SU1008926A1 - Способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала и устройство дл его реализации - Google Patents

Abstract

1. Способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала| основанный . на формировании видеосигнгша строк с последующей дискретизацией видеосигнала каждой строки, преобразовании значений отсчета дискретизированного видеосигнала в цифровую форму, запоминании этой последовательности отсчетов и формировании откорректированных значений отсчетов видеосигнала отличающийс  тем, что, с целью повьииени  точности коррекции путем устранени  шумов пространственной дискретизации видеосигнала, формирование видеосигнала строк осуществл ют с частотой строчного разложени , вдвое превышающей стандартную дискре|тизацию видеосигнсша строк производ т счастотой, вчетверо npeBtAianntefl стандартную , a формирование откорректиро ванных значений отсчетов видеосигнала осуществл ют путем преобразовани  запомненной последовательности отсче (Л тов видеосигнала в последователь оств отсчетов, выбранных через один отсчет вдоль строки и верез строку.

Description

э р

U

X)

с

ю з:)

н

V

2. Уртройство двумерной апертурной коррекции видеосигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управлени  адресами, выходы которого соединены с соответствующими входами блона пам ти, объединенными с входами блока хранени  коэффициентов коррекции, при этом выходы блоков пам ти и хранени  коэффициентов коррекции подключены к арифметическому блоку, вьтход которого  вл етс  выходом устройства, а также временной дискретизащор , вход которого подключен Изобретение относитс  к телевизионной технике и предназначено ) дл  повышени  резкости границ между детал ми изображени  при цифровой передаче телевизионной ннформсщии. Известен способ апертурной коррек ции, в котором предварительно определ ют составл ющие спектра Уолша корректируемого цифрового видеосигна ла затем умножают спектральные компоненты на.корректирук цие коэффициен ты и вьщел ют скорректированный теле визионный сигнал в цифровой форме обработки преобразованием Уолша.Устройство , реализующее этот способ, содержит первый регистр, генератор тактовых импульсов, электронные пере ключатели, генератор функции Уолша, элемент ИЛИ идентичных каналов, напр мер 4, каждый из которых состоит из датчика корректирующих чисел, последовательно соединенных реверсивного счетчика и выходного регистра, умножител  и второго регистра, а также из последовательно соединенных выходного реверсивного счетчика и выходного регистра, при этом выход датчик корректирующих чисел подключен к второму входу умножител , а первый и второй выходы электронного переключател  подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика, причем на вход генератора тактовых импульсов и на первый вход каждого электронного переключател  подаетс  входной сигнал, а к второму входу каж дого электронного переключател  подключены соответствующие выходы генератора функций Уолша, а выход каждого из выходных регистров подключен к соответствующему входу элемента ИЛИ, причем выход первого регистра подключен к первому входу каждого выходного реверсивного счетчика, выход второго регистра подключен к первому входу

