RU123276U1

RU123276U1 - PIXP (PIX PICTURE) IMAGE PROCESSING DEVICE

Info

Publication number: RU123276U1
Application number: RU2012137162/07U
Authority: RU
Inventors: Ирина Александровна Голубева; Михаил Юрьевич Петров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Дискурс"
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2012-12-20

Abstract

1. Устройство обработки изображений для его воспроизведения, содержащее: внешнее кадровое ОЗУ, внутреннее ОЗУ строк, детектор движения, 2D и 3D фильтры, смеситель С и смеситель Y, отличающееся тем, что входной видеосигнал поступает на вход внешнего кадрового ОЗУ и первый вход внутреннего ОЗУ строк, на второй-третий вход которого подается сигнал задержанных кадров с внешнего кадрового ОЗУ, внутреннее ОЗУ строк соответствующими первыми-четвертыми выходами соединено с соответствующими первыми-четвертыми входами детектора движения для попиксельного предсказания движения яркости Y и цветности С и первыми-четвертыми входами 3D фильтра, причем первый-второй выход внутреннего ОЗУ строк соединен с первым-вторым входом 2D фильтра, при этом пятый-шестой вход детектора движения соединен с управляющим выходом внутреннего ОЗУ строк, первые-вторые входы смесителя С соединены с выходами детектора движения, а третий и четвертый входы соединены соответственно с первыми выходами 2D и 3D фильтров, при этом вторые выходы 2D и 3D фильтров подключены к первому и второму входу смесителя Y, к третьему входу которого подключен первый выход смесителя С, а второй выход смесителя С и выход смесителя Y являются выходами устройства.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью прецизионной и независимой обработки цветовых составляющих сигнала изображения Y, С.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью обработки изображения для снижения перекрестных искажений "цветность-яркость" и "яркость-цветность" и динамического углубления яркостных и цветовых переходов для обеспечения резкости изображения гра�1. An image processing device for its reproduction, comprising: external frame RAM, internal row RAM, motion detector, 2D and 3D filters, mixer C and mixer Y, characterized in that the input video signal enters the input of the external frame RAM and the first input of the internal RAM lines, to the second-third input of which the signal of delayed frames from the external frame RAM is supplied, the internal RAM of the lines by the corresponding first-fourth outputs is connected to the corresponding first-fourth inputs of the motion detector for pixel-by-pixel prediction of the motion of luminance Y and chromaticity C and the first to fourth inputs of the 3D filter , wherein the first-second output of the internal RAM lines is connected to the first-second input of the 2D filter, while the fifth-sixth input of the motion detector is connected to the control output of the internal RAM of the lines, the first-second inputs of the mixer C are connected to the outputs of the motion detector, and the third and fourth inputs are connected respectively to the first outputs of 2D and 3D filters, while m, the second outputs of 2D and 3D filters are connected to the first and second inputs of mixer Y, to the third input of which the first output of mixer C is connected, and the second output of mixer C and the output of mixer Y are the outputs of the device. 2. The device according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of precision and independent processing of the color components of the image signal Y, C.3. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to process the image to reduce cross-distortion "chroma-luma" and "luma-chroma" and dynamically deepening the brightness and color transitions to ensure the sharpness of the image

Description

Полезная модель относится к видео и телевизионной технике, и в частности, к устройствам обработки и отображения видео и изображений.The utility model relates to video and television technology, and in particular, to devices for processing and displaying video and images.

Предложенная полезная модель может быть использована, например, для обработки различных сигналов таких как сигналы эфирного телевидения, включая стандарты цифрового телевидения: цифрового наземного телевизионного вещания (DVB-T), кабельного цифрового телевидения (DVB-C), цифрового спутникового телевизионного вещания (DVB-S), сигналы с внешнего или внутреннего мультимедийного проигрывателя или цифрового видеодиска (DVD) и может быть использована в телевизионных приемниках, спутниковом тюнере, видеомагнитофоне, устройстве записи и воспроизведения, мультимедийном или DVD проигрывателе.The proposed utility model can be used, for example, for processing various signals such as terrestrial television signals, including digital television standards: digital terrestrial television broadcasting (DVB-T), cable digital television (DVB-C), digital satellite television broadcasting (DVB- S), signals from an external or internal multimedia player or digital video disc (DVD) and can be used in television receivers, satellite tuner, VCR, recorder and player niya, multimedia or DVD player.

