FR2589659A1

FR2589659A1 - Procede et dispositif de circuit pour masquer des defauts dans un signal video numerique

Info

Publication number: FR2589659A1
Application number: FR8612243A
Authority: FR
Inventors: Jurgen Heitmann; Peter Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1987-05-07
Also published as: GB8625917D0; DE3538735C2; GB2182523A; GB2182523B; DE3538735A1; JPS62125778A; US4825440A

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CIRCUIT POUR MASQUER DES DEFAUTS DANS UN SIGNAL VIDEO NUMERIQUE. PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE LORS DE L'APPARITION D'UN POINT D'IMAGE M PERTURBE, UN NOMBRE PREDEFINI DE POINTS D'IMAGE M-L A M-N NON PERTURBES PRECEDANT ET SUIVANT CE POINT D'IMAGE PERTURBE, EST AFFECTE DE COEFFICIENTS APPROPRIES ET CES POINTS D'IMAGE AINSI PONDERES SONT INSCRITS DANS UN ACCUMULATEUR DE FILTRAGE CONSTITUE D'UN TOTALISATEUR ET D'UN REGISTRE, LE SIGNAL D'ENTREE ETANT SOUMIS A UNE TEMPORISATION DE BASE ET LORS D'UNE INTERVENTION D'UNE VALEUR PERTURBEE POUR UN POINT D'IMAGE, LA VALEUR DE REMPLACEMENT FORMEE DANS L'ACCUMULATEUR DE FILTRAGE EST INSEREE A SA PLACE DANS LE SIGNAL VIDEO. L'INVENTION SE RAPPORTE AUX PROCEDES ET DISPOSITIFS DE CIRCUITS POUR MASQUER DES DEFAUTS DANS UN SIGNAL VIDEO NUMERIQUE.

Description

1.

Procédé et dispositif de circuit pour masquer des dé-

fauts dans un signal vidéo numérique."

__________________

L'invention part d'un procédé pour masquer des défauts dans un signal vidéo codé numériquement, procé- dé dans lequel au lieu d'une valeur d'un point d'image perturbé, intervient une valeur dérivée de points d'image voisins. De tels procédés ont été décrits de façon variée dans le passé, par exemple dans la publication

"BBC Research Report", 1976/1, Février 76, pages 1 à 7.

Dans ce procédé connu, des défauts sont masqués dans un signal vidéo en couleur fermé codé. Dans ce cas les points

d'image à insérer à l'emplacement des points d'image per-

turbés, sont soumis à certaines limitations en ce qui con-

cerne leur position par rapport aux fluctuations de la

sous-porteuse chromatique. Un autre inconvénient à consi-

dérer est qu'aucune approximation symétrique de valeur de points d'image voisins n'est possible. En conséquence

de ceci on aboutit à des erreurs en ce qui concerne l'évo-

lution dans le temps à l'intérieur d'un signal vidéo nu-

mérique à traiter comportant un taux élevé de données.

En outre, il est en conséquence déjà connu

de remplacer au moyen de structures de filtration trans-

versales, le mot numérique perturbé pour un point d'image 2.- par un autre mot numérique, qui est calculé symétriquement

à partir des mots se situant des deux côtés du mot pertur-

bé selon un algorithme prédéfini dans lequel, lorsque

l'éloignement par rapport au mot perturbé croit, des coef-

ficients modifiés sont pris en considération pour la for- mation de la valeur moyenne. Sil est fait appel des deux côtés du point d'image perturbé à n points d'image non perturbés pour la formation de la valeur de remplacement, une structure de filtration contenant (2n + 1) points d'image est alors nécessaire. La réalisation d'une telle

structure de filtration transversale entraine une com-

plexité technique de branchement importante car n doit être choisi grand pour permettre une adaptation aussi bonne que possible du mot de remplacement à la valeur du

mot non perturbé. Dans le cas d'une longueur de filtra-

tion avec par exemple 21 coefficients, un m4me nombre de multiplicateurs numériques sont nécessaires auxquels il

n'est toutefois fait appel pour la formation du mot de rem-

placement qu'en cas de perturbation. Pendant le reste du temps, c'est-àdire en général pendant la majeure partie du temps, les fractions de signaux formées à l'aide du

multiplicateur ne sont pas utilisées.

L'invention tire parti de la notion selon laquelle il est nécessaire, mais également suffisant, de faire appel pour la formation d'un mot de remplacement

aux points d'image voisins non perturbés et de les pondé-

rer, uniquement en cas de défauts. Ceci se traduit par

une structure de filtration adaptative qui peut être réa-

lisée avec une complexité technique de branchement beau-

coup plus réduite.

