RU2113770C1 - Способ генерирования данных изображения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способам генерирования видеоданных, компенсирующих перемещение, из двух полей чередующихся элементов изображения. Первое и второе последовательные поля данных изображения фиксируются и оцифровываются. Затем эти поля обрабатывают с целью определения областей, искаженных благодаря быстрому передвижению компонентов этого изображения. В трех областях, где обнаружено быстрое перемещение, оценку для элементов изображения замещают в одном поле на основе другого поля. Тем самым потери в разрешающей способности ограничиваются до малых областей, которые благодаря быстрому перемещению не имели четких очертаний до обработки. Технический результат изобретения заключается в уменьшении потерь разрешающей способности малых областей изображения. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к фиксации изображения и системам отображения и, в частности, к способу генерирования видеоданных, компенсирующих перемещение, из видеоданных двух полей чередующихся элементов изображения (пикселей).

В цифровой видеотехнике имеется множество систем для фиксации или оцифровки аналоговых видеокадров в различных формах, таких как полный видеосигнал или RGB. Такая фиксация может обычно принимать, во-первых, форму реальной фиксации, при которой изображение полностью оцифровывается по мере приема, и, во-вторых, когда процесс фиксации распределяется по времени и может включать компоненты, полученные от нескольких кадров видеоданных.

Примером последней формы является последовательная фиксация, и преимущество ее заключается в том, что для предотвращения размытости изображения мишень должна оставаться в относительно стационарном состоянии во время фиксации. Однако проблема заключается в неумышленном формировании перемещения видеокадра даже при реальной фиксации относительно неподвижного кадра из чередующегося видеосигнала. В видеотехнике с чередованием, которая является стандартной в данной области, простое изображение или кадр обычно составляются из двух изображений или полей, принимаемых, например, с интервалом в 1/60 с. Первое изображение может содержать четные строки развертки и при наличии второго изображения с нечетными строками развертки, вставленными или чередующимися с четными строками развертки, после отображения первого изображения должно произойти чередование, которое возникает при перемещении колоды кадров. Примером такой формы развертки с чередованием могут служить растровые развертки в стандартном широковещательном телевидении.

Как упомянуто выше, проблема возникает при нестационарной мишени, присущей фиксирующей камере, когда фиксируются эти два поля, соседних по времени - даже когда последовательная фиксация отстоит от последующей на 1/60 с. В качестве практического примера, если перемещать руку во время процесса фиксации, должны быть выработаны два поля, которые будут фиксировать руку в двух явно различных позициях. Однако работа стандартных систем с чередованием обеспечивает попеременный вызов на экран дисплеев двух полей, которые должны постоянно обновляться. Результатом этого может быть появление руки, зафиксированной в состоянии дрожащего или трясущегося перемещения при частоте 30 Гц, обеспечивая практически неразборчивые изображения.

В целях преодоления этой проблемы были разработаны системы, которые отбрасывали все строки развертки, связанные с одним из альтернативных полей. Очевидным нежелательным результатом этого было, конечно, заметное уменьшение разрешающей способности изображения, пример чего можно отчетливо наблюдать в потребительских видеомагнитофонах. Большинство таких видеоплейеров включают режим стоп-кадра. Благодаря немеханическим ограничениям видеоголовок и тому подобному этот режим отображает одно поле из 240 строк развертки, что составляет только половину из 480 строк развертки кадра, присущих потребительским видеосистемам. Это воспринимается в кадре или как заметное снижение качества изображения относительно полной разрешающей способности изображения на видеоленте до воспроизведения стоп-кадра.

Другой вариант преодоления этой проблемы описывается в патентной заявке США А-4845557. Этот документ раскрывает методику подавления перемещения поля в видеосистемах с чередованием, которая формирует кадр с подавленным перемещением без использования фиксированного порога для определения перемещения. Одно из двух полей выбирается как неизменяемое, а другое поле проверяется с целью обнаружения перемещения. Когда такое перемещение обнаруживается, значение элемента изображения (пикселя) замещается интерполированным значением.