Из уровня техники известны различные устройства обработки и отображения изображений. Так из патента на изобретение RU 2198434 С2, МПК H04N 5/66, известна схема коррекции динамического изображения в составе устройства отображения, содержащая: устройство обнаружения вектора движения блока в течение одного кадра или множества кадров, корректор быстро движущегося динамического изображения для коррекции и вывода входного видеосигнала с использованием средства правильной коррекции динамического изображения, когда значение вектора движения, который обнаруживается с помощью устройства обнаружения вектора движения, больше установленного значения S, корректор медленно движущегося динамического изображения для коррекции и вывода входного видеосигнала с использованием средства коррекции правильного динамического изображения и дискриминационный селектор для выделения выходного сигнала, поступающего из корректора быстро движущегося динамического изображения, из выходного сигнала, поступающего из корректора медленно движущегося динамического изображения, для вывода в устройство отображения в зависимости от того, является ли значение вектора движения, который обнаруживается с помощью устройства обнаружения вектора движения, больше или меньше, чем значение S. Дискриминационный селектор выводит входной видеосигнал, скорректированный с помощью корректора быстро движущегося динамического изображения, в устройство отображения, когда значение обнаруженного вектора движения становится больше значения S, и выводит входной видеосигнал, скорректированный с помощью корректора медленно движущегося динамического изображения, в устройство отображения, когда значение обнаруженного вектора движения меньше значения S.Various devices for processing and displaying images are known in the art. So from patent RU 2198434 C2, IPC H04N 5/66, there is known a dynamic image correction scheme as part of a display device, comprising: a unit for detecting a block motion vector for one frame or multiple frames, a fast-moving dynamic image corrector for correcting and outputting an input the video signal using the means of correcting the dynamic image when the value of the motion vector that is detected by the motion vector detection device is greater than the value of S, a slow moving dynamic image corrector for correcting and outputting the input video signal using the correct dynamic image correction means and a discriminating selector for extracting an output signal coming from a fast moving dynamic image corrector from an output signal coming from a slow moving dynamic image corrector, for output to the display device depending on whether the value of the motion vector, which is about is detected by the motion vector detection device, larger or smaller than the value S. The discriminating selector outputs the input video signal corrected by the fast-moving dynamic image corrector to the display device when the value of the detected motion vector becomes larger than the value S, and outputs the input video signal, adjusted using the corrector of a slowly moving dynamic image to the display device when the value of the detected motion vector is earlier than S.

Недостатком указанного решения является то, что в нем используется только два значения скорости движения объекта, и с соответственно все движения с другими скоростями будут либо недокорректированы, либо перекорректированы, а также невозможность исправления искажений и шумов в обрабатываемом изображении.The disadvantage of this solution is that it uses only two values of the object’s speed of movement, and accordingly, all movements with other speeds will either be unadjusted or corrected, as well as the impossibility of correcting distortions and noise in the processed image.

Наиболее близким аналогом по назначению и технической сущности к предложенной полезной модели является патент на изобретение RU 2113068 С1, МПК H04N 9/78, в котором предложено устройство для выделения сигнала движущегося изображения, содержащее предварительный фильтр, вход которого является входом устройства для приема видеосигнала для исключения несущей и преобразования боковых полос, содержащихся в видеосигнале, первый гребенчатый фильтр, вход которого подключен к выходу предварительного фильтра для обнаружения сигнала движущегося изображения, который является разностной составляющей видеосигнала после фильтрации с выхода предварительного фильтра. Первый гребенчатый фильтр содержит первый блок задержки на кадр, вход и выход которого соответственно являются входом и выходом первого гребенчатого фильтра, и первый вычитатель, первый вход которого подключен к выходу предварительного фильтра, а второй вход вычитателя подключен к выходу первого блока задержки на кадр для вычитания выходного сигнала первого блока задержки на кадр из выходного сигнала фильтра и вывода результата вычитания. Первые и вторые входы компенсатора ошибок подключены соответственно к выходу предварительного фильтра и выходу первого гребенчатого фильтра для компенсации ошибок в сигнале движущегося изображения, обнаруженном в первом гребенчатом фильтре, причем компенсатор ошибок состоит из второго гребенчатого фильтра для обнаружения второго сигнала движущегося изображения, выполненного в виде второго блока задержки на кадр, вход которого подключен к выходу первого блока задержки на кадр, и второго вычитателя, первый вход которого подключен к выходу предварительного фильтра, а второй вход второго вычитателя подключен к выходу второго блока задержки на кадр для вычитания выходного сигнала второго устройства задержки на кадр из выходного сигнала предварительного фильтра и вывода результата вычитания, блока логической операции для исключения ошибок в первом сигнале движения путем логической обработки выходного сигнала первого вычитателя с выходным сигналом второго вычитателя. Блок логической операции для исключения ошибок состоит из вычитателя абсолютного значения, подключенного к выходу второго вычитателя для преобразования выходного сигнала второго вычитателя в абсолютное значение, первого порогового детектора, вход которого подключен к выходу вычислителя абсолютного значения для сравнения выходного сигнала вычислителя абсолютного значения с заранее заданным пороговым значением и затем для генерирования логического сигнала согласно результату сравнения, и управляемого переключателя, сигнальный вход которого подключен к выходу первого порогового детектора, а управляющий вход подключен к выходу первого вычитателя.The closest analogue in purpose and technical essence to the proposed utility model is the patent for invention RU 2113068 C1, IPC H04N 9/78, which proposes a device for isolating a moving image signal containing a preliminary filter, the input of which is the input of the device for receiving video signal to exclude carrier and sideband transforms contained in the video signal, the first comb filter, the input of which is connected to the output of the preliminary filter to detect the signal of a moving image eniya which is the difference component of the video signal after filtering with the preliminary filter output. The first comb filter contains a first block delay unit, the input and output of which respectively are the input and output of the first comb filter, and a first subtracter, the first input of which is connected to the output of the preliminary filter, and the second input of the subtractor is connected to the output of the first delay unit per frame for subtraction the output signal of the first delay unit per frame from the output signal of the filter and outputting the result of subtraction. The first and second inputs of the error compensator are connected respectively to the output of the preliminary filter and the output of the first comb filter to compensate for errors in the moving image signal detected in the first comb filter, and the error compensator consists of a second comb filter for detecting the second signal of the moving image, made in the form of a second a delay unit per frame, the input of which is connected to the output of the first delay unit per frame, and a second subtractor, the first input of which is connected to the pre-filter, and the second input of the second subtractor is connected to the output of the second delay unit per frame to subtract the output signal of the second delay device per frame from the output signal of the pre-filter and output the result of the subtraction, a logical operation block to eliminate errors in the first motion signal by logically processing the output signal of the first subtractor with the output signal of the second subtractor. The logical operation unit for eliminating errors consists of an absolute value subtractor connected to the output of the second subtractor to convert the output of the second subtractor to an absolute value, a first threshold detector, the input of which is connected to the output of the absolute value calculator to compare the output signal of the absolute value calculator with a predetermined threshold value and then to generate a logical signal according to the result of the comparison, and a controlled switch, the signal input for which it is connected to the output of the first threshold detector, and the control input is connected to the output of the first subtractor.

