/2 ja fYV/2 ympärillä ja fYH:n ja f^in maksimitaa juuksien alapuolella. Lisäksi 10 kamerassa tarvitaan optista alipäästösuodatusta värimo-aree-ilmiön vähentämiseksi, kun tilalliset taajuudet, jotka ovat korkeampia kuin fCH, käännetään takaisin U:n ja V:n kantakaistaan. Moaree-ilmiön eliminointi tarkoittaa, että 25 % Y-taajuuden kaistasta otetaan pois.The U and V signals are calculated for every other »35 lines. Missing U and V lines are interpolated by copying the corresponding corresponding lines (using a single-line vii -. * Ve element). The maximum chrominance frequency fz received from the camera part 98109 / - * 3 is thus fCv = fv / 2, fCH = fH / 2. (4) 5 Y is calculated for each vertical and horizontal line, but the moving average of the two sensor elements in both directions attenuates the Y frequencies especially around the zero points fYH / 2 and fYV / 2 and the maximum of fYH and f ^ in below the hair. In addition, 10 cameras require optical low-pass filtering to reduce the color array Aree phenomenon when spatial frequencies higher than fCH are reversed back to the U and V basebands. Elimination of the Moaree phenomenon means that 25% of the Y-frequency band is taken out.

15 Kameran antama maksimaalinen luminanssitaajuus fL on sen vuoksi alhaisempi kuin Nyqvist-taajuus: fLV=M/(2k!), fLH=N/(2k1) (5) 20 missä l<kt<215 The maximum luminance frequency fL given by the camera is therefore lower than the Nyqvist frequency: fLV = M / (2k!), FLH = N / (2k1) (5) 20 where l <kt <2

Sekä Y että matriksoidut RGB-komponentit on gamma-korjattu jännitteen ja monitorin valon intensiteetin välisen epälineaarisen suhteen korjaamiseksi seuraavan yhtälön mukaisesti: 2 5 γ'-γ7" R'= R™ (6) G’= B'= B»" m 30 Tyypillinen TV-monitoreille on 2,2. Gamma-korjaus lisää pikselin intensiteettiä keskisävyillä.Both Y and matrixed RGB components are gamma-corrected to correct for the nonlinear relationship between voltage and monitor light intensity according to the following equation: 2 5 γ'-γ7 "R '= R ™ (6) G' = B '= B» "m 30 A typical TV monitor is 2.2. Gamma correction increases pixel intensity in midtones.

’j C-signaali muodostetaan gamma-korjauksen ja kaistan rajoituksen jälkeen. Soveltamalla (1) ja (3) saamme krominanssille: 35 7 98109 C(i,j)=U(i,j) sin cot+V(i-2, j ) cosot, i=pariliinen (7) C(i,j)=U (i-2,j)sincot-V(i,j)coswt, i=pariton Tämä tarkoittaa C:n resoluution pienenemistä pystysuo-5 rissa suunnassa, mikä aiheuttaa väärän värityksen reunoilla .‘J The C signal is generated after gamma correction and band limiting. Applying (1) and (3) we get for chrominance: 35 7 98109 C (i, j) = U (i, j) sin cot + V (i-2, j) cosot, i = even (7) C (i, j) = U (i-2, j) sincot-V (i, j) coswt, i = odd This means a decrease in the resolution of C in the vertical direction, which causes incorrect coloring at the edges.

Y-signaali kulkee vertikaalisen (VAPC) ja horisontaalisen aukkokorjauksen (HAPC) läpi, missä toinen derivaatta lisätään siihen reunojen parantami-10 seksi. Liian radikaalin yliampumisen estämiseksi Y-signaali lukittu. Ennen modulaatiota korkeat Y-taajuudet amplifioidaan (ali- ja esikorostussuodatus) nauhoitusten S/N-suhteen parantamiseksi.The Y signal passes through vertical (VAPC) and horizontal aperture correction (HAPC), where a second derivative is added to it for edge enhancement. To prevent too radical overshoot, the Y signal is locked. Prior to modulation, high Y frequencies are amplified (under- and pre-emphasis filtering) to improve the S / N ratio of the recordings.

Y-signaali nauhoitetaan FM-moduloidussa muo-15 dossa poikkeamalla välillä 5,4 ja 7 MHz (Kuva 3). Sivu-kaistat, yhdessä peruskaistan kanssa, varaavat alueen 1,2 MHz:sta 9 MHz:iin. Peukalosäännön, 80 TV-viivaa/1 MHz, mukaisesti alempi perustaajuusraja (5,4 Mhz) antaa resoluution yli 432 horisontaalista TV-viivaa verrattu-20 na n. 240 viivaan yhdistelmävideossa. Parantunut resoluutio on tuloksena nauhan tarkasta magnetisaatiosta.The Y signal is recorded in the FM modulated format with a deviation between 5.4 and 7 MHz (Figure 3). The side bands, together with the baseband, occupy the range from 1.2 MHz to 9 MHz. According to the rule of thumb, 80 TV lines / 1 MHz, the lower fundamental frequency limit (5.4 MHz) gives a resolution of more than 432 horizontal TV lines compared to 20 na for about 240 lines in composite video. The improved resolution is the result of accurate magnetization of the tape.

. Kuitenkin kohina tekee vaikeaksi saavuttaa tämä reso- ·* luutio käytännössä. Tässä keksinnössä käytetyllä video- ’ ' järjestelmällä mitattu fLH oli 380 TV-viivaa=190 jak- ’·: 25 soa/viiva -6 dB vaimennuksella tai 73% PAL/G kaistale- *·· veydestä.. However, noise makes it difficult to achieve this resolution in practice. The fLH measured with the video system used in the present invention was 380 TV lines = 190 divisions with 25 dB / line -6 dB attenuation or 73% PAL / G bandwidth.