к передающей телевизионной камере, а выход - к аналого-цифровому преобразователю , отлич ающе ес  тем, что, с целью повышени  точности коррекции путем устранени  шумов пространственной дискретизации, введен умножитель частоты на четыре, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход -.с тактовым входом временного дискретизатора и вторым входом блока управлени  адресами, при этом выход аналогоцифрового преобразовател  соединен с информационным входом блока пам ти. первого и второго выходных реверсивных счетчиков и второму входу третьего и четвертого выходных реверсивных счетчиков, выход третьего регистра подключен к, первому входу первого и четвертого выходных реверсивных счетчиков и к второму входу второго и третьего выходных реверсивных счетчиков , а также выход четвертого регистра подключен к первому входу первого и третьего выходных реверсивных счетчиков и к второму входу второго и четвертого выходных реверсивных счетчиков . При использовании вышеописанных способа I и устройства дл  его осуществлени  можно обеспечить регулируемую апертурную коррекцию в желаемом участке частотного диапазона теле9И зирнного видеосигнала в цифровой форме. Но. данный способ и реализующее его устройство характеризуютс  одномерностью проводимой апертурной кор- рекции и сложностью технической реализации . Это объ сн етс  тем, что ни спосЬбом, ни реализующим его устройством , не предусмотрено хранение зна чений видеосигнала, по крайней мере, нескольких строк изображени , поэтому аозмсжной оказываетс  коррекци  только в направлении строки телевизионного растра. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала, реализуемый устройством апертурной коррекции видеосигнала , предназначенным дл  работы в цифровых системгис передачи телевизионной информации. Согласно этому способу исходное оптическое изображение преобразовывают в видеосиг нал , sateM выдел ют значени  отсчетов видеосигнала путем его дискретиЗсщии с частотой, определ емой по теореме Котельникова, преобразовывают значени  отсчетов видеосигналов в цифровую форму, записывают их в оперативное з-апоминакадее устройство после чего значение отсчетов видеоси нала подвергают коррекции в горизонтальном направлении, а затем в верти кальном направлении путем взвешенного суммировани  значений отсчетов видеосигнала трех растровых элементов - корректируемого и двухcoceдни Способ реализуетс  устройством, содер жащим последовательно соединенные пер дающую телевизионную- камеру, временной дискретизатор, аналого-цифровой преобразователь и регистр сдвига, вы ходы которого соединены с соответствукхцими входами первого арифметического блока, выход которого соединен информационным входом оперативного запоминающего устройства и с информа ционным входом второго арифметическо го блока, оперативное запоминающее устройство, управл ющий вход которог подключен к выходу блока управлени  адресами, генератор тактовых импульсов , выход которого соединен с тактовым входом временного дискретизатора и входом блока управлени  адресами , блок хранени  коэффициентов коррекции, вход которого подключен к выходу блока управлени  адресами, первый выход соединен с управл ющим входом первого арифметического блока второй выход - с управл ющим входом второго арифметического блока Недостатком изйестного способа и устройства, .его реализукидего,  вл етс  невозможность достижени  пр моугольной формы апертурно-частотной характеристики .телевизионной системы в рабочей полосе частот, т.е. с резким спадом на частоте, равной полови не частоты пространственной дискретизации видеосигнала, так как подробный математический анализ показывает , что при таком способе корре ции невовможносподобрать коэффициенты коррекции,так, чтобы обеспечить резкий спад апертурно-частоткой характеристики на частоте,вдвое меньшей пространственной частоты дискретизации . Реализаци  известного способа дает возможность получить спад характеристики только нд частоте %/4, (%- номинальна  частота прострааственной дискретизации, т.е. частота/ с которой синтезируетс  изображение на приемной стороне). Когда форма апертурно-ча.стотной характеристики телевизионной системл :отлична от требуемой, по вл етс  на изображении шумов пространственна  дискретизаци . Дель изобретени  - повышение точ ности коррекции видеосигнала путем устранени  шумов пространственной дискретизации за счет обеспечени  пр моугольной формы апертурно-частотной характеристики телевизионной системы в рабочей полосе частот,т.е. в полосе частот от нул  до половины частоты пространственной дискретизации . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе двумерной апертурной коррекций видеосигнала, орйованном на формировании видеосигнала строк с последующей дискретизацией видеосигнала каждой строки, преобразовании значений отсчета дискретизированного видеосигнала в цифровую форму, запоминании этой последовательности отсчетов и формкровании откорректированных значений отсчетов видеосигнсша , формирование видеосигнала строк осуществл ют с частотой строчного разложени , вдвое превышающей стандартную, дискретизацию видеосигнала строк производ т с частотой, вчетверо : превьшающей стандартную, а формирование откорректированных значений отсчетов видеосигнала осуществл ют путем преобразовани  эгтомненной последовательности отсчетов видеосигнала в последовательность отсчетов, выбранных через один отсчет вдоль строки и через строку. В устройство двумерной апертурной коррекции видеосигнал а, содержащее генератор тактовых импульсов,выход которого соединен с первым входом Олока управлени  адресами, выхода которого соединены с соответствуюищми входа1Л1 блока пам ти, объединенными с входами блока хранени  коэффициентов коррекции , при этом выходы блоков пам ти и хранени  коэффициентов коррекции подключены к.арифметическому блоку ,выход которого  вл етс  выходом устройства, а также временной дискретизатор , вход которого подклх чен к передающей телевизионной камере, а выход - к аналого-цифровому.преобразователю- , введен умножитель частоты на четыре, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов , а выход - с тактовым входом временного дискретизатора и вторым вхоДОМ блока управлени  адресами, при этом выход аналогоюцифрового гфеобразб1вател  соединен с информационным входом блока Пс1м ти. - При получении пр кюугольной форм апертурно-частотной характеристики «телевизионной системы с резким спадом на частоте, равной половине част тоты пространственной дис1фетнзации, улучшаетс  точность апертурной коррекции , а также устран ютс  шумы пространственной дискретизации, по вление которых св зано с невыполнением условий TeopeNE: Котельникова . применительно к передаваемому изобра ,жению, Масематический анализ показывает , что пространственна  апертурночастотна  характеристика системы мо жет быть сделана пр моугольной с ре ким спадом на частоте, равной 1/4 частоты пространственной дискретиза ции как по оси X, так и по оси Y пу тем соответствующего подбора коэффи циентов коррекции при взвешенном суммирований, в то врем  как невозможно сделатьапертурно-частотную характеристику пр моугольной с резким спадом на частоте, равной 1/2 частоты пространственной дискретиза ции как по оси X., так и по оси У. Поэтому дл  того, чтобы все-таки обе печить спад апертурно-частотной характеристики телевизионной системы на частоте, равной половине частоты пространственной дискретизации, пред лагаетс  при преобразовании оптического изображени  в электрический сигн частоту пространственной дискре- тизации увеличить вдвое по сравнению с номинальной как по оси X, так и по оси Y. При этом подбором коэффициентов коррекции можно добитьс  рез кого спада апертурно-частотной харак теристики на частоте, равной 1/4 уве личенной частоты пространственной дискретизации, или на частоте, равно 1/2 номинальной частоты пространственной дискретизации.. А дл  того, чтобы не увеличивать полосу частот, занимаемых электрическим сигналом в канале св зи, и соответственно синтезировать на приемной стороне 1 зображение,состо щее из номинальног ( неувеличенного) числа растровых элементов , откорректированные значени  отсчетов видеосигнала формируют из первоначальной последовательности отсчетов, выбира  их через один отсчет вдоль строки и через строку. На чертеже представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 управлени  адресами, передающую телевизиорную камеру 3, временной дискретизатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, блок 6 пам ти, блок 7 хранени  коэффициентов коррекции, арифметический блок 8 и умножитель 9 частоты на четыре. В предлагаемом устройстве дл  уве личени  вдвое частоты пространственной дискретизации в вертикальном направлении в два раза увеличивают час тоту строчного разложени , дл  чего в передающей телевизионной камере пр дусматриваетс  генератор строчной развертки, работающий на частоте, в два раза превышающей номинальную. Дл  увеличени  в два раза частоты пространственной дискретизации в горизонтальном направлении частоту сле довани  тйктовых импульсов увеличивают в четыре раза, дл  чего в устройство между генератором тактовых импульсов и временным дискретизатором ставитс  умножитель частоты. Число .растровых элементов в растре после такой пространственной дискретизации получаетс  в четыре раза больше номинального. Следовательно емкость оперативного запоминающего устройства блока пам ти также должна быть увеличена в четыре раза по рравнению с прототипом. В арифметическом блоке производитс  определение откорректированных значений выбранных отсчетов видеосигнала по следующей формуле - ,.„.| t. oift значение видеобйгнала растрового элемента, расположенного на т-ой строке и с номером п вдоль строки (в растре с увеличенным числом растровых элементов); N - число растровых элементов вдаль строки (и в поперечном направлении), используемых при линейной обработке; N - число растровых элементов, составл ющих массив, используемый при коррекции; 1, j - текущие значени  номера строки и номера элемента вдоль строки; - значение коэффициента коррекции дл  растрового элемента, расположенного в массиве коррекции на i-ой строке с j-ым номером-вдоль; строки. Теоретические исследовани  показывают, что коэффициенты коррекции А Vj могут быть вычислены следующим образом 7 « /acosg2 co5 1 «ЗУ Шэ ( о о .) где Ко,д(Ш5(, U;) - апертурно-частотна  характеристика, котора  подлежит коррекции; ц- частота пространственной дискретизации в направлении оси X, т.е. вдоль строки; вэу частота пространственной дискретизации в направлении оси Y, т.е. частота строчного разложени ; Ц))1- пространственна  частота в направлении оси X; и - пространственна  частота в нап4 )авлении оси У. Устройство работает следующим образом . В передающей телевизионной камере 3 оптическое изображение, преобразованное в потенциальный рельеф фотокатода , разлагаетс  в телевизионный . растр с числом строк, увеличенным в два раза по сравнершо с номинальным. Затем с выхода передаквдей телевизионной камеры 3 видеосигнал в аналоговой форме поступает на вход