Недостатком указанного решения является то, что оно не позволяет оптимально произвести антишумовую обработку изображения для исправления перекрестных искажений "цветность-яркость" и "яркость-цветность, а также не обеспечивает достаточную четкость переходов как на границе контрастных, так и слабоконтрастных объектов изображения без появления дополнительных шумов и ложных контуров.The disadvantage of this solution is that it does not allow optimal anti-noise processing of the image to correct cross-distortion "color-brightness" and "brightness-color, and also does not provide sufficient clarity of transitions at the border of contrasting and low-contrast image objects without additional noise and false contours.

Соответственно, необходимо разработать такое устройство обработки и отображения изображений, которое расширяет функциональные возможности известных устройств, не имеет указанных недостатков и обеспечивает адаптивную коррекцию и антишумовую обработку изображения для исправления различных искажений, например, "цветность-яркость" и "яркость-цветность, а также повышает резкость изображения как на границе контрастных, так и слабоконтрастных объектов изображения без появления дополнительных шумов и ложных контуров.Accordingly, it is necessary to develop such an image processing and display device that extends the functionality of known devices, does not have these drawbacks, and provides adaptive correction and anti-noise image processing to correct various distortions, for example, “color-brightness” and “brightness-color, and increases the sharpness of the image at the border of contrasting and low-contrast image objects without the appearance of additional noise and false contours.

Полезная модель позволяет устранить недостатки предшествующего уровня техники, и задачей является создание устройства обработки изображений для адаптивной коррекции и антишумовой обработки изображений, при этом полезная модель направлена на достижение нового технического результата - снижение заметности искажений движущихся объектов на экране устройства отображения и антишумовой обработкой изображения, тем самым повысить качество отображения объектов изображения на экране телевизора. Также обеспечивается снижение вычислительной нагрузки и тем самым возможность более эффективной адаптивной обработки и коррекции изображений.The utility model allows to eliminate the disadvantages of the prior art, and the task is to create an image processing device for adaptive correction and anti-noise image processing, while the utility model is aimed at achieving a new technical result - reducing the visibility of distortion of moving objects on the screen of the display device and anti-noise image processing, to improve the quality of display of image objects on the TV screen. It also reduces the computational load and thereby the possibility of more efficient adaptive processing and image correction.

Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство отображения изображений с использованием технологии PixP (Pix Picture) для его воспроизведения, содержащее: внешнее кадровое ОЗУ, внутреннее ОЗУ строк, детектор движения, 2D и 3D фильтры, смеситель С и смеситель Y, отличающееся тем, что входной композитный видеосигнал (CVBS) поступает на вход внешнего кадрового ОЗУ и первый вход внутреннего ОЗУ строк, на второй-третий вход которого подается сигнал задержанных кадров с внешнего кадрового ОЗУ, внутреннее ОЗУ строк соответствующими первыми-четвертыми выходами соединено с соответствующими первыми-четвертыми входами детектора движения для попиксельного предсказания движения яркости Y и цветности С и первыми-четвертыми входами 3D фильтра, причем первый-второй выход внутреннего ОЗУ строк соединен с первым-вторым входом 2D фильтра, при этом пятый-шестой вход детектора движения соединен с управляющим выходом внутреннего ОЗУ строк, первые-вторые входы смесителя С соединены с выходами детектора движения, а третий и четвертый входы соединены соответственно с первыми выходами 2D и 3D фильтров, при этом вторые выходы 2D и 3D фильтров подключены к первому и второму входу смесителя Y, к третьему входу которого подключен первый выход смесителя С, а второй выход смесителя С и выход смесителя Y являются выходами устройства.The specified technical result is achieved by the fact that a device for displaying images using PixP (Pix Picture) technology for reproducing it is proposed, comprising: external frame RAM, internal line RAM, motion detection, 2D and 3D filters, mixer C and mixer Y, characterized in that the input composite video signal (CVBS) is fed to the input of external frame RAM and the first input of internal line RAM, to the second or third input of which a delayed frame signal from external frame RAM is supplied, the internal line RAM is they are connected by the first-fourth outputs to the corresponding first-fourth inputs of the motion detector for pixel-by-pixel prediction of the motion of luminance Y and chroma C and the first-fourth inputs of the 3D filter, the first and second outputs of the internal RAM of the lines being connected to the first and second inputs of the 2D filter, the fifth or sixth input of the motion detector is connected to the control output of the internal RAM of the rows, the first and second inputs of the mixer C are connected to the outputs of the motion detector, and the third and fourth inputs are connected respectively to the first 2D and 3D filter passages, the second outputs of 2D and 3D filters are connected to first and second input of the Y mixer to the third input of which is connected the first output of the mixer C and the second outlet of the mixer C and Y are the outputs of the mixer output device.