··· Nauhoituskrominanssilla apukantajataajuus pie- • · ;*; nenee 626, 953 kHz: iin ja krominanssin kaistaleveys rajoitetaan 1 MHzriin. Yllämainitun peukalosäännön 30 mukaan horisontaalinen väriresoluutio on sitten 80 • · 1*1 viivaa/MHz*0,627 MHz=50 TV-viivaa. Tämä rajoittaa tois- • · • · *. tetun teoreettisen taajuuden fCH=50 jaksoa viiva. Jär- • · ···· With the recording chrominance, the subcarrier frequency is low • ·; *; nenee to 626, 953 kHz and the chrominance bandwidth is limited to 1 MHz. According to the above-mentioned thumb rule 30, the horizontal color resolution is then 80 • · 1 * 1 lines / MHz * 0.627 MHz = 50 TV lines. This limits the second • · • · *. line of the theoretical frequency fCH = 50 cycles. Jär- • · ·

· jestelmässämme mitattu fCH oli 32 jaksoa/viiva -6 dB· The fCH measured in our system was 32 cycles / line -6 dB

t**': vaimennuksella.t ** ': with damping.

.*. 35 AM-moduloitu nauhoitettu krominanssi sisältää » · · ***/ huomattavan suuren taajuuskohinan n, pääasiassa epäva- ♦ · **··’ kaan pää-nauha -kontaktin johdosta. S/N -suhde S- 8 98109 VHS:lle on standardoitu olemaan vähintään 48 dB verrattuna 43 dB:iin kuluttajavideossa. Tämä vastaa 2,5 harmaasävyn 256:sta keskimääräistä kohinaa. Täten kromi-nanssi voidaan jakaa kahteen osaan 5 C(i, j)=Cf (i, j)+n(f) (8) missä Cf on kaistarajoitettu (f< f CH) ja kohinatermin oletetaan taajuusalueen fCH:n yläpuolella.. *. 35 The AM-modulated recorded chrominance contains »· · *** / a considerable amount of frequency noise n, mainly due to the unstable ♦ · ** ··} head-to-tape contact. The S / N ratio for S-8 98109 VHS is standardized to be at least 48 dB compared to 43 dB in consumer video. This corresponds to 2.5 of the 256 average noises of grayscale. Thus, the chromium-nance can be divided into two parts 5 C (i, j) = Cf (i, j) + n (f) (8) where Cf is band-limited (f <f CH) and the noise term is assumed to be above the frequency range fCH.

10 Kuva 3 osoittaa, että AM-moduloitu krominanssi varaa taajuusalueen iuminanssin alapuolelta. Toisin kuin VHStssä S-VHS:ssä ei ole limittymistä taajuusalueiden välillä. Moduloidut Y- ja C-signaalit taajuusmul-tipleksoidaan ja tuodaan nauhoituspäille, joita kamera-15 nauhureissa on vähintään 3 ja nauhureissa kahden ja neljän välillä. Yksi raita pitää yhden kentän nauhalla.10 Figure 3 shows that the AM-modulated chrominance occupies the frequency range below the luminance. Unlike VHS, S-VHS has no overlap between frequency bands. The modulated Y and C signals are frequency multiplexed and applied to recording heads of at least 3 on camera-15 recorders and between two and four on recorders. One track holds one field on the tape.

Päät suunnataan hieman erilaisesti raitaan nähden - ero on 12°. Tämä suuntakulmakoodaus vähentää magneettista ylikuulumista nauhan viereisten raitojen 20 ja kenttien välillä. Ylikuulumista esiintyy, koska kuluttajavideonauhureissa ei käytetä suojakaistoja. Kuitenkin suuntakulmakoodaus ei vähennä krominanssin ylikuulumista kenttien välillä matalasta krominanssi-taajuudesta johtuen. Tuluksena oleva häiritseminen voi 25 ulottua asymptoottisesti useiden viivojen yli.The heads are oriented slightly differently from the track - the difference is 12 °. This directional angle coding reduces the magnetic crosstalk between the strips 20 and the fields adjacent to the strip. Crosstalk occurs because consumer video recorders do not use guard bands. However, directional angle coding does not reduce chrominance crosstalk between fields due to the low chrominance frequency. The resulting interference can extend asymptotically over several lines.

VHS:ssa ja S-VHS:ssa krominanssiraitojen ylikuulumista vähennetään värivaihekiertomenetelmällä (kuva 4). Kaksipäisessä järjestelmässä se toimii seu-raavalla tavalla. Kentän 2 (=kanavan 2) krominanssivii-30 vojen vaihe siirtyy -90°jokaiselle viivalle. Vaihesiir- to on vastakkainen toistettaessa. Saman kentän viivat i-2 ja i summataan ja vastakkaivaiheiset ylikuuluvat signaalit peruutetaan. Vertikaalisille värigradienteil-. le kompensaatio ei toimi täydellisesti, koska vastak- 35 kaisvaiheiset ylikuuluvat signaalit eroavat amplitudil taan. Täten o 98109 C (i,j)=0,5[C(i-4,j)-C(i,j)j+d{Cfi-1,j),C(i^1,j) } (9) missä funktio D{ } kuvaa ei-kompensoitua ylikuulumista vierekkäisistä raidoista i-1 ja i + 1.In VHS and S-VHS, crosstalk in chrominance bands is reduced by the color phase rotation method (Figure 4). In a double-ended system, it works as follows. The phase of the chrominance lines of field 2 (= channel 2) shifts to -90 ° for each line. The phase shift is the opposite during playback. Lines i-2 and i of the same field are summed and the opposite phase crosstalk signals are canceled. For vertical color gradients. The compensation does not work perfectly because the opposite phase crosstalk signals differ in amplitude. Thus o 98109 C (i, j) = 0.5 [C (i-4, j) -C (i, j) j + d {Cfi-1, j), C (i ^ 1, j)} ( 9) where the function D {} describes uncompensated crosstalk from adjacent stripes i-1 and i + 1.

5 Vaihekiertojärjestelvstä johtuen ei-kompen- soidulla ylikuulumisella on jaksollinen rakenne, joka toistaa itsensä 8 horisontaalisen viivan jälkeen. Kuva 4 esittää, että jakso sisältää siirtymisiä (esim. i+2 m i+3) viivoista, joissa ylikuuluva ja hyödyllinen sig-10 naali ovat samassa vaiheessa (kylläinen väri), viivoihin, joissa ylikuuluva ja hyödyllinen signaali ovat vastakkaisvaiheiset (harmaampi väri). Tämä ilmenee vääränä värityksenä, joka vaihtelee viivasta viivaan.5 Due to the phase rotation system, uncompensated crosstalk has a periodic structure that repeats itself after 8 horizontal lines. Figure 4 shows that the period includes transitions (e.g., i + 2 m i + 3) from lines where the crosstalk and useful signal are in phase (saturated color), to lines where the crosstalk and useful signal are in opposite phases (gray color) . This manifests as a wrong coloring that varies from line to line.