Si dans le cas d'un tel filtre adaptatif, la condition de l'interpolation symétrique d'un mot de

donnée perturbé à partir des mots de données voisins res-

pectifs non perturbés est maintenue, la longueur de fil-

tration utilisable pour l'interpolation se réduit alors 3.- pour des taux de défauts très élevés, c'est-à-dire pour une succession dense de perturbations,

A cet effet, le procédé conforme à l'inven-

tion est caractérisé en ce que, lors de l'apparition d'un point d'image perturbé,un nombre prédéfini de points d'ima- ge non perturbés précédant et suivant ce point d'image perturbé, est affecté de coefficients appropriés, et ces

points d'image ainsi pondérés sont inscrits dans un accu-

mulateur de filtrage constitué d'un totalisateur et d'un

registre, le signal d'entrée étant soumis à une temporisa-

tion de base et lors d'une intervention d'une valeur pertur-

bée pour un point d'image, la valeur de remplacement formée dans l'accumulateur de filtrage est insérée à sa place dans

le signal vidéo.

Le procédé conforme à l'invention pour mas-

quer des défauts dans un signal numérique vidéo en couleur avec les caractéristiques définies ci-dessus, présente par rapport au masquage des défauts avec les structures de filtration transversales classiques, l'avantage que la longueur de filtration s'adapte à la distance des défauts dans le signal reproduit. Un autre avantage est que pour l'interpolation d'un mot de remplacement pour un point d'image perturbé, il n'est fait appel qu'au point d'image

non perturbé.

D'autres caractéristiques de l'invention Permettent d'envisager des compléments avantageux et des améliorations du procédé défini ci-dessus ainsi que des

dispositifs de circuit avantageux pour sa mise en oeuvre.

Il est particulièrement avantageux, dans ce cas, que le nombre des éléments de commutation pour la formation des

coefficients soit réduit de façon significative.

Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints et exposé plus

en détail dans la description ci-après.

- la figure 1 montre le principe du masquage 4.- des défauts avec approximation symétrique, - la figure 2 est un schéma par blocs d'une structure de filtration adaptative pour la mise en oeuvre

du procédé pour le masquage des défauts selon la figure 1.

- la figure 3 montre le-principe de l'ap- proximation symétrique avec chevauchement dans le cas

de taux élevés de défauts du signal vidéo reproduit.

- la figure 4 est également un schéma par blocs d'une variante de structure de filtration pour la nise en oeuvre du procédé de masquage des défauts selon

la figure 3.

La figure 1 montre la ligne de télévision considérée avec une rangée de points d'image dont le point d'image m est supposé perturbé et est entouré d'un certain nombre de points d'image précédant non perturbés m - 1 à m r et d'un nombre de même importance de points d'image

non perturbés suivant m + 1 à m + n.

Une méthode connue pour le masquage des dé-

fauts est le remplacement du mot m pour le point d'image perturbé par approximation symétrique à partir des mots pour les points d'image non perturbés des deux côtés du point d'image perturbé considéré m. Dans ce cas, il est fait appel pour la formation du mot de remplacement à

un même nombre de points d'image non perturbés en prove-

nance de la partie de la ligne qui suit le mot perturbé, et de la partie de la ligne qui précède le mot perturbé, en tenant compte de coefficients appropriés. En général, le masquage des défauts est d'autant meilleur qu'il est fait appel à davantage de points d'image non perturbés

des deux côtés du point d'image perturbé pour la forma-

tion du mot de remplacement.

En conséquence, les filtres transversaux classiques qui sont utilisés pour le masquage des défauts,

ont une longueur considérable. C'est ainsi qu'il est pré-

vu des filtres transversaux avec un grand nombre de 5.-

multiplicateurs numériques pour la formation de coeffi-

cients, ces filtres ne pouvant 8tre réalisés qu'avec une dépense de branchement importante, tandis qu'ils sont la plupart du temps exploités à vide, c'est-à-dire que le signal de remplacement formé en permanence n'est utilisé qu'accidentellement, c'est-à-dire en cas de défauts et

est acheminé à la sortie du circuit.

Pour empêcher que dans le cas de longueurs de transmission fortement perturbées, il soit fait appel

pour la formation de la valeur moyenne symétrique, égale-

ment à d'autres points d'image perturbés, et que les résultats soient ainsi faussés, des dispositions spéciales doivent 8tre prises dans le cas des procédés connus de masquage de défauts utilisant des structures de filtration

connues.

Le dispositif de circuit selon la figure 2, évite de tels inconvénients en ce que, pour la formation de la valeur moyenne, il n'est fait appel qu'à autant de points d'image non perturbés qu'il en existe en successions ininterrompues des deux c8tés du point d'image perturbé considéré. Le signal entrant en 1, et qui représente dans la succession continue des points d'image le contenu de

l'image, est à cet effet soumis dans un étage de tempori-

sation 2 à un retard de base, qui correspond par exemple à la distance maximale dans le temps par rapport au point d'image perturbé considérée des points d'image auxquels il est encore fait appel pour la formation d'une valeur

moyenne. Simultanément, le signal entrant en 1 est exa-

miné en ce qui concerne les perturbations selon des cri-

tères déterminés dans l'étage de détection de défauts 3.