Предпочтительными вариантами осуществления полезной модели является: выполнение прецизионной и независимой обработки цветовых составляющих сигнала Y, С изображения; выполнение обработки изображения для снижения перекрестных искажений "цветность-яркость" и "яркость-цветность" и динамического углубления яркостных и цветовых переходов для обеспечения резкости изображения границе контрастных и слабоконтрастных объектов изображения; выполнение адаптации изображения под заданный формат, преобразования частоты кадров изображения и преобразования чересстрочной развертки телевизионного сигнала в прогрессивную развертку на основе режима интерполяции соседних строк; выполнение адаптивной коррекции движущихся изображений на основе корректирующих коэффициентов для сегментов изображения соответствующего кадра изображения; выполнение преложенного устройства в составе телевизора, плазменной или ЖК индикаторной панели, спутникового тюнера, устройства записи и воспроизведения мультимедийного или DVD проигрывателя, получая с этих устройств входной сигнал для выполнения его обработки. Так в качестве телевизионного приемника оно может обрабатывать сигнал телевещания цифрового наземного телевизионного вещания (DVB-T), кабельного цифрового телевидения (DVB-C), цифрового спутникового телевизионного вещания (DVB-S) и др.Preferred embodiments of the utility model are: performing precision and independent processing of color components of the image signal Y, C; performing image processing to reduce cross-distortion "color-brightness" and "brightness-color" and dynamic deepening of luminance and color transitions to ensure image sharpness border contrasting and low-contrast image objects; performing image adaptation to a given format, converting the image frame rate and converting an interlaced scan of a television signal to progressive scan based on the interpolation mode of adjacent lines; performing adaptive correction of moving images based on correction factors for image segments of the corresponding image frame; the implementation of the proposed device as part of a television, plasma or LCD display panel, satellite tuner, recording device and playback of a multimedia or DVD player, receiving an input signal from these devices to perform its processing. So, as a television receiver, it can process the broadcast signal of digital terrestrial television broadcasting (DVB-T), cable digital television (DVB-C), digital satellite television broadcasting (DVB-S), etc.

Таким образом, все отличительные от прототипа признаки устройства обработки изображений направлены на получение технического результата, а именно снижение заметности искажений движущихся объектов на экране устройства отображения с адаптивной коррекцией и антишумовой обработкой изображения при снижении вычислительной нагрузки для его отображении на различных устройствах отображения.Thus, all the features of the image processing device that are different from the prototype are aimed at obtaining a technical result, namely, reducing the noticeability of distortions of moving objects on the screen of a display device with adaptive correction and anti-noise image processing while reducing the computational load for displaying it on various display devices.

Проведенный анализ уровня техники и наиболее близкого аналога позволяет определить, что предложенное техническое решение, характеризующееся описанной совокупностью существенных признаков является новым, а возможность его использования в промышленности определяет его как промышленно применимым.The analysis of the prior art and the closest analogue allows us to determine that the proposed technical solution, characterized by the described set of essential features, is new, and the possibility of its use in industry defines it as industrially applicable.

Эти и другие аспекты устройства обработки изображений согласно предложенной полезной модели станут очевидными и будут объяснены со ссылками на реализации и варианты осуществления, описанные в дальнейшем, и со ссылками на чертеж.These and other aspects of the image processing apparatus according to the proposed utility model will become apparent and will be explained with reference to the implementations and embodiments described hereinafter, and with reference to the drawing.

На фиг.1 показана общая блок-схема устройства обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture).1 shows a general block diagram of an image processing apparatus using PixP (Pix Picture) technology.

На фиг.2 показана блок-схема для выполнения цифрового адаптивного шумопонижения.Figure 2 shows a block diagram for performing digital adaptive noise reduction.

На фиг.3 показана блок-схема для выполнения нелинейного динамического преобразования форматов изображения.Figure 3 shows a block diagram for performing non-linear dynamic conversion of image formats.

На фиг.4 показан структурная схема операций преобразования чересстрочной развертки телевизионного сигнала в прогрессивную развертку ЖК дисплея.Figure 4 shows a block diagram of the operations of converting an interlaced scan of a television signal into a progressive scan of an LCD display.

На фиг.5 показано исходное и обработанное изображение устройством обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture).Figure 5 shows the original and processed image by the image processing device using PixP technology (Pix Picture).

