FR2867935A1

FR2867935A1 - Procede de rehaussement des contours dans une image

Info

Publication number: FR2867935A1
Application number: FR0402770A
Authority: FR
Inventors: Laurent Blonde; Didier Doyen; Luis Montalvo
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-23
Also published as: ES2276375T3; EP1578112B1; DE602005000268D1; EP1578112A1; DE602005000268T2; US20050206723A1; JP2005269647A; CN1671182A; MXPA05002922A; KR20060043834A

Abstract

La présente invention concerne un procédé de réhaussement des contours verticaux dans une image vidéo. Elle s'applique plus particulièrement aux téléviseurs numériques à tube cathodique. Le procédé de l'invention consiste à détecter les contours verticaux dans les images, à sur-échantillonner le signal d'image à fournir au tube, à augmenter le niveau vidéo d'au moins un des échantillons des pixels correspondant à un contour tout en conservant l'énergie lumineuse de chacun des pixels, puis à convertir le signal modifié en un signal analogique destiné au tube cathodique. Les contours apparaissent alors plus fins et plus visibles sur l'écran du téléviseur. De préférence, la modification du signal échantillonné consiste à réduire le nombre d'échantillons du pixel correspondant à un contour et à redistribuer le niveau vidéo des échantillons supprimés aux autres échantillons du pixel du contour.

Description

PROCEDE DE REHAUSSEMENT DES CONTOURS

DANS UNE IMAGE

La présente invention concerne un procédé de réhaussement des contours verticaux dans une image vidéo. Elle s'applique plus particulièrement aux téléviseurs numériques à tube cathodique.

Au sein des téléviseurs analogiques à tube, la fonction de BSVM (pour Beam Scan Velocity Modulation en langue anglaise) est classiquement employée pour rehausser les contours verticaux dans les images affichées par le téléviseur. Cette technique consiste à réduire la vitesse de balayage du ou des faisceaux électroniques lors de l'affichage des contours. Pour cela, les fortes transitions du signal vidéo sont tout d'abord détectées. Les faisceaux sont ensuite ralentis aux instants correspondant aux contours détectés et accélérés juste avant et/ou juste après pour récupérer la fréquence image. Ce ralentissement des faisceaux a deux conséquences: le front de la transition est plus raide et l'intensité de la transition est augmentée.

Dans les téléviseurs numériques, certaines fonctions antérieurement réalisées par des circuits analogiques sont réalisées par des circuits numériques. Cependant, certaines de ces fonctions numériques peuvent rendre inapplicables certaines fonctions analogiques qui pourraient subsister. C'est le cas pour la fonction BSVM. L'utilisation d'une correction numérique des distorsions pour chacune des couleurs rend inapplicable la fonction BSVM dans les téléviseurs numériques à tube. En effet, comme la correction peut être différente pour chacune des trois couleurs, cela revient à renvoyer simultanément trois images différentes sur l'écran du téléviseur. Les contours dans les images rouge, verte et bleue ne sont pas superposés puisque ces images sont distordues différemment. Les trois couleurs étant balayées simultanément, on ne sait pas quand ralentir les faisceaux car un contour détecté dans une image ne se retrouve pas nécessairement dans les deux autres images de couleur. Si un ralentissement est appliqué en phase avec une seule des couleurs, les accélérations consécutives peuvent être mal placées pour les autres couleurs et réduire leur résolution. La fonction BSVM n'est donc pas applicable aux téléviseurs numériques à tube du fait de la correction de distorsion numérique.

Un but de l'invention est de proposer un procédé pour rehausser les contours dans les téléviseurs numériques à tube.

L'invention a pour objet un procédé de réhaussement des contours verticaux dans une image vidéo affichée par un tube cathodique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - détecter les contours verticaux dans l'image, - échantillonner le signal de l'image à une fréquence multiple de la fréquence pixel; - modifier le signal échantillonné de manière à augmenter, pour chaque contour détecté, le niveau vidéo d'au moins un des échantillons du pixel correspondant audit contour, l'énergie lumineuse globale dudit pixel étant conservée, et - convertir ledit signal échantillonné modifié en un signal analogique qui est fourni au tube cathodique.