Claims (2)

1. Способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала? основанный на формировании видеосигнала строк с последующей дискретизацией видеосигнала каждой строки, преобразовании значений отсчета дискретизированного видеосигнала в цифровую форму, запоминании этой последовательности отсчетов и формировании откорректированных значений отсчетов видеосигнала? отличающийся тем, что, с целью повышения точности коррекции путем устранения шумов пространственной дискретизации видеосигнала, формирование видеосигнала строк осуществ ляют с частотой строчного разложения.

вдвое превышающей стандартную,дискретизацию видеосигнала строк производят с'частотой, вчетверо превышающей стандартную, а формирование откорректиро·* ванных значений отсчетов видеосигнала осуществляют путем преобразования 1 запомненной последовательности отсчетов видеосигнала в последовательности//^ отсчетов, выбранных через один отсчет,*^ вдоль строки и через строку.

2. Устройство двумерной апертурной коррекции видеосигнала, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления адресами, выходы которого соединены с соответствующими входами блона памяти, объединенными с входами блока хранения коэффициентов коррекции, при этом выходы блоков памяти и хранения коэффициентов коррекции подключены к арифметическому блоку, выход которого является выходом устройства, а также временной дискретизатор, вход которого подключен к передающей телевизионной камере, а выход - к аналого-цифровому преобразователю, отлич ающе е с я тем, что, с целью повышения точности коррекции путем устранения шумов пространственной дискретизации, введен умножитель частоты на четыре, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход -с тактовым входом временного дискретизатора и вторым входом блока управления адресами, при этом выход аналогоцифрового преобразователя соединен с информационным входом блока памяти.