Так фиг.1 иллюстрирует блок-схему устройства обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture) 10, содержащее: внешнее кадровое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 11, внутреннее ОЗУ строк 12, детектор движения 15, 2D фильтр 13 и 3D фильтр 14, смеситель Y 16 и смеситель С 17. Входной композитный видеосигнал (CVBS) поступает на вход внешнего кадрового ОЗУ 11 и первый вход внутреннего ОЗУ строк 12, на второй-третий вход которого подается сигнал задержанных кадров с внешнего кадрового ОЗУ 11, внутреннее ОЗУ строк 12 разделяет полученные соответствующие кадры на строки текущего кадра и строки предыдущего кадра, которые через первый-четвертый выход подаются на соответствующие первые-четвертые входы детектора движения 15 для попиксельного предсказания движения яркости Y и цветности С, а также на первые-четвертые входы 3D фильтра 14. Также первый-второй выход внутреннего ОЗУ строк 12 соединен с первым-вторым входом 2D фильтра 13, при этом пятый-шестой вход детектора движения 15 соединен с управляющим выходом внутреннего ОЗУ строк 12, первые-вторые входы смесителя С 17 соединены с выходами детектора движения 15, а третий и четвертый входы соединены соответственно с первыми выходами 2D фильтра 13 и 3D фильтра 14, при этом вторые выходы 2D и 3D фильтров подключены к первому и второму входу смесителя Y 16, к третьему входу которого подключен первый выход смесителя С 17, а второй выход смесителя С 17 и выход смесителя Y 16 являются выходами устройства.So Fig. 1 illustrates a block diagram of an image processing device using PixP (Pix Picture) technology 10, comprising: an external frame random access memory (RAM) 11, an internal line RAM 12, a motion detector 15, a 2D filter 13, and a 3D filter 14, mixer Y 16 and mixer C 17. The input composite video signal (CVBS) is fed to the input of external frame RAM 11 and the first input of internal RAM of lines 12, to the second or third input of which a delayed signal from external frame RAM 11 is supplied, the internal RAM of lines 12 is divided received according framing frames on the lines of the current frame and the lines of the previous frame, which are supplied through the first-fourth output to the corresponding first-fourth inputs of the motion detector 15 for pixel-by-pixel prediction of the motion of luminance Y and color C, as well as the first and fourth inputs of the 3D filter 14. Also, the first the second output of the internal RAM of lines 12 is connected to the first to second input of the 2D filter 13, while the fifth to sixth input of the motion detector 15 is connected to the control output of the internal RAM of lines 12, the first and second inputs of the mixer C 17 are connected to the outputs de the motion vector 15, and the third and fourth inputs are connected respectively to the first outputs of the 2D filter 13 and 3D filter 14, while the second outputs of the 2D and 3D filters are connected to the first and second input of the mixer Y 16, to the third input of which the first output of the mixer C 17 and the second output of the mixer C 17 and the output of the mixer Y 16 are the outputs of the device.

В качестве входного сигнала для устройства обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture) используется сигнал, полученный из различных источников, например, с устройства чтения компакт и DVD дисков, с внешнего или внутреннего мультимедийного проигрывателя, устройств хранения информации, беспроводных устройств, устройств телевещания стандарта цифрового наземного телевизионного вещания (DVB-T), стандарта кабельного цифрового телевидения (DVB-C), стандарта цифрового спутникового телевизионного вещания (DVB-S).As an input signal for an image processing device using PixP (Pix Picture) technology, a signal obtained from various sources, for example, from a CD and DVD drive, from an external or internal multimedia player, storage devices, wireless devices, television broadcasting devices, is used digital terrestrial television broadcasting standard (DVB-T), cable digital television standard (DVB-C), digital satellite television broadcasting standard (DVB-S).

Внешнее и внутреннее ОЗУ устройства могут содержать, без ограничения и другие подходящие типы памяти.External and internal RAM devices may include, without limitation, other suitable types of memory.

Предложенное устройство обработки видео и изображений на основе технологии PixP объединяет широкий набор цифровых новинок в области обработки изображения и содержит несколько функциональных подсистем общий принцип функционирования которых обеспечивает нижеуказанные функциональные возможности.The proposed video and image processing device based on PixP technology combines a wide range of digital innovations in the field of image processing and contains several functional subsystems whose general principle of operation provides the following features.

Адаптивный цифровой гребенчатый фильтр производит высококачественное разделение сигналов цветности и яркости. Применяют цифровые методы шумоподавления с использованием гребенчатых фильтров (2D-шyмoпoдaвлeниe) или, что намного эффективнее, со сравнением каждого кадра изображения с предыдущим без потери деталей (3D- или временное шумоподавление). Как вариант, возможно использовать первый способ для сцен с высоким уровнем движения, а второй способ применяют при неподвижном изображении и в сценах с малым уровнем движения. Гребенчатый фильтр расширяет ширину полосы частот яркостного сигнала и уменьшает уровень помех, подобных паразитным узорам, вызванным перекрестными искажениями "цветность-яркость" и "яркость-цветность, что позволяет сохранить на экране максимальную ясность цветов без потери общей четкости изображения.The adaptive digital comb filter produces a high-quality separation of color and brightness signals. They use digital noise reduction methods using comb filters (2D noise reduction) or, which is much more efficient, by comparing each image frame with the previous one without loss of detail (3D or temporary noise reduction). Alternatively, it is possible to use the first method for scenes with a high level of motion, and the second method is used for still images and in scenes with a low level of motion. The comb filter extends the bandwidth of the luminance signal and reduces the level of interference similar to spurious patterns caused by cross-color-luminance and luminance-color distortions, which allows you to maintain maximum color clarity on the screen without losing overall image clarity.