Selon un premier mode de réalisation, pour modifier le signal, on supprime N échantillon(s) au pixel correspondant de chaque contour détecté, N étant supérieur ou égal à 1 et inférieur au nombre total d'échantillons du pixel, le niveau vidéo du ou des échantillons supprimés étant réparti entre les autres échantillons dudit pixel afin de conserver l'énergie lumineuse dudit pixel, et on rajoute des échantillons à au moins l'un des pixels adjacents appartenant à la même ligne de pixels que le pixel du contour, le nombre total d'échantillons rajoutés étant égal à N et l'énergie lumineuse globale de chacun desdits pixels adjacents étant conservée.

De préférence, on rajoute les N échantillons à un seul pixel adjacent, avantageusement, celui ayant la plus grande différence de niveau vidéo avec le pixel de contour.

Selon un deuxième mode de réalisation, pour modifier le signal, on augmente le niveau vidéo des M premiers ou M derniers échantillons du pixel correspondant à un contour détecté, M étant supérieur ou égal à 1 et inférieur au nombre total d'échantillons du pixel, et on abaisse le niveau vidéo des échantillons restants du pixel de manière à conserver l'énergie lumineuse dudit pixel. Le niveau vidéo des M échantillons est de préférence augmenté de la même quantité.

Dans ce mode de réalisation, on augmente le niveau vidéo des M premiers échantillons si la différence de niveau vidéo entre le pixel du contour et le pixel qui le précède sur la même ligne est supérieure à celle entre ledit pixel de contour et le pixel qui le suit sur la même ligne, et en ce qu'on augmente le niveau vidéo des M derniers échantillons du pixel sinon.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux figures annexées parmi lesquels: - la figure 1 illustre une première mise en oeuvre du procédé de l'invention; et - la figure 2 illustre une seconde mise en oeuvre du procédé de l'invention.

D'une manière générale, l'invention consiste à détecter les contours verticaux dans les images, à sur-échantillonner le signal d'image à fournir au tube, à augmenter le niveau vidéo d'au moins un des échantillons des pixels correspondant à un contour tout en conservant l'énergie lumineuse de chacun des pixels, puis à convertir le signal modifié en un signal analogique destiné au tube cathodique. Les contours apparaissent alors plus fins et plus visibles sur l'écran du téléviseur.

Le procédé de l'invention consiste tout d'abord à détecter les contours verticaux dans l'image courante. Pour cela, l'image est filtrée par un filtre détecteur de contours clairs, par exemple un filtre de type (-1, 2, -1), puis avantageusement traitée par une opération de seuillage. Cette opération permet de définir avec précision la zone concernée par le réhaussement des contours. Des filtres plus élaborés peuvent être employés. Le filtrage de Canny Deriche, bien connu en traitement vidéo, est par exemple un excellent détecteur de contours.

Le signal vidéo est ensuite échantillonné ligne par ligne à une fréquence multiple de la fréquence pixel du signal vidéo de départ. Le signal est par exemple échantillonné 4 fois par pixel. Les échantillons ou souspixels du signal échantillonné correspondant aux contours détectés sont ensuite modifiés selon l'un des processus suivants.

Selon un premier mode de réalisation, on réduit le nombre d'échantillons du ou des pixels correspondant aux contours détectés tout en rehaussant leur intensité de manière à ce que l'énergie lumineuse des contours soit conservée. Ce principe est illustrée par la figure 1. La partie gauche de cette figure représente 3 pixels P1, P2, P3 consécutifs d'une même ligne ayant respectivement pour intensité Il, 12 et 13. Le pixel P2 représente un contour et présente à cet effet une intensité supérieure à celle des pixels P1 et P3. Ces pixels sont échantillonnés à une fréquence 4 fois supérieure à la fréquence pixel. Ils comportent donc chacun quatre échantillons. Selon l'invention, le nombre d'échantillons du pixel P2 est ramené à 3 et l'intensité de ses échantillons passe de 12 à 4/3.12. Cette opération est illustrée par la partie droite de la figure. Le nombre d'échantillons de l'un des pixels P1, P3 est incrémentée de 1 pour compenser la perte d'un échantillon pour le pixel P2. Dans l'exemple de la figure 1, un échantillon est rajouté au pixel P3. L'intensité des échantillons du pixel P3 est alors ramenée de 13 à 4/513 pour conserver l'énergie lumineuse associée à ce pixel.

De préférence, le pixel dont le nombre d'échantillons est incrémenté pour compenser la suppression d'échantillon dans le pixel de contour est celui présentant la plus grande différence d'intensité avec le pixel de contour. C'est le cas du pixel P3 dans la figure 1.