Для всего вышесказанного и по другим причинам очень нужны устройство и способ для улучшения фиксации видеоизображений и дисплейных систем, которые могут исключать артефакты перемещения, такие как нежелательное дрожание изображения быстро движущихся компонентов и тому подобное из фиксированного изображения, и в то же время обеспечивать наибольшую разрешающую способность полного изображения с чередованием.

Предлагаются устройство и способ обеспечения оцифрованных видеоизображений фиксированных аналоговых видеоданных, которые исключают артефакты перемещения в реальной фиксации и в то же время оставляют на том же уровне разрешающую способность первоначального изображения с чередованием. Сначала неподвижное изображение от видеоисточника с чередованием фиксируется или оцифровывается с использованием любого числа коммерчески доступных систем оцифровки видеоизображения. Эта фиксация включает в предпочтительном варианте первое и второе последовательные поля, которые составляют полный кадр. Эти поля затем оцифровываются таким образом, чтобы определить области, искаженные за счет относительного перемещения мишени. В этих областях элементов изображения, где такое перемещение обнаруживается, подстановка значений элементов изображения в одном поле делается на основе оценки элементов изображения в остальном поле.

В предпочтительном варианте для того, чтобы идентифицировать области дрожания изображения вследствие перемещения, различия внутри поля, простирающиеся по вертикали и связанные с несколькими элементами изображения, которые часто больше одной детали внутри поля в этой области, сканируются цифровым процессором. В областях выявленного перемещения только одно поле, которое здесь называем первым или четным полем, будет содержать пиксели, не изменяющие своего первоначального состояния. По отношению к оставшемуся второму или нечетному полю оператор модифицирует каждый пиксель в этом нечетном поле в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 показана функциональная блок-схема, изображающая компьютеризованную систему фиксации и обработки видеоизображения; на фиг. 2 - более подробная блок-схема системы на фиг. 1; на фиг. 3 - схематическое представление нечетного и четного полей пикселей изображения, зафиксированного и отображенного системой на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 - блок-схема обработки системой на фиг. 1 изображения, зафиксированного системой с целью исключения артефакта перемещения с чередованием.

На фиг. 1 и 2 приведено общее описание представляемой системы для фиксации, оцифровки, обработки и отображения видеоизображения, а также описание устройства и способа, согласно изобретению, применяемых в системе на фиг. 1 и 2 для взаимодействия с зафиксированными и запомненными в системе видеоданными с целью устранения артефакта перемещения с чередованием. Одной из таких систем, которые могут быть применены в случаях, описанных на фиг. 1 и 2, является система аудивизуальной связи, или АВС система, которая включает как аппаратные, так и программные средства, необходимые для вышеупомянутой фиксации, обработки отображения видеоданных, выпускаемая фирмой "Ай-Би-Эн Корпорэйшн оф Армонк", Нью-Йорк, США. Сопроводительная документация для такой системы может быть найдена в следующих публикациях, которые здесь сопровождаются ссылкой: "Руководство пользователя системы аудиовизуальной связи фирмы "Ай-Би-Эм" и "Установка адаптера фиксации видеоизображения", а также "Техническое описание".

На фиг. 1 приведена в виде блок-схемы цифровая компьютерная система 10, которая может быть применена в соответствии с устройством и способом изобретения. Как можно видеть, система 10 может предпочтительно приобретать форму цифрового персонального компьютера и включает клавиатуру 6 для обеспечения пользователя средства ввода информации, связанную с центральным процессором РС4 хорошо известным способом. В центральный процессор 4 включены устройства памяти, которые могут представлять как энергозависимые, так и энергонезависимые устройства памяти, а также могут включаться дополнительные устройства памяти, такие как память на магнитных дисках или на магнитных лентах.