Так фиг.2 схематично иллюстрирует блок-схему для выполнения цифрового адаптивного шумопонижения. Предложенная трехмерная цифровая адаптивная система шумопонижения, по сравнению со своими 2D аналогами, позволяет значительно снизить общую шумность изображения, в то же время не приводя к смазанности динамических сцен. Трехмерная цифровая адаптивная система шумопонижения содержит: блок шумоподавления 21 на первый вход которого поступает входной видеосигнал для адаптивного шумопонижения, при этом его второй вход соединен с выходом кадровой памяти 22, а выход подключен к первому входу компаратора 23 на второй вход которого подается входной видеосигнал, при этом выход компаратора 23 соединен со входом кадровой памятью 22, а также является выходом системы шумопонижения.So figure 2 schematically illustrates a block diagram for performing digital adaptive noise reduction. The proposed three-dimensional digital adaptive noise reduction system, in comparison with its 2D counterparts, can significantly reduce the overall image noise, while at the same time not leading to blurry dynamic scenes. The three-dimensional digital adaptive noise reduction system contains: a noise reduction unit 21 to the first input of which an input video signal for adaptive noise reduction is supplied, while its second input is connected to the output of the frame memory 22, and the output is connected to the first input of the comparator 23 to the second input of which an input video signal is supplied, this output of the comparator 23 is connected to the input of the frame memory 22, and also is the output of the noise reduction system.

На фиг.3 показана общая блок-схема устройства обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture) с возможностью нелинейного динамического преобразования форматов изображения. Устройство определяет сигнал с информацией о формате входного изображения и может использовать эту информацию для автоматического выбора корректного способа преобразования форматов, при этом на вход устройства необходимо подавать тактовые сигналы (синхронизацию) соответствующие выходному формату. Возможно использование преобразования соотношения сторон изображения с различными коэффициентами масштабирования по вертикали, например, от 0,75 до 1,33 и горизонтали от 1 до 1,33. Для этого входной видеосигнал 31 и тактовый сигнал подают на блок управления выходным сигналом 32, который первым своим входом-выходом соединен с внешним ОЗУ, а вторым входом с программируемым тактовым генератором 35, а второй выход блока управления выходным сигналом 32 является видео выходом 33, при этом программируемый тактовый генератор 35 также подключен к видео выходу 33. Программируемая многофункциональная система нелинейного динамического преобразования форматов изображения позволяет в наилучшей степени адаптировать изображение под различный формат экрана изображения. Пользователю предлагаются широкие возможности настройки системы преобразования форматов 4:3 или 16:9, а также чересстрочной или прогрессивной развертки в зависимости от персональных предпочтений. При подключении телевизора в качестве монитора персонального компьютера обеспечивается дополнительная возможность отображения изображения вообще без каких-либо преобразований формата. Это позволяет полностью сохранить разрешение и четкость исходной картинки, не внося в нее никаких дополнительных искажений, связанных с пересчетом форматов изображения.Figure 3 shows the General block diagram of an image processing device using PixP technology (Pix Picture) with the possibility of non-linear dynamic conversion of image formats. The device determines a signal with information about the format of the input image and can use this information to automatically select the correct method for converting formats, while it is necessary to apply clock signals (synchronization) corresponding to the output format to the input of the device. You can use the conversion of the aspect ratio of the image with different vertical scaling factors, for example, from 0.75 to 1.33 and horizontal from 1 to 1.33. For this, the input video signal 31 and the clock signal are supplied to the control unit by the output signal 32, which is connected to an external RAM by its first input-output, and the second input with a programmable clock generator 35, and the second output of the output signal control unit 32 is video output 33, when This programmable clock generator 35 is also connected to the video output 33. The programmable multifunctional system of nonlinear dynamic conversion of image formats allows you to best adapt the image to different image screen format. The user is offered ample opportunity to configure a 4: 3 or 16: 9 format conversion system, as well as interlaced or progressive scanning, depending on personal preferences. When connecting the TV as a personal computer monitor, it is possible to display an image without any format conversions at all. This allows you to fully preserve the resolution and clarity of the original image without introducing any additional distortions associated with the conversion of image formats.