Toistettaessa alipäästösuodatin erottaa Y- ja 15 C-signaalit. Y-s.ignaali kulkee läpi "kaksois-rajoittimen”, poispudotuskompensaattorin, kohinanra-joittajan ja jälkivaimennuspiirin. C on aikaperuskor-jattu korjattu kummallekin taajuudelle ja vaihevirheil-le, jotka aiheutuvat nauhan nopeuden vaihteluista 20 (värinä) .During playback, the low-pass filter separates the Y and 15 C signals. The Y-s signal passes through a "double limiter", a drop-off compensator, a noise limiter, and a post-attenuation circuit, C is time-corrected for both frequencies and phase oscillations caused by tape speed variations 20 (vibration).

Kun C on dekoodattu U:ksi ja V:ksi, saman kentän vierekkäiset horisontaaliset viivat lasketaan keskiarvoina kuten yllä on kuvattu: 25 C (i,j)=0,5[C(i-2,j)+C(i,j)] (10)When C is decoded into U and V, the adjacent horizontal lines in the same field are averaged as described above: C (i, j) = 0.5 [C (i-2, j) + C (i, j )] (10)

Yhdistämällä (8), (9) ja (10) saamme C'(i.j = -i.C/(i- 21, j) + D{cf 0 - 1.J). C, (i + l.j)} +n (11) 4 i-o 30 : Yhtälö(ll) tarkoittaa, että alkuperäinen krominanssi . viivassa i vaikuttaa nauhoitettuun krominanssiin vii vaan i+6 saakka - merkittävä menetys vertikaaliseen väriresoluutioon. Yhtälöstä (7) johtuen on olemassa *· 35 vaikutus jopa i+8:ssa. Lisäksi on olemassa ei- .* kompensoitu kentän ylikuuluminen, joka ulottuu yli 8 10 98109 viivan yli. Tuloksena on näkyvä värin liike alaspäin yhdistettynä viiva-vaihtelevaan väärään -'ärityKseen, erityisesti horisontaalisissa reunoissa, kylläisillä väreillä. Sitäpaitsi kylläisyys vähenee aina, kun vie-5 rekkäisten viivojen signaaleista lasketaan keskiarvo antaen vaaleamman kuvan.Combining (8), (9) and (10) we get C '(i.j = -i.C / (i-21, j) + D {cf 0 - 1.J). C, (i + l.j)} + n (11) 4 i-o 30: Equation (ll) means that the original chrominance. on line i affects the recorded chrominance up to vii but i + 6 - a significant loss in vertical color resolution. Due to Equation (7), there is an * · 35 effect even at i + 8. In addition, there is a non-. * Compensated field crosstalk that extends beyond the 8 10 98109 line. The result is a visible downward movement of the color combined with a line-varying false coloring, especially at the horizontal edges, with saturated colors. In addition, saturation decreases whenever the signals of the 5-lane lines are averaged to give a lighter image.

Yhtälö·' (11) voidaan ajatella esittävän 7-kokoisen suodattimen vertikaalista keskiarvoa ja sen taajuusvasteessa on 6 nollaa kohdissa 2π/7, 4π/7, 10 ...12π/7. Pikselit siirtyvät alaspäin kuvassa seitse mällä pikselillä.Equation · '(11) can be thought of as representing the vertical average of a 7-dimensional filter and has a frequency response of 6 zeros at 2π / 7, 4π / 7, 10 ... 12π / 7. The pixels move down the image by seven pixels.

Keksinnön tarkoitus on, aiempien kappaleiden mallinnuksen perusteella, eliminoida yllä mainitut haitat ja parantaa videopainatuksen laatua.The object of the invention is, on the basis of the modeling of the previous pieces, to eliminate the above-mentioned disadvantages and to improve the quality of video printing.

15 Menetelmässä videopainatuksen laadun paranta miseksi PAL-videosignaali koostuu luminanssisignaalista Y ja krominanssisignaalista C ja amplitudista C=Usino)t+Vcostöt. Keksinnön mukaisesti menetelmä sisältää seuraavat vaiheet: 20 - keskiarvon laskeminen neljästä peräkkäisestä kuvasta PAL-jaksossa Y:n, U:n ja V:n suhteen, - horisontaalisen krominanssin tasoittaminen scvelt.a- ; maila alipäästösuodatinta krominanssiviivaan kohinan vähentämiseksi, taajuudella, joka on korkeampi kuin 't 25 ylempi kaistaleveysraja fCH, ·: - krominanssin vertikaalinen suodatus alipäästösuodat- :* tinella, valiten päästökaistan poisleikkaustaa juudeksi ·*: fp C:n ensimmäisen nollakohdan sivukeilojen vähentämi seksi, 30 - horisontaalisen krominanssiresoluution parantaminen • · V.' käyttämällä tarkempaa luminanssi-informaatiota, - kylläisyyden lisääminen muuntamalla RGB HL5:ksi ja ··· i ' takaisin ja : - kameranauhurin tekemän gamma-korjauksen kompensaatio.15 In a method for improving the quality of video printing, a PAL video signal consists of a luminance signal Y and a chrominance signal C and an amplitude C = Usino) t + Vcostöt. According to the invention, the method comprises the following steps: - averaging four consecutive images in the PAL period with respect to Y, U and V, - smoothing the horizontal chrominance scvelt.a-; club low-pass filter to reduce noise at the chrominance line, at a frequency higher than 't 25 upper bandwidth limit fCH, ·: - vertical filtering of chrominance low-pass filters-: * Tinella, choosing improving horizontal chrominance resolution • · V. ' using more accurate luminance information, - increasing saturation by converting RGB to HL5 and ··· i 'back, and: - compensating for gamma correction by the camcorder.

