SU1119188A1 - Корректор резкости контуров телевизионного изображени - Google Patents

Abstract

КОРРЕКТОР РЕЗКОСТИ КОНТУРОВ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий нелинейньй усилитель сжати  белого , последовательно соединенные первый сумматор и нелинейный усилитель раст жени  белого, а также фильтр верхних пространственных частот, вход которого соединен с входом нелинейного усилител  сжати  белого, и управл емый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, отличающийс   тем, что, с цепью повьпиени  отношени  сигнал/шум, введены блок межэлементной разности, два источника отрицательного опорного напр жени , два источника положительного опорного напр жени , шесть компараторов , инвертор, генератор одиночных па1ожительно-отрицательных корректируюпщх импульсрв, генератор одиночных отрицательно-положительных корректируювщх импульсов, второй и третий сумматоры, два фильтра нижних частот и два блока задержки, при этом первый блок задержки подключен между нелинейным усилителем сжати  белого и первым сумматором, вход второго блока задержки подключен к входу нелинейного усилител  сжати  белого, а выход через блок межэлементной разности подключен к инвертирующему входу первого и неинвертирующему входу второго коютараторюв, неинвертирующий вход первого и инвертируюнщй вход второго компараторов соединены соответственно с первым источником отрицательного опорного напр жени  и первым источником положительного опорного напр жени , выходы первого и второго компараторов .соединены соответственно с входами т;тробировани  третьего и четвертого« компараторов, неинвертирующий вход третьего и инвертирующий вход четвертого компараторов соединены с общей пиной, выходы третьего и четвертого компараторов соединены соот-. j ветственно с -входом генератора оди- ночньк положительно-отрицательных кор-г ректирующих импульсов и ёходом генератора одиночных отрицательно-положитерьиых корректирующих импульсов СО первый выход фильтра верхних пространственных частот соединен с инверэо тирующим входом третьего и неинвер00 . тирующим входом четвертого компараторов , второй выход фильтра верхних пространственных частот соединен через первый 4 1льтр нижних частот с инвертирующим входом п того и неинвертирующим входом шестого компараторов , неинвертирук ций вход п того и инвертирующий вход шестого компараторов соединены соответственно с вторым источником .от1жцательного опорного напр жени  и вторым источником попслсительного опорного напр же

Description

ни , выход п того компаратора через инвертор соединен с первым входом . второго сумматора, выход шестого компаратора сое/шнен с втдрым входом второго сумматс а, выход второго сумматора через второй фильтр ниж1а1х частот подключен к первому входу третьего сумматора, причем выходы генераторов одиночных, полоокитбльно-отрицательных корректирующих импульсов и одиночных отрицательно-положительных корректируки их импульсов соединены соответственно с вторым и третьим вxoдa DI сумматора, выход которого соединен с входом управл емого аттенюатора.