Подсистема динамического углубления яркостных и цветовых переходов обеспечивает беспрецедентную резкость изображения как на границе контрастных, так и слабоконтрастных объектов изображения. Использование адаптивных нелинейных методов обеспечивает значительное повышение четкости переходов без появления дополнительных шумов и ложных контуров, одновременно производится прецизионное согласование яркостных и цветовых переходов на экране устройства отображения или телевизора. Адаптивная подсистема динамического контраста служит для управления светлыми и темными объектами изображения и увеличивает общую контрастность изображения на 50%. Подсистема глобального и локального управления глубиной резкости приводят к значительному увеличению ощущаемой глубины воспроизводимого изображения. Прецизионная и независимая обработка цветовых составляющих сигнала Y, С одновременно с использованием дополнительных систем обработки цветовой информации, таких как Dynamic Blue Stretch, Dynamic Vivid Skin отвечают за повышение качества цветопередачи и обеспечивают формирование ярких, сочных и насыщенных цветов, максимально приближенных к "живой" картинке. Так на фиг.5 показано исходное и обработанное изображение устройством обработки изображения с использованием технологии PixP (Pix Picture).The subsystem of dynamic deepening of luminance and color transitions provides unprecedented image sharpness both at the border of contrasting and low-contrast image objects. The use of adaptive nonlinear methods provides a significant increase in the clarity of transitions without the appearance of additional noise and false contours; at the same time, precision matching of brightness and color transitions on the screen of a display device or TV is made. The adaptive dynamic contrast subsystem controls light and dark objects in the image and increases the overall contrast of the image by 50%. The subsystem of global and local control of the depth of field leads to a significant increase in the perceived depth of the reproduced image. Precise and independent processing of the color components of the Y, C signal simultaneously with the use of additional color information processing systems such as Dynamic Blue Stretch, Dynamic Vivid Skin are responsible for improving the color rendering quality and ensure the formation of bright, rich and saturated colors, as close as possible to a "live" picture . So figure 5 shows the original and processed image by the image processing device using PixP technology (Pix Picture).

Подсистема произвольного преобразования частоты кадров, которая позволяет без мерцания отображать на экране телевизора изображение с любого источника, независимо от исходной частоты кадров источника сигнала. Трехмерная подсистема преобразования чересстрочной развертки телевизионного сигнала в прогрессивную развертку ЖК панели позволяет устранить типичную для большинства телевизоров "гребенку", возникающую на границе контрастных объектов, что достигается использованием режима интерполяции соседних строк (структурная схема операций показана на фиг.4). Причем в качестве входного кадра предпочтительно используется изображение, предварительно обработанное подсистемой адаптивной коррекции движущихся изображений Motion Stream Technology.A subsystem of arbitrary frame rate conversion, which allows flickering-free display on a TV screen of an image from any source, regardless of the source frame rate of the signal source. The three-dimensional subsystem for converting an interlaced scan of a television signal to a progressive scan of the LCD panel allows eliminating the “comb” typical for most televisions that occurs at the boundary of contrasting objects, which is achieved using the interpolation mode of adjacent lines (the block diagram of operations is shown in Fig. 4). Moreover, the image preliminarily processed by the subsystem of adaptive correction of moving images Motion Stream Technology is used as an input frame.

Использование в предложенном устройстве технологии адаптивной коррекции движущихся изображений Motion Stream Technology, обеспечивает оптимальный подбор корректирующих параметров для отдельных фрагментов изображения и обеспечивает повышение качества изображения как движущихся, так и неподвижных объектов, что позволяет получить четкую и чистую картинку даже при воспроизведении сцен с многочисленными движущимися объектами. Технология Motion Stream Technology в детекторе движения функционирует следующим образом. Входное изображение (строки текущего и предыдущего кадров с внутреннего ОЗУ), содержит последовательность кадров телевизионного изображения, которые анализируются, в результате чего строится массив корректирующих коэффициентов для отдельных элементов изображения. Корректирующие коэффициенты подбираются индивидуально для каждого движущегося объекта на основе анализа детектором движения информации о скорости и направлении перемещения объекта. Так на первом этапе анализа изображения осуществляется выделение отдельных объектов в поле кадра методом автоматической сегментации изображения с адаптивно настраиваемыми параметрами сегментации. Далее осуществляется покадровое сравнение каждого из выделенных сегментов изображения и расчет вектора движения для отдельных сегментов. Так расчетное перемещение и движение отдельных сегментов изображения для каждого следующего кадра сравнивается с реальным его изображением следующего кадра и строится массив корректирующих коэффициентов для обеспечения максимальной степени соответствия между расчетным и реальным изображением объекта. Массив корректирующих коэффициентов и используется для коррекции изображения каждого последующего кадра, при этом корректируется смещение сегмента на следующем кадре относительно предыдущего кадра, что позволяет исправить "лесенку" на границах движущихся объектов при чересстрочной развертке исходного изображения. Использование адаптивных методов обеспечивает оптимальный подбор корректирующих параметров для отдельных фрагментов изображения. Это позволяет значительно снизить размытие и характерные искажения границ движущихся объектов, исключая возможность размытия и искажения неподвижных частей изображения.Using the proposed device adaptive correction of moving images Motion Stream Technology provides the optimal selection of correction parameters for individual fragments of the image and provides improved image quality of both moving and stationary objects, which allows you to get a clear and clean picture even when playing scenes with many moving objects . Technology Motion Stream Technology in the motion detector operates as follows. The input image (lines of the current and previous frames from internal RAM) contains a sequence of frames of a television image that are analyzed, as a result of which an array of correction factors for individual image elements is built. Correction coefficients are selected individually for each moving object based on the analysis by the motion detector of information about the speed and direction of movement of the object. So at the first stage of image analysis, the selection of individual objects in the frame field is carried out by automatic image segmentation with adaptively adjustable segmentation parameters. Next, frame-by-frame comparison of each of the selected image segments and calculation of the motion vector for individual segments are performed. So the calculated movement and movement of individual image segments for each next frame is compared with its real image of the next frame and an array of correction factors is built to ensure the maximum degree of correspondence between the calculated and real image of the object. An array of correction factors is used to correct the image of each subsequent frame, while the segment offset on the next frame is corrected relative to the previous frame, which allows you to fix the "ladder" at the boundaries of moving objects during interlaced scanning of the original image. The use of adaptive methods ensures the optimal selection of correction parameters for individual fragments of the image. This can significantly reduce the blurring and characteristic distortion of the boundaries of moving objects, eliminating the possibility of blurring and distortion of the stationary parts of the image.