35 Koska 4,43 MHz aoukantaja moduloi krominanssin * * * ·* m * 1*.' apukantajan jäännökset tuottavat tunnetun shakkilauta- ·*·’ kuvion toistettuun UV- ia RGB-signaaliin. Myös toistet- 11 98109 tu Y sisältää apukantajan jäännöksiä. Koska Y- ja C-signaalit ovat erillisiä S-videossa eivätkä sekoitettuja toisiinsa kuten tavallisessa kuluttajavideossa, tämän ristiluminanssivaikutuksen ei pitäisi ilmestyä 5 teoriassa. Vaikka Y- ja C-signaalit sekoitettaisiin yhteen nauhalla nauhalle nauhoitettaessa interferenssiä ei tulisi tapahtua, koska apukantajan taajuus on alhaisempi, siten että C varaa taajuusalueen Y:n alapuolelta ilman limitystä.35 Since the 4.43 MHz carrier modulates the chrominance * * * · * m * 1 *. ' the remnants of the subcarrier produce a known chessboard · * · ’pattern for the reproduced UV and RGB signal. Repeated 11 98109 tu Y also contains residues of the subcarrier. Since the Y and C signals are separate in S-video and not mixed with each other as in normal consumer video, this cross-luminance effect should not appear in 5 theories. Even if the Y and C signals are mixed together during tape-to-tape recording, interference should not occur because the frequency of the subcarrier is lower, so that C reserves the frequency range below Y without overlap.

10 Tämä apukantajan alentaminen ei ole täysin menestyksellistä käytännössä. 4,43 MHz apukantajan osat säilyvät alasmuunnetussa C-signaalissa, joka sekoittuu Y:n kanssa nauhoituksessa. Toistettaessa nämä apukantajan jäännökset leviävät Y-signaaliin, koska ne ovat Y:n 15 alemmassa sivukaistassa.10 That reduction of the applicant is not entirely successful in practice. Parts of the 4.43 MHz subcarrier are retained in the downconverted C signal, which is mixed with Y in the recording. When repeated, these subcarrier residues propagate to the Y signal because they are in the lower sideband of Y 15.

Häiritseminen on suurinta kylläisillä väreillä. Tämä on selvää, pitäen mielessä, että nauhoittama-tomassa PAL-signaalissa krominanssi on kaikilla kylläisillä perusväreillä suurempi kuin luminanssi. Kauttaal-20 taan samanlaiselle siniselle krominanssi on jopa 4 kertaa suurempi. Kokeellisessa järjestelyssä jäännösten amplitudi Y:ssä oli 6% kauttaaltaan samanlaisen sinisen signaalin alueella.Disturbance is greatest with saturated colors. This is clear, bearing in mind that in an unrecorded PAL signal, the chrominance is higher than the luminance in all saturated base colors. For a blue similar to 20, the chrominance is up to 4 times higher. In the experimental arrangement, the amplitude of the residues in Y was 6% over the entire range of the similar blue signal.

Laskemalla keskiarvo PAL-jakson neljästä ku-25 vasta Y:n, U:n ja V:n suhteen apukantajan jäännökset tulevat pienemmiksi, koska vastakkaisvaiheisten kuvaparien (1,3) ja (2,4} apukantajat vaimentavat toisiaan (kuva 1) .By averaging the four ku-25 periods of the PAL period for only Y, U, and V, the subcarrier residues become smaller because the subcarriers of the opposite-phase image pairs (1,3) and (2,4} attenuate each other (Fig. 1).

Υ' = ΣΥ· (12) 30 vastaavasti U:lle ja V:lle, missä t viittaa PAL-jakson kuvanumeroon.Υ '= ΣΥ · (12) 30 for U and V, respectively, where t refers to the image number of the PAL sequence.

; Menestyksellinen suodatus vaatii joko että näkymä on staattinen yli neljän kuvan tai että muuttuvat alueet jätetään oois keskiarvon laskemisesta. Vain : 35 staattiset näkymät otetaan huomioon tässä keksinnössä.; Successful filtering requires either that the view be static over four images or that variable areas be omitted from the oois averaging. Only: 35 static views are considered in this invention.

««

Keskiarvojen laskeminen parantaa myös S/N -suhdetta, 98109 1. ίί.Calculating averages also improves the S / N ratio, 98109 1. ίί.

mutta tämä parannus merkitykseltään vähäinen verrattuna vähennykseen apukantajassa.but this improvement is insignificant compared to the reduction in the co-carrier.

Johtuen krominanssin matalasta kaistaleveydestä verrattuna luminanssiin digitoiduista horisontaali-5 sista krominanssiviivoista U ja V otetaan liikaa näytteitä. Sen vuoksi on luottamusta herättävää soveltaa alipäästösuodatinta krominanssiviivaan kohinan vähentämiseksi, taajuudella, joka on korkeampi kuin ylempi kaistaleveysraja fCH (katso (8)). Suodattaminen vähentää 10 myös väärää loisväritystä, joka tapahtuu (3):ssa.Due to the low bandwidth of chrominance compared to luminance digitized horizontal chrominance lines U and V, too many samples are taken. Therefore, it is confident to apply a low-pass filter to the chrominance line to reduce noise, at a frequency higher than the upper bandwidth limit fCH (see (8)). Filtration also reduces the false parasitic coloring that occurs in (3).

Ei-rekursiivista äärellistä impulssivaste (FIR) suodatinta sovelletaan 2K+1 pikselin konvoluutioikkunan yli: U'(ij) ~ Σ hn(k)U(i,j -k), (13)A non-recursive finite impulse response (FIR) filter is applied over the 2K + 1 pixel convolution window: U '(ij) ~ Σ hn (k) U (i, j -k), (13)

i-Ki-C

15 samankaltaisesti V:lle15 similarly to V.