Центральный процессор 4 также связывается с одним или несколькими драйверами дисплея (не показаны), которые используются в случае, хорошо известном в этой области техники, для обеспечения визуального отображения видеоизображений посредством связи соответствующих сигналов управления и данных от центрального процессора 4 к дисплею 5 и к одному или нескольким мониторам 7. Квалифицированные специалисты в этой области будут утверждать, что дисплей 5 и монитор 7 могут включать различные устройства, предназначенные для приема аналоговых видеосигналов в различных формах, таких как RGB, Y/С, NTSC, PAL и т.д.

В системе 10, показанной на фиг. 1, видеокамера 3 имеет аналоговую видеосвязь 32 с центральным процессором 4. Камера 3 показывается для изучения на объекте 2, имеющем визуальные изображения, которые должны быть оцифрованы системой 10. Несмотря на удобство объекта 2, показанного как стационарного, необходимо отметить, что для повышения максимального преимущества предмета изобретения, как описано здесь, этот объект может предпочтительно принимать форму движущегося предмета, такого как человек, автомобиль и т.д. Изображение такого предмета при фиксации обеспечивает повышение эффекта размытости изображения, адресуемого изобретением. В случае, который будет описан здесь позднее, камера 3 будет преобразовывать визуальное изображение объекта 2 в аналоговые электронные сигналы, передаваемые через связь 32 на центральный процессор 4, причем они должны быть последовательно оцифрованы, обработаны и преобразованы обратно в аналоговую форму для вывода на аналоговую выходную связь 34, после чего они отображаются на одном или нескольких мониторах 7. Система 10 может, конечно, включать другие компоненты и в качестве цифрового компьютера общего назначения и дисплея предпочтительно может быть применен компьютер IBM PS 2 модели 80, изготовленный одним из заявителей - фирмой "Интернейшнл Бизнес Машинз Корпорэйшн", США.

Центральный процессор 4, поскольку является стандартным персональным компьютером, включает системную шину, обеспечивающую ввод/вывод данных управления и адреса на различные компоненты системы, хорошо известные в данной области техники. В частности, имея в виду вышеупомянутый центральный процессор 4 модели 80, в нем используется системная шина типа "микроканал", которая желательна в предпочтительном варианте системы 10. Однако изобретение не ограничивает определенную структуру шины и предполагает использование с другими структурами шин. Более подробная информация, касающаяся этой микроканальной структуры шины и работы, может быть получена в технических руководствах, сопровождающих машину модели 80, которые объединяются здесь в справочном порядке.

Также по отношению к системе 10, описанной на фиг. 1, несмотря на то что аналоговые входные видеосигналы на связи 32 показываются исходящими от камеры 3, реально воспринимается, что такой источник аналогичного сигнала может вырабатываться от различных других источников, подобных видеомагнитофону или аналогичных, и соответственно изобретение не намеревается ограничивать использование других стандартных источников для выработки таких аналоговых сигналов. Как хорошо известно в данной области техники, эти источники аналоговых сигналов могут быть форматы, упомянутые выше, как-то RGB, Y/C, составной видеосигнал, цифровой сигнал или другие форматы. Хотя только один источник такой отформатированной видеоинформации приводится на фиг. 1, хорошо известно из изобретения использование множества многоформатных источников для последовательной оцифровки в центральном процессоре 4 их соответствующих видеоизображений или данных, обработки их и последовательной реконверсии в аналоговые видеосигналы для одновременного отображения на одном или нескольких устройствах отображения. Монитор компьютера 5, который приводится на фиг. 1, стандартно включает часть персональной вычислительной системы общего назначения, включающей центральный процессор 4, и используется для стандартных целей ввода/вывода с центральным процессором 4. Однако, как отмечено выше, монитор 7 в дальнейшем включен для отображения этих реконверсированных аналоговых видеосигналов.