On peut bien entendu envisager de supprimer plus d'échantillons au pixel P2 et d'en rajouter autant à l'un ou l'autre des pixels P1 et P3.

Selon un deuxième mode de réalisation, au lieu de réduire le nombre d'échantillons du pixel, on peut conserver ce nombre. On augmente alors le niveau vidéo des M premiers ou M derniers échantillons du pixel du contour détecté, M étant inférieur au nombre total d'échantillons par pixel, et on abaisse le niveau des échantillons restants du pixel de manière à conserver l'énergie lumineuse du pixel.

Ce mode de réalisation est plus particulièrement utilisé lorsque le premier mode de réalisation n'est pas applicable, par exemple lorsque la valeur 4/3.12 dépasse l'intensité maximale Imax affichable par le téléviseur. Ce cas est illustré par la figure 2. Dans ce mode de réalisation, on affecte aux 3 premiers échantillons du pixel P2 l'intensité Imax et l'intensité l'2=4.12 - 3.lmax au dernier échantillon du pixel. Les pixels P1 et P3 ne sont pas modifiés.

On peut aussi envisager d'affecter une intensité I"2 aux trois premiers échantillons du pixel P2, avec 12<1"2<lmax, et une intensité l'2=412 - 3. 1"2 au dernier échantillon du pixel. La valeur I"2 est avantageusement déterminée pour que 4.12- 3.1"2 soit supérieur à 13.

Au final, le signal modifié est converti en un signal analogique par un convertisseur numérique/analogique fonctionnant à 4 fois la fréquence pixel originale. Ce signal analogique est fourni au tube cathodique.

Bien entendu, la valeur de fréquence d'échantillonnage et le nombre M d'échantillons modifiés dans le pixel de contour donnés dans les figures 1 et 2 ne sont donnés qu'à titre d'exemple.

Enfin, en pratique, il est à noter que le traitement de l'invention doit être réalisé dans un espace linéaire par rapport à l'espace de visualisation. Pour cela, on applique une loi de gamma inverse de celle déjà appliquée sur le signal vidéo puis on applique une loi gamma inverse de celle du tube après le traitement de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de réhaussement des contours verticaux dans une image vidéo, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - détecter les contours verticaux dans l'image, - échantillonner le signal de l'image à une fréquence multiple de la fréquence pixel; - modifier le signal échantillonné de manière à augmenter, pour chaque contour détecté, le niveau vidéo d'au moins un des échantillons du pixel correspondant audit contour, l'énergie lumineuse globale dudit pixel étant conservée, et convertir ledit signal échantillonné modifié en un signal analogique qui est fourni au tube cathodique.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour modifier le signal, on supprime N échantillon(s) au pixel correspondant à chaque contour détecté, N étant supérieur ou égal à 1 et inférieur au nombre total d'échantillons du pixel, le niveau vidéo du ou des échantillons supprimés étant réparti entre les autres échantillons dudit pixel afin de conserver l'énergie lumineuse dudit pixel, et en ce qu'on rajoute des échantillons à au moins l'un des pixels adjacents appartenant à la même ligne de pixels que le pixel de contour, le nombre total d'échantillons rajoutés étant égal à N, l'énergie lumineuse globale de chacun desdits pixels adjacents étant conservée.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on rajoute les N échantillons à un seul pixel adjacent et en ce que ledit pixel adjacent est celui ayant la plus grande différence de niveau vidéo avec le pixel de contour.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour modifier le signal, on augmente le niveau vidéo des M premiers ou M derniers échantillons du pixel correspondant à chaque contour détecté, M étant supérieur ou égal à 1 et inférieur au nombre total d'échantillons du pixel, et on abaisse le niveau vidéo des échantillons restants du pixel de manière à conserver l'énergie lumineuse dudit pixel.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le niveau vidéo des M échantillons est augmenté de la même quantité.

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on augmente le niveau vidéo des M premiers échantillons si la différence de niveau vidéo entre le pixel du contour et le pixel qui le précède sur la même ligne est supérieure à celle entre ledit pixel de contour et le pixel qui le suit sur la même ligne, et en ce qu'on augmente le niveau vidéo des M derniers échantillons du pixel sinon.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la détection de contours verticaux est opérée par une opération de filtrage suivie d'une opération de seuillage.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtrage correspond au filtrage est opéré par un filtre du type (-1, 2, -1).

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'opération de filtrage correspond au filtrage de Canny Deriche.