Koska pienet väreilyt ovat tärkeämpiä kuin kapea siirtymäalue päästökaistasta estokaistaan, suorakulmainen ikkunasuodatin ei ole sovelias. Sen sijaan 20 valitaan Kaiser-suodatin säädettävällä vaihtimella (tradeoff) sivukeilatason ja siirtymäleveyden välillä. Horisontaalinen impulssivaste hH lasketaan kertomalla ideaalisen alipäästötaajuusvasteen äärettömänpituinen impulssivaste h-, ikkunafunktiolla w: : 25 hH0) = wWhj(j)· >*·</) =-—--.-K<j<K 1141 io(a) •. = 0 muualla Ä (xV 1 30 missä I0(x) = l + Y - —- T.I ^2J n! .· L. _ 13 98109 on modifioitu ensimmäisen kertaluvun ja nollannen asteen Bessel-funktio. a ja K määrätään värinästä d ja muuttumisleveydestä, siis taajuusvasteen fs (esto-kaistan poisleikkaus) - fp (päästökaistan poisleikkaus) 5 Videojärjestelmässämme, jossa kuvasta otetaan näytteitä 512 näytettä/viiva, sovelletaan seuraavaa suunnittelukriteeriä: maksimaalinen päästökaistan ja estokaistan värähtely =-27,98 dB, muuttumisalue alkaa kohdasta fp = fCH =32 jaksoa/viiva ja päättyy kohdassa 10 f, = 64 jaksoa/viiva. Kaiser-algoritmi laskee symmetrisen suodattimen 17 16-bitin hH(k) vakiolla kuvassa 5 kuvatulla taajuusvasteella.Because small vibrations are more important than a narrow transition range from the passband to the cut-off band, a rectangular window filter is not suitable. Instead, a Kaiser filter is selected with an adjustable tradeoff between the side beam plane and the transition width. The horizontal pulse response hH is calculated by multiplying the ideal low-pass frequency response by the infinite-length pulse response h-, with the window function w:: 25 hH0) = wWhj (j) ·> * · </) = -—--.- K <j <K 1141 io (a) •. = 0 elsewhere Ä (xV 1 30 where I0 (x) = l + Y - —- TI ^ 2J n!. · L. _ 13 98109 is a modified first-order and zero-order Bessel function. A and K are determined from the vibration d and of the variation width, i.e. the frequency response fs (cut-off band cut-off) - fp (pass-through cut-off) 5 In our video system, where 512 samples / line are sampled, the following design criterion applies: fCH = 32 cycles / line and ends at 10 f, = 64 cycles / line The Kaiser algorithm calculates a symmetric filter 17 with a constant 16-bit hH (k) with the frequency response described in Figure 5.

Kuva 6 esittää suunnitellun suodattimen soveltamisen U-viivaan. Suodatin selvästi vähentää kohinaa 15 muuttamatta merkittävästi käyrän muotoa.Figure 6 shows the application of the designed filter to the U-line. The filter clearly reduces noise 15 without significantly changing the shape of the curve.

Värien pudotus ja väärä väritys, ilmaistu yhtälöissä (9) ja (10), on käsiteltävä hyväksyttävän kuvan laadun saamiseksi. Huonontumistavan kääntämiseen perustuva restoraatio ei osoittautunut menestykselli-20 seksi, koska toistetussa kuvassa oleva kohina aiheutti kumulatiivisesti kasvavan restoraatiovirheen restoration edetessä kuvaa alaspäin. Sen sijaan alipäästösuo-datus oli tehokas. C:n ensimmäinen nollakohta, 2p/7, valittiin päästökaistan poisleikkaustaajuudeksi fp 25 (ll):ssa mallinnettujen sivukeilojen vähentämiseksi.Color drop and miscoloration, expressed in Equations (9) and (10), must be addressed to obtain acceptable image quality. Restoration based on the inversion of the deterioration pattern did not prove to be successful because the noise in the reproduced image caused a cumulatively increasing restoration error as the restoration progressed down the image. Instead, low-pass filtering data was effective. The first zero point of C, 2p / 7, was chosen as the cut-off frequency of the passband in fp 25 (II) to reduce the side beams modeled.

: Koska fp=575/7=82 jaksoa/viiva, fs valittiin olemaan 140 • jaksoa/viiva. Maksimaalinen väreily d on jälleen ase- . tettu -27,96 dB, antaen Kaiser-suodattimen 17 vakiolla.: Since fp = 575/7 = 82 cycles / line, fs was chosen to be 140 • cycles / line. The maximum vibration d is again armed. -27.96 dB, giving a Kaiser filter of 17 constant.

Suodatetut pikselit siirretään 7 viivaa ylöspäin kuvas-30 sa.The filtered pixels are shifted 7 lines up in Figure 30.

* 8 U'(i-7J)=Yik.(k)U(i-kJ), (15) *— * *: vastaavasti Ville.* 8 U '(i-7J) = Yik. (K) U (i-kJ), (15) * - * *: respectively Ville.

Tämä suodatin "nostaa ylös" pudotetut värit ja vähentää raidan ylikuulumisen aiheuttamaa värien muut- : ’ 35 tumista peräkkäisissä viivoissa. Raidan ylikuulumisen peruuntuminen on ilmeistä, koska vaihekierron 8 viivan 98109 + A * jakso sopii suodatinikkunaan. Kuitenkin aiipäästösuoda-tus vähentää kylläisyyttä, :uten yllä on mainittu.This filter "lifts" the dropped colors and reduces the color change caused by the crosstalk of the stripe in '35 consecutive lines. The cancellation of the track crosstalk is obvious because the section of line 98109 + A * of phase cycle 8 fits in the filter window. However, high pass filtering reduces saturation, as mentioned above.

Kuten yllä on mainittu nauhoitettu krominans-sin horisontaalinen resoluutio fCH on vain 32 jak-5 soa/viiva verrattuna 190 jaksoa/viiva luminanssille.As mentioned above, the recorded chrominance horizontal resolution fCH is only 32 parts per 5 lines / line compared to 190 cycles per line for luminance.

Tämä tarkoittaa, että muutokset krominanssissa ovat hitaita aiheuttaen värien juoksemisen vertikaalisilla reunoilla, mikä on erityisen näkyvää luminanssin ollessa pieni. Kuitenkin horisontaalista krominanssiresoluu-10 tiota voidaan parantaa käyttämällä tarkempaa luminans-si-informaatiota. Tällaiset parannusmenetelmät ovat olleet käytössä jonkin aikaa piireissä, jotka on tehty edistyneille analogisille ja digitaalisille televisioille. Nämä piirit havaitsevat ja terävöittävät kromi-15 nanssimuutoksia. Terävöitynyt muutos tapahtuu alkupe räisen muuttumisjakson lopussa. Luminanssin muutosta viivytetään siten, että se tapahtuu samaan aikaan terävöityneen krominanssin muutoksen kanssa. Kuitenkin tämä menetelmä reunan siirtymisen oikealle tyypillisesti 8-20 10 pikseliä, mikä vääristää kuvauskohteiden geometriaa.This means that changes in chrominance are slow, causing colors to run at the vertical edges, which is especially noticeable when the luminance is low. However, the horizontal chrominance cell can be improved by using more accurate luminance information. Such Healing Methods have been in use for some time in circuits made for advanced analog and digital televisions. These circuits detect and sharpen chromium-15 nuance changes. The sharpened change occurs at the end of the original change period. The change in luminance is delayed so that it occurs at the same time as the change in sharpened chrominance. However, this method of edge shift to the right is typically 8 to 20 by 10 pixels, which distorts the geometry of the subjects.