Обращаясь снова кратко к структурам шин, связанных с персональными вычислительными системами 10, удобно обеспечить в различных доступных центральных процессорах 4 множество плат адаптеров или расширительных ячеек. Назначением этих ячеек является обеспечение пользователя возможностью конфигурировать систему для выполнения необходимых функций. Плата адаптера в одной из ячеек будет включать соединители для приема сырых аналоговых данных от источника видеосигнала в нескольких форматах и аппаратные средства мультиплексирования/управления и подобных им на плате, которая под управлением компьютера за счет интерфейса с вышеупомянутой шиной будет выбирать один из этих сигналов для оцифровки. Эта плата адаптера будет далее включать аналого-цифровую схему, необходимую для оцифровки этого предварительно выбранного сигнала. Благодаря взаимосвязи платы адаптера с шиной ясно видно, что характеристикой изобретения является обеспечение обработки и редактирования этого оцифрованного изображения под управлением центрального процессора 4 через шину для исключения артефактов перемещения в случае, который описан. Дальнейшей функцией платы адаптера является реконверсия обработанной/отредактированной, оцифрованной видеоинформации в аналоговую форму; такая функция также выполняется на плате посредством обеспечения соответствующей схемы цифро-аналогового преобразования.

В конце концов по отношению к предпочтительному варианту, который далее будет описан более подробно, на плате адаптера устанавливается схема кодирования, посредством которой, когда оцифрованные видеосигналы реконверсируются в аналоговую форму, они преобразуются в несколько форматов. На плате устанавливается несколько соединителей, каждый из которых несет один из этих реконверсированных оцифрованных сигналов в одном из стандартных аналоговых видеоформатах. В этом случае посредством соединения монитора с каждым таким соединителем, адаптированным для приема такого определенного формата сигнала, получается одновременное отображение видеоизображения в нескольких форматах. Необходимо отметить, что эта реконверсия проходит также под управлением центрального процессора 4, поскольку плата адаптера и связанная с ней схема кодирования вставляются в интерфейсную шину компьютера 4.

На фиг. 2 показана более подробно блок-схема системы 10.

На шине 32 входные аналоговые видеосигналы в различных форматах принимаются видеоадаптером 16 изобретения. Видеоадаптер 16 подключается к главной системе 12 посредством драйвера видеоустройства 18, который принимает состояние из адаптера по шинам 36 и посылает команды и данные в регистры адаптера 16 по шине 38. Шина системы 10 иллюстрируется графически в части выхода по шине 26, поступающей от адаптера 16 в буферы видеосигнала 28 внутри центрального процессора 12. Дальнейшая функция этой шины иллюстрируется посредством шины 30, определяющей информацию, запоминаемую в этом буфере видеосигнала 28, которая может быть загружена в основную память, такую как жесткий диск персонального компьютера 22. Из памяти 22 через шину, показанную как шина 24, данные могут быть приняты с диска и направлены обратно в буфер 28 центрального процессора 12. Из этих буферов 28 данные могут быть также считаны и затем посланы обратно через подключение шины центрального процессора к адаптеру 16 по шине 32 для загрузки видеоданных в видеопамять адаптера 16.

Драйвер видеоустройства 18 имеет программный видеоинтерфейс 20, который непосредственно связывается, как показано, шиной 15 с фиксацией видеосигнала и редактированием или функцией 14 главной системы 10. Прикладной программный интерфейс 20 обеспечивает микрокоманды для процесса фиксации видеосигнала и редактирования, которые в конце концов поступают на видеоадаптер 16 через блок драйвера устройства 18. В результате исполнения программы фиксации видеосигнала и редактирования 14 команды посылаются через шины 40, и информация о состоянии принимается через шины 42 от центрального процессора 12. Это приводит к появлению отображения изображения на экране одного или нескольких мониторов 7 (фиг. 1). Экран 17 центрального процессора 12 обычно резервируется для отображения материала, поступающего не от источника, например, более стандартных данных ввода/вывода, связанных с системой персонального компьютера. Такие данные включают ввод оператора с клавиатуры 6 и информацию интерфейса пользователя от центрального процессора 12 для функционирования особенностей фиксации и отображения данного изображения. Отображаемое изображение может быть реальным или составным, включая изображения, управляемые функцией, выбранной модулем фиксации видеоизображения и редактирования. Путь 15 между функцией фиксации видеоизображения и редактирования 14 и прикладным программным интерфейсом 20 осуществляется через микрокоманды, которые затем преобразуются в раздельные команды и запросы о состоянии через шины 36 и 38. Как отмечалось ранее, предлагаемые функции, обозначенные шинами 32, 30, 24 и 26, в действительности управляются через шину самой системы 10 и обычно отражают диск 22 ввода/вывода и плату адаптера 16 ввода/вывода.