Предложенная технология PixP (Pix Picture) способна одинаково эффективно работать как с традиционными ЖК дисплеями, так и с ЖК дисплеями со светодиодной подсветкой (LED) и плазменными панелями высокого разрешения и обеспечивает формирование высококачественного изображения с улучшенной контрастностью, сочностью и разрешением и позволяет отобразить на экране телевизора изображение, практически не отличающееся от натурального.The proposed PixP (Pix Picture) technology is capable of working equally efficiently with both traditional LCD displays and LCD displays with high-resolution plasma panels and provides high-quality images with improved contrast, richness and resolution and allows you to display on the screen TV image is almost no different from natural.

Полезная модель может быть осуществлена посредством аппаратных средств, содержащих несколько отличных элементов или посредством запрограммированного процессора/компьютера. Так все используемые средства выполнены преимущественно в виде запрограммированного процессора или микросхемы.The utility model may be implemented through hardware containing several distinct elements or through a programmed processor / computer. So all the tools used are made primarily in the form of a programmed processor or microcircuit.

Также перечисленные средства/модули или несколько из этих средств могут быть воплощены одним и тем же элементом аппаратных или программных средств и наоборот могут быть объединены и выполнены как одно устройство. Кроме того, предложенное устройство обработки изображений может входить в состав, например, телевизионной приставки, спутникового тюнера, видеомагнитофона, устройства записи/воспроизведения, мультимедийного или DVD проигрывателя.Also, the listed tools / modules or several of these tools can be embodied by the same element of hardware or software, and vice versa, can be combined and performed as one device. In addition, the proposed image processing device may be included, for example, a set-top box, satellite tuner, VCR, recording / playback device, multimedia or DVD player.

Вышеупомянутые варианты осуществления полезной модели не являются исчерпывающими и приведены только с целью пояснения полезной модели и подтверждения ее промышленной применимости и специалисты в данной области техники способны создавать альтернативные варианты ее осуществления без отрыва от объема приложенной формулы, но в пределах сущности полезной модели, отраженной в описании.The above-mentioned embodiments of the utility model are not exhaustive and are given only for the purpose of explaining the utility model and confirming its industrial applicability, and specialists in the art are able to create alternative options for its implementation without interruption from the scope of the applied formula, but within the essence of the utility model reflected in the description .

Claims

1. An image processing device for reproducing it, comprising: external frame RAM, internal line RAM, motion detector, 2D and 3D filters, mixer C and mixer Y, characterized in that the input video signal is input to an external frame RAM and a first input of internal RAM lines, to the second-third input of which a delayed frame signal is supplied from the external frame RAM, the internal line RAM of the corresponding first-fourth outputs is connected to the corresponding first-fourth inputs of the motion detector for the pixel prediction of the motion of luminance Y and chroma C and the first to fourth inputs of the 3D filter, the first to second output of the internal RAM of the lines connected to the first and second inputs of the 2D filter, the fifth to sixth input of the motion detector connected to the control output of the internal RAM of the lines, the first the second inputs of mixer C are connected to the outputs of the motion detector, and the third and fourth inputs are connected respectively to the first outputs of 2D and 3D filters, while the second outputs of 2D and 3D filters are connected to the first and second input of mixer Y, to the third input one of which is connected to the first output of mixer C, and the second output of mixer C and the output of mixer Y are the outputs of the device.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of precision and independent processing of color components of the image signal Y, C.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is configured to process the image to reduce cross-distortion "color-brightness" and "brightness-color" and dynamic deepening of luminance and color transitions to provide image sharpness between contrasting and low-contrast image objects.

4. The device according to claim 1, characterized in that it is adapted to adapt the image to a given format, convert the frame rate of the image and convert the interlaced television signal to progressive scan based on the interpolation mode of adjacent lines.

5. The device according to claim 1, characterized in that it is adapted to adaptively correct moving images based on correction factors for image segments of the corresponding image frame.

6. The device according to claim 1, characterized in that it is made up of a television, a plasma display panel or a liquid crystal display device, a satellite tuner, a recording and playback device for a multimedia or DVD player, receiving an input video signal from these devices.