Tässä keksinnössä kehitettiin uusi menetelmä (Kuva 7) : 1) Horisontaaliset U- ja V-tasaantumisintervallit vii-*: valla i havaitaan liukuvasta differenssistä: 25 , : IU(i,j+p)-U(i,j) I >T —> tasaantumisintervalli s alkaa .· j: stä • · • · « ·; IU(i,j+p)-U(i,j) I<T —► tasaantumisintervalli s päättyy 30 j+p:hen, vastaavasti Ville • · • · ···. missä p on, esim 8 pikseliä. T on kynnys, esim. 15 • · "... 35 harmaasävyä 256:sta.In the present invention, a new method was developed (Figure 7): 1) The horizontal U and V equalization intervals on line i are observed from the sliding difference: 25,: IU (i, j + p) -U (i, j) I> T -> the equalization interval s starts from · j • · • · «·; IU (i, j + p) -U (i, j) I <T —► the equalization interval s ends at 30 j + p, respectively Ville • · • · ···. where p is, e.g., 8 pixels. T is the threshold, e.g., 15 • · "... 35 shades of gray out of 256.

• · · I *• · · I *

· 2) Intervallin pituus on rajoitettu maksimissaan L· 2) The interval length is limited to a maximum of L

• · · » · • ♦ ··· 98109 pikseliin (esim. 25 pikseliä).• · · »· • ♦ ··· 98109 pixels (eg 25 pixels).

3) Lähetysintervallit toisiaan koskettavista peräkkäisistä viivoista yhdistetään muuttumisalueeseen s.3) The transmission intervals of successive lines touching each other are combined with the change range s.

5 4) Tasoitetun Y:n maksimaalisen ensimmäisen derivaatan paikan ys(j) (käännepiste) havaitseminen muuttumisin-tervallissa viivassa j.4 4) Detection of the position ys (j) (inflection point) of the maximal first derivative of smoothed Y in the change-tar line on line j.

10 5) Käännepisteiden paikat mediaanisuodatetaan muuttu- misalueessa s terävöitettyjen reunojen piikkimäisten poikkeamien välttämiseksi. Ytimen koko on R pikseliä.5 5) The locations of the turning points in the median are filtered in the change region s to avoid spike-like deviations of the sharpened edges. The kernel size is R pixels.

R/2 y'sU) = medianiysUJ)} k.-R/2 15 6) Uusi muuttumisintervalli keskittyy (y'(j)-l^y's(j)+l) (samankaltaisesti V:lle).R / 2 y'sU) = medianiysUJ)} k.-R / 2 15 6) The new change interval is concentrated (y '(j) -1 ^ Y's (j) + 1) (similar to V).

Johtuen tilallisesta krominanssin alipäästö-suodattamisesta sekä kameranauhurin funktioissa 20 (yhtälöt 8-11) että restoraatioalgoritmeissa (yhtälöt 12-14) kylläisyys vähentyy huomattavasti tuloksena ollen vaaleat värit. Tästä syystä kylläisyyttä paranne-; taan muuntamalla RGB HLSrksi ja takaisin. Tyypillisesti . S kasvaa 20-40 %.Due to spatial chrominance low-pass filtering in both the camcorder functions 20 (Equations 8-11) and the restoration algorithms (Equations 12-14), saturation is significantly reduced, resulting in light colors. For this reason, satiety improves; by converting RGB to HLS and back. Typically. S increases by 20-40%.

. 25 Viimeinen vaihe keksinnön mukaisessa paranta- * misessa on kameranauhurin tekemän gamma-korjauksen ’· (yhtälö (6)) kompensointi. RGB-arvot kulkevat läpi • · ’· sarjan sävykäyriä, jotka on määritetty (6):sta kuten * myös painatusprosessin gamman gp arvioinnilla. gp arvi- 30 oidaan mittaamalla painetun arkin mustavalkokiilan intensiteetti. Kompensaatio on siten * * tm : ' R = R* ·· ym : : G* ··· • jm 5’= B* • · • * ·· * • · · ♦ * · 16 98109. The final step in the enhancement according to the invention is the compensation of the gamma correction by the camcorder (equation (6)). RGB values pass through a series of tone curves • · ’· determined from (6) as well as * also by estimating the gamma gp of the printing process. gp is estimated by measuring the intensity of the black and white wedge of the printed sheet. The compensation is thus * * tm: 'R = R * ·· ym:: G * ··· • jm 5' = B * • · • * ·· * • · · ♦ * · 16 98109