Из предыдущего описания ясно, что как только изображение будет фиксировано в форме оцифрованных представлений элементов изображений различных кадров видеоданных с помощью системы, раскрытой на фиг. 1 и 2, центральным процессором 12 может быть обеспечено программное обеспечение для манипулирования такими данными любым желаемым способом. Естественно, особенностью изобретения является обеспечение компьютеризованного процесса работы и этими оцифрованными данными желаемым способов в соответствии с изобретением. Так, может быть обеспечена прикладная программа обработки изображения изобретения для обмена информацией с прикладным программируемым интерфейсом 20 видео, чтобы осуществлять желаемую манипуляцию и преобразование этих цифровых представлений элементов изображений, записанных на диске 22 персонального компьютера и в буферах 28. Эти модифицированные представления затем будут восстановлены на диске 22 персонального компьютера или выданы через адаптер 16 видео как аналоговый сигнал 34 для отображения улучшенного изображения с исключенными артефактами чередующегося перемещения благодаря взаимодействию обрабатывающего программного обеспечения с системой 10.

Теперь, после того как описана система фиксации изображения, следует подробное описание со ссылками на фиг. 3 и 4 обработки этих цифровых представлений элементов изображения фиксации с помощью приложения 49 обработки в соответствии с изобретением.

Следует напомнить, что эта система и способ изобретения сохраняют большую часть разрешающей способности изображения с полностью чередующимися кадрами, в то же время устраняя дрожание изображения быстро движущихся компонентов. В предпочтительном воплощении это осуществляется за два шага. В первом шаге идентифицируются те области изображения, которые подвержены дрожанию или джиттеру, например области, представляющие нежелательное шумовое перемещение, а во втором шаге отбрасывается второе поле только в этих идентифицированных областях с подстановкой значений оценки для элементов изображения в этих областях, основанных на значениях в другом поле. Таким образом, потери разрешающей способности ограничены до размеров малых областей, которые из-за быстрого перемещения в любом случае были бы нечетко очерченными.

Соответственно в первом шаге идентификации областей, которые подвержены дрожанию, следует заметить, что такие области дрожания, являющиеся следствием их перемещения, имеют уникальные свойства, которые идентифицируют их для глаза наблюдателя и которые также могут быть идентифицированы компьютерной системой 10. В областях дрожания имеет место большая разность низких пространственных частот между этими двумя полями. Эта разность распространяется на ряд элементов изображения без изменения знака.

Желательно, чтобы артефакт, наиболее легко принимаемый за дрожание, имел деталь с большой пространственной частотой. Хотя эта деталь может создавать большую разность между двумя полями, эта разность полей очень редко является низкой пространственной частотой, т.е. это значит, что ее знак и значение этой разности между полями быстро изменяется, особенно в вертикальном направлении. Также деталь с наивысшими пространственными частотами почти всегда сопровождается деталью с наименьшими пространственными частотами. Высшая пространственная частота детали одного поля составляет половину высшей частоты кадра, и, поскольку она идет от одного поля, она не искажается дрожанием. Следовательно, эта внутриполевая деталь обеспечивает пороговое значение, ниже которого разность между этими полями является межполевой деталью. Соответственно для идентификации дрожания перемещения особенность этого изобретения заключается в том, чтобы проверять эти оцифрованные представления фиксированных элементов изображения на межполевые разности, которые распространяются вертикально и последовательно через несколько элементов изображения (т.е. на такие, которые имеют межполевые разности низкой пространственной частоты) и которые больше по своей величине, чем внутриполевая деталь в этой области.