Un circuit logique 4 autorise, dans le cas o un défaut

survient, un compteur 5 qui peut être par exemple un comp-

teur programmable, à déterminer le numéro d'ordre, par

rapport au point d'image défectueux identifié par le cir-

cuit de détection de défauts 3, des points d'image respec-

6.- tifs non perturbés qui défilent, et ceci aussi bien pour

ceux qui précèdent que pour ceux qui suivent. Simultané-

ment, à partir de la mémoire de coefficients 6, qui par exemple peut être réalisée sous la forme d'une mémoire programmable à lecture seule (PROM), il est fait appel aux coefficients déposés pour chaque point d'image à une distance déterminée par rapport au point d'image perturbé

considéré, et ces coefficients sont multipliés dans l'éta-

ge multiplicateur 7 par les points d'image, c'est-à-dire

que les points d'image sont pondérés de façon corres-

pondante à leur numéro d'ordre. Les différents produits de ce processus de pondération, c'est-à-dire les mots pondérés pour les points d'image non perturbés symétriques des deux côtés par rapport au point d'image perturbé, sont amenés à un étage totalisateur 8 qui en corrélation

avec le registre 9, constitue ce que l'on appelle un accu-

mulateur 10. Dans cet accumulateur 10, les points d'image non perturbés et pondérés sont chargés depuis le début de la détection des défauts jusqu'à ce que la condition

de symétrie soit remplie et qu'un mot de remplacement aus-

si précis que possible soit formé pour le point d'image

perturbé m. Le circuit logique 4 actionne ensuite le com-

mutateur 11 de façon qu'après l'apparition du signal d'en-

trée adapté en tant d'écoulement dans l'étage de tempori-

sation 2, il y ait commutation du point d'image perturbé

considéré m sur le point de remplacement stocké dans l'ac-

cumulateur 10.

Comme déjà mentionné, la fréquence des dé-

fauts peut être si importante lors de la reproduction de

signaux numériques vidéo de parties de transmission forte-

ment perturbées, que pour la formation de la valeur moyenne en tenant compte de la condition de symétrie, on ne peut faire appel qu'à un nombre de points d'image non perturbés

inférieur à celui correspondant à la longueur de filtra-

tion. Un tel cas est représenté sur la figure 3 dans 7.- laquelle aussi bien le point d'image m qu'également le

point d'image m - 5 ont été reconnus comme défectueux.

Tant paur le point d'image m qu'également pour le point

d'image m - 5, il y a en conséquence, du fait de la con-

dition de symétrie à maintenir, que respectivement deux

points d'image non perturbés disponibles pour la forma-

tion de la valeur moyenne. Ce cas est représenté par les flèches audessus de la ligne d'image considérée sur la figure 3. Pour le dispositif de circuit de la figure 2, cela signifie que le compteur 5 n'est disponible pour la formation d'une valeur moyenne pour un autre point d'image perturbé que lorsque le processus précédent de formation de la valeur moyenne est terminé et que les

résultats partiels sont chargés dans l'accumulateur 10.

Cela signifie que le filtre après le circuit-de la figure

2, s'adapte au taux de défauts.

Comme déjà mentionné, il est souhaitable pour la formation de la valeur moyenne, de pouvoir faire appel au plus grand nombre possible de points d'image non perturbés des deux c8tés du point d'image perturbé

considéré qui doit être masqué, pour obtenir des résul-

tats de masquage aussi bons que possible. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, il devrait ainsi être fait appel à quatre moints d'image respectivement des deux côtés des points d'image perturbés m ou bien m - 5 pour

la formation de la valeur moyenne, comme cela est repré-

senté dans la moitié inférieure de la figure 3 par les flèches correspondantes. Comme on peut le voir, les points d'image m - 1 et m - 4 placés entre les deux points d'image perturbés m et m - 5, sont alors respectivement utilisés pour la formation de la valeur moyenne pour le point

d'image perturbé m et également pour le point d'image per-

turbé m - 5.

La figure 4 montre sous une forme fortement simplifiée un dispositif de circuit pour la mise en oeuvre 8.- d'un tel procédé de masquage de défauts. En principe, ce circuit correspond à une double structure de filtration

selon la figure 2 avec un étage d'entrée commun pour l'iden-

tification des défauts et la temporisation du signal d'en-

trée et un commutateur co-mun pour le remplacement d'un

point d'image perturbé considéré par une valeur de rem-

placement stockée dans les accumulateurs. Le fonctionne-

ment des éléments du schéma par blocs représenté sur la figure 4 correspond pour l'essentiel au fonctionnement des parties de commutation représentées sur la figure 2 et sont en conséquence affectés des mêmes références en

ajoutant le signe A pour la branche supérieure et le si-

gne B pour la branche inférieure.