Kuvan 8 järjestelmä muodostettiin toteuttamaan keksinnön menetelmä. Video kuvattiin Panasonic S-VHS kameranauhurilla NV-MS70E. Luette.lokohteita kuvattiin 30-60 s ajan. Täten videopainatusoperaattorilla oli 5 valita oikea siepattava näkymä. Nauha esitettiin Panasonic AG7330 S-VHS pöytänauhurilla. S-videosignaali meni sitten PAL/RGB -muuntimen VIDI/O BOX, jonka on valmistanut Truevision, läpi. Y-signaali kiersi muuntimen läpi antaen neljä tulostetta YRGB, joista käytimme 10 YRB. Tämän vaihtoehtona olisi ollut digitoida kaikki neljä YRGB signaalia, mutta tämä olisi vaatinut nelikanavaisen sieppauslaitteen, joka on kalliimpi. G-komponentti jätettiin väliin, koska se on kaikkein stabiilein komponentti matemaattisesti laskettavaksi 15 muista kolmesta signaalista. Digitoivaa ja prosessoivaa korttia SIEPPO, jonka ovat kehittäneet yhdessä VTT ja TT Oy, käytettiin järjestelmässä. Kortti toimii PCrssä, joka on varustettu AT-väylällä. SIEPPO perustuu Texas Instrumentsin graafiseen prosessoriin. Kortin alkaessa 20 digitoimaan viivan synkronointipulssista, se välittömästi toipuu kohinaisesta viivasta. Sen vuoksi se käyttäytyy paremmin kuin vaihelukitut kuvasiepparit videosignaalin laadun ollessa huono. SIEPON 3 Mb muisti .·. sallii peräkkäisten 512*512 kuvan varastoimisen YRB- t · 25 muodossa. Digitointitarkkuus on 8 bittiä näytettä ia • · * . värikomponenttia kohti. Mitattu A/D-muunnos oli hyvin ’· ** lineaarinen, ±1 %:n sisällä. Vaadittu näytteenottovauh- ♦ · · *· ti 2*ίω=380 näytettä/viiva saavutetaan helposti, koska 512 näytettä otettaan jokaisesta horisontaalisesta * · · il ' 30 viivasta. Vertikaalisessa suunnassa alimmat 63 viivaa jätetään pois.The system of Figure 8 was formed to implement the method of the invention. The video was recorded on a Panasonic S-VHS camcorder NV-MS70E. Read items were imaged for 30-60 s. Thus, the video print operator had 5 to select the correct view to capture. The tape was performed on a Panasonic AG7330 S-VHS desktop recorder. The S-video signal then passed through the PAL / RGB converter VIDI / O BOX manufactured by Truevision. The Y signal circulated through the converter, yielding four YRGB outputs, of which we used 10 YRBs. The alternative to this would have been to digitize all four YRGB signals, but this would have required a four-channel capture device, which is more expensive. The G component was omitted because it is the most stable component to be mathematically calculated from 15 of the other three signals. The digitizing and processing card SIEPPO, developed jointly by VTT and TT Oy, was used in the system. The card works on a PC equipped with an AT bus. SIEPPO is based on a Texas Instruments graphics processor. As the card begins to 20 digitize the line from the sync pulse, it immediately recovers from the noisy line. Therefore, it behaves better than phase-locked image captors when the video signal quality is poor. SIEPON 3 Mb memory. allows consecutive 512 * 512 images to be stored in YRBt · 25 format. Digitization accuracy is 8 bits for sample and • · *. per color component. The measured A / D conversion was very ‘· ** linear, within ± 1%. The required sampling rate ♦ · · * · ti 2 * ίω = 380 samples / line is easily achieved as 512 samples are taken from each horizontal * · · il '30 line. In the vertical direction, the lowest 63 lines are omitted.

; Signaalin prosessointia sovelletaan keksinnön ··· mukaisesti. Neljä oeräkkäistä kuvaa siepataan ja YRB-komponenteista lasketaan ajallinen keskiarvo sieppaus- • * ♦ *·* * 35 kortissa. PC laskee värieropikselit U=B-Y ja V=R-Y. U- ♦ · · *...· ja V-pikselit suodatetaan horisontaalisesti ja verti- ♦ : kaalisesti ja värien muuttumista terävöitetään horison- ·♦» * • * • · • ♦ · 17 98109 taalisessa suunnassa. Tämän jälkeen kuvakomponentit Y, U ja V muunnetaan takaisin YRB:ksi. Vihreä arvo lasketaan sitten modifioidun videoyhtälön mukaisesti: 5 G=(l/0,587) (Y-0,239R-0,11B) (17); Signal processing is applied according to the invention. Four consecutive images are captured and the time average of the YRB components is calculated on the capture * * ♦ * · * * 35 card. The PC calculates the color difference pixels U = B-Y and V = R-Y. U- ♦ · · * ... · and V-pixels are filtered horizontally and vertically, and color changes are sharpened in the horizontal ♦ »* • * • · • ♦ · 17 98109 horizontal direction. The image components Y, U and V are then converted back to YRB. The green value is then calculated according to the modified video equation: 5 G = (l / 0.587) (Y-0.239R-0.11B) (17)

Lopuksi värikylläisyyttä kasvatetaan, kameranauhuriin lisätty gamma-korjaus kompensoidaan ja sivusuhde muutetaan 4:3:ksi. Nyt RGB-kuva on valmis edelleen proses-10 sointia varten, esim sivuntaittoohjelmassa.Finally, the color saturation is increased, the gamma correction added to the camcorder is compensated, and the aspect ratio is changed to 4: 3. Now the RGB image is still ready for process-10 sounding, e.g. in a page layout program.

Keksinnön mukaisella videopainatusmenetelmällä saavutetut tulokset osoittavat merkittävää paranemista värin laadussa. Erityisesti apukantajakuva ja vertikaalinen värien jääminen pois on tehokkaasti poistettu.The results obtained with the video printing method according to the invention show a significant improvement in color quality. In particular, the subcarrier image and vertical color omission have been effectively removed.

15 Parannus tehtiin mahdolliseksi mallintamalla kuvan huononemisprosessi S-VHS-kameranauhureissa ja perustamalla restoraatiojärjestelmä tähän malliin. Koska nauhoituksessa krominanssikomponentti on vääristyneempi kuin luminanssi, suurin osa restoraatiosta liittyy 20 krominanssiin.15 The improvement was made possible by modeling the image degradation process in S-VHS camcorders and setting up a restoration system on this model. Because the chrominance component in the recording is more distorted than the luminance, most of the restoration is associated with 20 chrominance.

Keksintö osittaa selvästi, että videopainatus on soveltuva teknologia matalalaatuisille tuotteille, kuten eräille myyntiluetteloille, jotka sisältävät pieniä tai keskikokoisia kuvia.The invention clearly shows that video printing is a suitable technology for low quality products, such as some sales catalogs that contain small or medium-sized images.