В областях перемещения (фиг. 3) только элементы изображения, относящиеся к одному полю, будут сохранены. Это поле, называемое первым, или четным полем, содержит только элементы 50 четного поля. Другое поле, называемое вторым, или нечетным полем, содержит элементы изображения 52 нечетного поля. В этом способе в соответствии с изобретением изменяется только это второе поле, чем ограничивается число элементов изображения, над которым может осуществляться операция, до половины общего количества элементов изображения этого изображения. Процесс, описанный ниже, осуществляется на каждом элементе изображения в этом нечетном поле. Результат, полученный по каждому элементу изображения, не должен влиять на последующие вычисления. Один из способов достижения этих целей состоит в создании изображения второго произведения, работая в то же время с неизменным исходным изображением. Однако это было бы неэффективно из-за того, что элемент изображения изменяется редко. Соответственно будет раскрыт альтернативный метод после описания общего способа со ссылками на фиг. 3 и 4.

На фиг. 3 приведено схематическое представление части элементов изображения, содержащей фиксированное изображение. Эти элементы изображения будет состоять из двух групп элементов изображения 50 первого нечетного поля и второго собрания элементов изображения 54 четного поля, рассеянных или чередующихся между элементами изображения нечетного поля. В целях иллюстрации конкретные единицы этих элементов изображения имеют обозначения, такие как pel 56 (C₂), назначение которых станет ясным позднее, и оно относится к значению шкалы конкретного элемента изображения.

Можно вывести серию уравнений, относящихся к элементам изображения 50 и 52 четного и нечетного полей, как показано ниже:
H₁ = A₁ - 2B₁ + 2C₁ - 2D₁ + E₁; (1а)
H₂ = A₂ - 2B₂ + 2C₂ - 2D₂ + E₂; (1b)
H₃ = A₃ - 2B₃ + 2C₃ - 2D₃ + E₃; (1c)
T₁ = (A₁ - 2C₁ + E₁) + (B₁ - D₁); (2a)
T = (A₂ - 2C₂ + E₂) + (B₂ - D₂); (2b)
T = (A₃ - 2C₃ + E₃) + (B₃ - D₃); (2c)
H = (H₁ + 2H₂ + H₃); (3a)
T = T₁ + 2T₂ + T₃. (3b)
В предпочтительном воплощении желательно иметь несколько характеристик этого коэффициента C₂ и будут установлены эти значения C₂. Первое значение C₂ будет оставаться неизменным, если H, поделенное на T, будет меньше, чем первое выбранное пороговое значение. В противном случае C₂ присваивается значение, равное среднему арифметическому между B₂ и D₂, если H, поделенное на T, больше, чем второе выбранное пороговое значение. Наконец, желательно, чтобы для C₂ было установлено значение, находящееся между этими двумя вышеуказанными случаями, когда C₂ либо остается неизменным, либо равно среднему арифметическому между B₂ и D₂, когда H, поделенное на T, находится между этими двумя пороговыми значениями. Следует заметить, что значения H из уравнений 1a-1c представляют межполевые детали высокой частоты, распространяющиеся через несколько элементов изображения в вертикальном направлении в той же фазе. Значения T из уравнений 2a-2c представляют относительные пороговые значения на базе детали, находящейся внутри одного поля.

Эти первое и второе пороговые значения установлены эмпирически. Оказалось, что присвоение первому пороговому значению величины 2 и второму пороговому значению величины 3 дает хорошие результаты. Если эти пороговые значения будут очень велики, некоторые артефакты передвижения не будут устранены. Если они будут слишком малыми, некоторые детали изображения окажутся размытыми.