Le signal d'entrée présent 41 est préparé dans le circuit de temporisation et d'identification de

défauts 42, 43 commun aux deux branches. Les défauts appa-

raissant dans le signal transmis influencent les deux circuits logiques 4A et 4B de façon que les défauts soient

alternativement traités par la branche A du circuit (moi-

tié supérieure du circuit) et par la branche B (moitié inférieure du circuit). Les compteurs 5A et 5B peuvent ainsi en recouvrement faire appel au même point d'image

non perturbé pour la formation de la valeur moyenne con-

cernant différents points d'image défectueux et amélio-

rer ainsi le degré de masquage des défauts. Les points d'image numérotés par le compteur 5A et pondérés dans la mémoire de coefficients 6A sont rassemblés dans l'étage multiplicateur 7A et transmis à l'accumulateur IOA pour la totalisation de tous les points d'image ainsi pondérés en remplacement d'un point d'image défectueux. De la même façon les points d'image exempts de défauts sélectionnés par la logique 43 sont numérotés par le compteur 5B et pondérés dans la mémoire de coefficients 6B. Ces points sont sous-totalisés dans l'accumulateur de filtrage lOB et les valeurs de remplacement totalisées tout comme 9. -

dans l'accumulateur 1OA sont appliquées au commutateur 44.

Ce commutateur 44 a la différence du dispositif de commu-

tation 11 de la figure 2 a trois positions qui permettent une sélection entre le signal non perturbé temporisé sur la liaison 45 et alternativement l'un des signaux en pro-

venance des sorties des accumulateurs 10A ou bien lOB.

A la sortie du commutateur 44, on a alors le signal de

sortie dont les défauts ont été masqués.

10.-

R E V E N D I CATIONS

1.- Procédé pour masquer des défauts dans un signal vidéo codé numériquement, procédé dans lequel

au lieu d'une valeur d'un point d 'image perturbé, inter-

vient une valeur dérivée de points d'image voisins, pro- cédé caractérisé en ce que lors de l'apparition d'un point d' image m perturbé, un nombre prédéfini de points m-1 à m-n

d'image non perturbés précédant et suivant ce point d'ima-

ge perturbé, est affecté de coefficients appropriés, et ces points d'image ainsi pondérés sont inscrits dans un accumulateur de filtrage constitué d'un totalisateur et d'un registre, le signal d'entrée étant soumis à une temporisation de base et lors d'une intervention d'une valeur perturbée pour un point d'image, la valeur de remplacement formée dans l'accumulateur de filtrage est

insérée à sa place dans le signal vidéo.

2.- Procédé selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que la valeur dérivée avec introduction de coefficients à partir d'un nombre aussi important que possible de points d'image symétriques successifs non

perturbés, est établie par totalisation des points d'ima-

ge pondérés.

3.- Procédé selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce que le nombre des points d'image non perturbés auxquels on fait appel pour former la valeur dérivée, est déterminé par la densité des défauts dans le

signal transmis.

4.- Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, pour la dérivation de la valeur, -30-- les coefficients, dépendant du numéro d'ordre des points

d'image non perturbés, sont modifiés en fonction de l'in-

tervalle de défauts dans le signal vidéo en couleur trans-

mis. 5.- Dispositif de circuit pour la mise en

oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendica-

11.-

tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une struc-

ture de filtration avec un branchement d'entrée (1) pour la détection des défauts et la temporisations (2) du signal, avec au moins un compteur pour déterminer la distance des points d'image non perturbés par rapport aux points d'image défectueux considérés, au moins une mémoire de coefficients étant prévue pour déterminer le facteur de pondération pour chaque point d'image non perturbé, l'erreur de pondération dépendant de la distance de ce point d'image du point d'image perturbé, et de la longueur de filtration réglée qui varie avec la distance des défauts, et au

moins une unité d'accumulateur étant prévue pour sous-

totaliser les points d'image non pondérés perturbés pour la valeur de remplacement du point d'image perturbé, tandis qu'il est prévu un commutateur pour commuter du signal vidéo non traité sur la valeur de remplacement et au moins un circuit de commutation (41) logique pour commander au moins

un compteur (5), la mémoire de coefficient (6), l'accumu-

lateur (10) et le commutateur (11).

6.- Dispositif de circuit selon la revendi-

cation 5, caractérisé par la disposition en parallèle de

deux structures de filtration avec un circuit de commu-

tation d'entrée commun et un commutateur à la sortie ainsi qu'un circuit de commutation logiquepour la mise en circuit alternative des deux structures de filtration chaque fois

qu'apparaît un défaut dans le signal vidéo transmis.