»»

Claims (7)

1. Förfarande för förbättrande av en video-trycknings kvalitet, väri en PAL-videosignal bestär av en luminanssignal Y och en krominanssignal C, dä ampli-5 tuden av C är Usincot + Vcosot och väri beräknas medel-värdena ur en PAL-series fyra efter varandra följande bilder i förhillande till Y, U och V, kanne-t e c k n a t därav, att däri ingctr skedena: - utjämning av den horisontala krominansen genom att 10 tillämpa ett lägpassfilter för minskande av krominans- linjens brus, pä en högre frekvens än den övre band-breddsgränsen fCH, - vertikal filtrering av krominansen med ett lägpass-filter, genom att som passbands avskärningsfrekvens fp 15 väljä C's första nollställe för minskande av sidkäglor-na, - förbättring av den horisontala krominansresolutionen genom att använda exaktare luminansinformation, - ökning av mättnaden genom överföring av RGB till HLS 20 samt tillbaka och - kompensering av den av kamerabandinspelningsapparaten ·.· gjorda gamma-korrigeringen.1. A method for improving the quality of a video printing, where a PAL video signal consists of a luminance signal Y and a chrominance signal C, where the amplitude of C is Usincot + Vcosot and the mean values are calculated from a PAL series four successive images in relation to Y, U and V, may be drawn therein, including the stages: - equalization of the horizontal chrominance by applying a low-pass filter to reduce the noise of the chrominance line, at a higher frequency than the upper bandwidth limit fCH, - vertical filtering of the chrominance with a low-pass filter, by selecting as the passband cut-off frequency fp 15 C's first zero point for reducing the side cones, - improving the horizontal chrominance resolution by using more accurate luminance information, saturation by transferring RGB to HLS 20 and back and offset by the camera tape recorder ·. gamma correction. : 2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n - netecknat därav, att vyn är statisk under en : 25 tid av fyra bilder.A method according to claim 1, characterized in that the view is static for one: 25 times of four images. 3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n -netecknat därav, att omrädena som förändras lämnas utanför beräkningen av medelvärdet.3. A method according to claim 1, characterized in that the changed areas are left out of the calculation of the mean. 4. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n - 30 netecknat därav, att förbättringen av den horisontala krominansresolutionen innehäller följande skeden: iakttagande av horisontala U- och V-stabili- seringsintervaller i gildande differenser, 35. begränsning av intervallerna tili en viss mängd pixel, - förenande av omvandlingsintervallerna ur intill va- 98109 21 randra liggande varandra berörande linjer till ett omvandlingsomräde, - iakttagande av en utjämnacl Y's maximala fcrsta deri-vata i en linjes omvandlingsintervall, 5. medianfiltrering av inflexionspunktsplatserna för undvikande av i omvandlingsomrädet skarpare blivna kanters taggliknande avvikeiser, och - centrering av de nya omvandlingsintervallerna.4. A method according to claim 1, characterized in that the improvement of the horizontal chrominance resolution contains the following stages: observing horizontal U and V stabilization intervals in applicable differences, 35. limiting the intervals to a certain amount of pixels. - joining of the conversion intervals from adjacent contact lines to a conversion region, - observing a maximum equilibrium Y's maximum derivative in a line's conversion interval, 5. median filtration of the inflexion point blending diverting points for avoidance points. deviation, and - centering on the new conversion intervals. 5. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n - 10 netecknat därav, att gP uppskattas genom att mätä det tryckta arkets svartvita kils intensitet.5. A method according to claim 1, characterized in that gP is estimated by measuring the intensity of the black and white wedge of the printed sheet. 6. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n - netecknat därav, att i den horisontala kromi-nansens utjämning väljs i stället för ett rätvinkligt 15 fönsterfilter ett Kaiserfilter med reglerbar växela-nordning (tradeoff) mellan sidokägelplanet och omvand-lingsbredden.6. A method according to claim 1, characterized in that, instead of a rectangular window filter, a Kaiser filter with a tradeoff between the sidewall plane and the conversion width is selected instead of a rectangular window filter. 7. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n - netecknat därav, att i den vertikala krominan- 20 sens utjämning väljs i stället för ett rätvinkligt fönsterfilter ett Kaiserfilter med reglerbar växela-; nordning (tradeoff) mellan sidokägelplanet och omvand- lingsbredden. }7. A method according to claim 1, characterized in that, in the leveling of the vertical chrominance, instead of a right-angled window filter, a Kaiser filter with adjustable gear is selected; a tradeoff between the sidewall plane and the conversion width. }
FI942296A 1994-05-17 1994-05-17 A method for improving the quality of video printing FI98109C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI942296A FI98109C (en) 1994-05-17 1994-05-17 A method for improving the quality of video printing

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI942296A FI98109C (en) 1994-05-17 1994-05-17 A method for improving the quality of video printing
FI942296 1994-05-17

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI942296A0 FI942296A0 (en) 1994-05-17
FI942296A FI942296A (en) 1995-11-18
FI98109B true FI98109B (en) 1996-12-31
FI98109C FI98109C (en) 1997-04-10

Family

ID=8540715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI942296A FI98109C (en) 1994-05-17 1994-05-17 A method for improving the quality of video printing

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI98109C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI942296A0 (en) 1994-05-17
FI98109C (en) 1997-04-10
FI942296A (en) 1995-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4774565A (en) Method and apparatus for reconstructing missing color samples
EP1241896B1 (en) Colour image pickup device with improved colour filter array
US5778106A (en) Electronic camera with reduced color artifacts
US7970231B2 (en) Image processing method
US5825429A (en) Apparatus and method for generating interpolated image data
US5668914A (en) Video signal reproduction processing method and apparatus for reproduction of a recorded video signal as either a sharp still image or a clear moving image
JPH0575235B2 (en)
US20060023089A1 (en) Method and apparatus for converting motion image data, and method and apparatus for reproducing motion image data
JPH0352276B2 (en)
KR20020087951A (en) Green reconstruction for image sensors
KR19990063462A (en) Image signal processing device
JP4305071B2 (en) Signal correction method
JP3458080B2 (en) Color imaging device
US6900838B1 (en) Method of processing image signal from solid-state imaging device, image signal processing apparatus, image signal generating apparatus and computer program product for image signal processing method
EP0098559B1 (en) Solid state color imaging apparatus
FI98109B (en) Method for improvement of the quality of video compression
CA1317024C (en) Recovery of luminance and chrominance information from an encoded color television signal
US5043798A (en) Band compression transmission system for video signal using sub-Nyquist sampling
KR20060021391A (en) Luminance and color separation
Zapryanov et al. Comparative study of demosaicing algorithms for bayer and pseudo-random bayer color filter arrays
EP0802686B1 (en) Signal processing system
JP3585710B2 (en) Color imaging device and recording medium
JP3663766B2 (en) Video signal processing device
KR20060012328A (en) Luminance and color separation
JP2899298B2 (en) Electronic still camera system

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: TUMMAVUOREN KIRJAPAINO OY

BB Publication of examined application
MM Patent lapsed