Горизонтальное усреднение H и T снижает чувствительность к шумам и к детали диагонали. Коэффициенты и упорядочение абсолютных значений важны для описанных характеристик фильтрации, подверженных воздействию обработки, описанной в связи со ссылками на фиг.3 и 4 с целью исключения шумов и т.п. Выбор таких коэффициентов производится с целью акцентировать внимание на обнаружении вышеупомянутых характеристик артефактов перемещения, одновременно ограничивая сложность вычислений до разумных уровней.

На фиг. 4 приводится подробное описание блок-схемы операций, показанной здесь для обработки элементов изображения в соответствии с изобретением. Понятно, что эта блок-схема может быть легко реализована кодом программы, исполняемой системой темой 10 с целью получения описанных здесь преимуществ, и что такой код может быть выполнен любым из нескольких способов, очевидных для специалистов в этой области техники применительно к этой блок-схеме.

Этот процесс далее описывается по блок-схеме, представленной на фиг.4. Видеокамера 60 соединена с адаптером 62 фиксации видео, который фиксирует два чередующихся поля с каждым полем, отделенным по времени от другого поля, которые вместе составляют полный кадр. Блок 64 проверяет это изображение на наличие детали высокой пространственной частоты, которая является кандидатом в артефакты перемещения. Величина этой детали H рассчитывается с использованием уравнений, приведенных выше. Блок 65 проверяет это изображение на наличие детали средней частоты для определения порогового значения чувствительности с целью отличить деталь изображения от артефактов перемещения. Величина этого порогового значения T вычисляется с использованием уравнений, приведенных выше.

Затем эта высокочастотная деталь сравнивается с пороговым значением в блоке 68, чтобы определить для каждого сегмента в этом фиксированном изображении, действительно ли эта область искажена перемещением и степень этого искажения.

Тем временем блок 70 исключает все артефакты движения из этого изображения. В предпочтительном воплощении это осуществляется путем отбрасывания одного из двух полей, фиксированных блоком 62, и замещением его оценкой этого поля, основанной исключительно на остающемся поле. Это дает изображение, свободное от артефактов перемещения, с пониженной разрешающей способностью.

Затем смешивающий блок 72 выбирает и смешивает между собой первоначальное изображение на линии 74 и свободное от перемещений, но обладающее пониженной разрешающей способностью изображение на линии 76 под управлением выхода блока обнаружения перемещений 68. Эта выборка и смещение соединяются по принципу область-область. Нетрудно догадаться, что эта временная функция стоп-кадра блока 70 должна употребляться только с теми областями, которые выбраны блоком 68 обнаружения перемещения, в результате чего экономится время на вычисления.

Наконец, это выход результирующего смешанного изображения может быть подвергнут обработке подобно любому цифровому изображению. Например, он может быть подан на вход адаптера 78 отображения и рассматриваться на мониторе 80 видеодисплея.

Это изобретение не лимитирует работу блока 70 временного стоп-кадра в режиме полного отбрасывания одного поля и позволяет использовать воплощения, в которых используется информация этого поля. Например, блок 70 в некоторых приложениях может позволять перекрестную корреляцию обоих полей с множеством смещений для определения величины перемещения и затем выполнять временную функцию стоп-кадра путем смещения обоих полей после того, как одно поле будет смещено относительно другого на определенную величину перемещения.

Теперь будет описан предпочтительный процесс работы со значениями элементов изображения, записанными в память системы 10. Как ранее указывалось, этот процесс не использует создания изображения второго произведения, в то же время работая от неизмененного исходного изображения, тем самым сберегая пространство памяти, так как измененные элементы изображения гораздо менее многочисленны, чем те, которые остаются неизменными.

Как представительный пример примем сначала, что было рассчитано изображение, имеющее множество элементов изображения, расположенных для удобства в направлении оси X со значениями, изменяющимися от 1 до 640, и вдоль оси Y со значениями от 1 до 480, с первым и вторым пороговыми значениями, равными 2 и 3 соответственно для целей иллюстрации.

Для значений X от 2 до 639 и значений Y от 3 до 477 с шагом, равным 2, представительное воплощение изобретения сначала должно рассчитать значения H и T и записать результат в память, в матрицу 238 на 638, в соответствии с уравнениями 1a-1c и 2a-2c.

Также для значений X от 2 до 639 и Y от 3 до 477 с шагом, равным 2, должны быть рассчитаны значения H и T, как и значения X, определяемые выражением:
X = H - T - T (4)
Если окажется, что X равен или меньше, чем 0, тогда элемент изображения, который обрабатывается с вышеуказанными уравнениями, заменяется на среднее значение элементов изображения, расположенных над ним и под ним. В противном случае этот элемент изображения заменяется на среднее значение самого себя и на среднее значение элементов изображения, расположенных выше и ниже и его.

За счет предварительного вычисления значений H и T это изображение может быть модифицировано на месте, сберегая много времени на передвижение элементов изображения, поскольку огромное большинство элементов изображения обычно не должно изменяться. Следует заметить также, что значения H и T рассчитываются один раз на половину этих элементов изображения, а не три раза. Далее следует заметить, что эти матрицы 238 на 638 могут быть заменены, если необходимо, двумя матрицами 3 на 638, используемыми повторно для большей эффективности.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в соответствии с изобретением фиксация спокойного изображения из источника чередующегося видеосигнала может быть улучшена устранением нежелательных артефактов чередующегося перемещения. В такой системе первое и второе последовательное поле, вместе составляющие полный кадр, фиксируются, а оцифрованные элементы изображения обрабатываются в этих полях для определения областей, искаженных в результате быстрого перемещения. Наконец, в этих обнаруженных областях быстрого перемещения выполняется подстановка для элементов изображения одного поля в соответствии с вышеуказанными значениями элементов изображения для оценок, базирующихся на другом поле.

Claims (5)

1. Способ генерирования данных изображения с компенсацией перемещения из данных изображения двух полей чередующихся пикселей, заключающийся в том, что определяют данные перемещения их данных изображения нечетного числа вертикально выровненных смежных пикселей путем определения разницы между взаимосвязанными полями чередующихся пикселей, если данные перемещения меньше первого порогового значения, то оставляют данные изображения среднего пикселя в вертикально выровненных смежных пикселях, отличающийся тем, что если данные перемещения больше, чем второе пороговое значение, то заменяют значение данных изображения среднего пикселя на данные первого изображения, имеющие величину, находящуюся между данными изображения двух вертикальных выровненных смежных пикселей, если данные перемещения больше, чем первое пороговое значение, но меньше, чем второе пороговое значение, то заменяют данные изображения среднего пикселя на данные второго изображения, имеющие величину, находящуюся между неизменными данными изображения и данными первого изображения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что данные первого изображения рассчитывают, как среднее значение данных двух вертикально выровненных смежных пикселей.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что данные второго изображения рассчитывают, как среднее значение неизменных данных изображения и данных первого изображения.

4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что данные перемещения рассчитывают как H/T, при этом
H=H₁+2H₂+H₃;
T=T₁+2T₂+T₃;
H₁=A₁-2B₁+2C₁-2D₁+E₁;
H₂=A₂-2B₂+2C₂-2D₂+E₂;
H₃=A₃-2B₃+2C₃-2D₃+E₃;
T₁=(A₁-2C₁+E₁)+(B₁+D₁);
T₂=(A₂-2C₂+E₂)+(B₂-D₂);
T₃=(A₃-2C₃+E₃)+(B₃-D₃),
где A₁, B₁, C₁, D₁, E₁, A₂, B₂, C₂, D₂, E₂ и A₃, B₃, C₃, D₃, E₃ являются данными изображения пяти вертикально выровненных смежных пикселей, соответственно;
C₂ - данные изображения, среднего из этих пяти вертикально выровненных смежных пикселей.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что первое пороговое значение равно 2, а второе пороговое значение равно 3.

Images