Изобретение относитс  к промьшшен ности средств св зи и может быть использовано При построении аппаратуры видеотракта передающих телевизионных камер и теЛекинопроеКторов .с высокими требовани кш к четкости и отношению сигнал/шум. Известен корректор резкости телевизионного изображени , содержащий генератор горизонтального корректирукщего сигнала и генератор вертикального корректирующего сигнала выходы которых соединены с входами первого сумматора, аттенюатор и вто рой сумматор, причем выход первого сумматора через аттенюатор подключен к одному из входов второго сумматора а на второй вход второго сумматора и входы генераторов корректируюпрк сигналов поступает корректирующий сигнал. Генераторы корректируннцих сигналов и первый сумматор в совокупности представл ют собой двумер;Ный фильтр верхних пространственных частот. Выходной сигнал фильтра верЗГ них пространственных частот образует сигнал коррекции, который складывает t.- с  во втором сумматоре с корректируе мьо4 видеосигналом и увеличивает резкость телевизионного изображени  Ш Однако увеличение резкости контуров изображени  сопровождаетс  уменьшением отношени  сигнал/шум, так как во втором сумматоре с корректируемым видеосигналом складываетс  не только сигнал коррекции, но и высокочастотные составл ющие флуктуационных шумов видеотракта. Например , увеличение резкости контуров в 1,8 раза приво сщт к уменьшению отношени  сигнала к шуму на 6 дБ. Данный корректор не обеспечивает также одинакового увеличени  резкостиво всем диапазоне  ркостей телевизионного изображени . Известен также корректен резкости контуров изображени , содержащий последовательно соединенные нелинейный усилитель сжати  белого, сумматор и нелинейный усилитель раст же1ш  белого, а также фильтр верхних пространственных частот, вход которого соединен с входом нелинейного усилител  сжати  белого, причем выход фильтра . верхних пространственных частот через управл емый аттенюатор подключен к второму входу сумматора . Нелинейные усилители сжати  и раст жени  белого в совокупности обеспечивают требуемую сквозную характеристику градационной шкалы. Фильтр верхних пространственных ,частот вьщел ет высокочастотные составл юпще телевизионного изображени . Выходной сигнал фильтра Bepxioix пространственных частот образует сиг нал коррекции, который измен етс  по величине в управл емом аттенюаторе и складьгааетс  с видеосигналом в сумматоре. Благодар  нелинейному преобразованию суммарного сигнала в нелинейном усилителе раст жени  белого достигаетс  увеличение сигнала верх}шх пространственных частот в светлых част х изображени  по сравни нению с сигналом в тен х, а при помощи управл емого аттенюатсфа обеспечиваетс  визуально одинаковое увеличение резкости во всем диапазоне изменени   ркостей изображени  21. Недостатком данного корректора  вл етс  то, что в сумматоре с видео сигналом складываетс  не только сигнал верхних пространственных частот, но и высокочастотные составл ющие 1флуктуационных шумов видеотракта, в результате чего увеличение резкости изображени  сопровождаетс;  уменьшением отношени  сигнал/шум. Цель изобретени  - повышение отношени  сигнал/шум. Цель достигаетс  тем, что в корректор резкости контуров телевизион ного изображени , содержащий нелинейный усилитель сжати  белого, последовательно соединенные первый сумматор и нелинейный усилитель раст жени  белого, а также фильтр верхних пространственных частот, вх которого соединен с входом нелинейного ус1оштел  сжати  белого, и управл емый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора,введены блок межэлементной разности,два источника отрицательног опорного напр жени , два источника положительного опорного напр жени , шесть компараторов, инвертор, генератор одиночных положительно-отрицательных корректирующих импульсов , генератор оданочных отрицатель но-положительных корректирующих импульсов , второй и третий сумматоры, два фштьтра нижних частот и два бло ка задержки, при .этом первый блок задержки подключен между нелинейным усилителем сжати  белого и первым сумматором, вход второго блока задержки подключен к входу нелинейного усилител  сжати  белого, а выход через блок межэлементнрй разности к инвертирующему входу первого и не инвертирующему входу второго компараторов , неинвертируниций вход первого и инвертирующий входвторого компараторов соединены соответст венно с первым источником отрицательного опорного напр жеш1  и первым источником положительного опорного напр жени , выходы первого и второго компараторов соединены соот ветственно с входами стробировани  третьего-и четвертого компараторов, неинвертиру|йщий вход третьего и , инвертирунщий вход четвертого компараторов соединены с общей шиной, выходы третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с вх:одом генератора оданочных положительно-отрицательных , корректирующих импульсов и входом генератора одиночных отрицательно-положительных корректирушЕИХ импульсов, первый вы ход фильтра верхних пространственных частот соединен с инвертирующим входом третьего и неинвертирующйм входом четвертого компараторов, второй выход фильтра верхних пространственных частот соединен через;первый )ильтр нижних частот с инвертирующие;} входом п того и нбинвертирующим входом шестого компараторов,, неинвертирук ций вход п того и инвертирующий вход шестого компараторов соединены соответственно с вторым источником отрицательного опорного напр жени  и вторым источником положительного опорного напр жени , выход п того компаратора через инвертор соединен с первым входом второго сумматора, выход шестого компаратора соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго сумматора через второй фильтр нижних частот подключен . к первому входу третьего сумматора, причем выходы генераторов одиночньк положительно-отрицательных корректирующих импульсов и одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего сумматора, выход которого соединен с входом управл емого аттенюатора . В корректоре искаженный флуктуационными шумами видеотракта сигнал, соответствующий второй производной сигнала  ркости от вертикальных контуров детали, не замешиваетс  в выходной сигнал, а используетс  только дл  запуска генераторов одиночных отрицательно-положительньрс и положительно-отрицательных корректирующих импульсов в момент пересечени  этим сигналом нулевой линии. Запуск генераторов происходит только; в том случае, если импульсы на выходе блока межэлементной разности превьш1ают по абсолютной величине напр жени  первого источника положительного опорного напр жени  или первого источника отрицательного опорного напр жени ,при этом по вл ютс  разрешающие импульсы на входах стробировани  третьего и четвертого компараторов , что исключает запуск генераторов от выбросов флуктуационных шумов и позврл ет осуществить коррекцию резкости вертикальных контуров этими корректирующими импульсами без уменьшени  отношени  сигнал/шум. Низкочастотна  фильтра1.9{  сигнгша второй производной сигнала по вертикали , котора  осуществл етс  в первом фильтре нижних частот, и двухпороговое ограничение этого сигнала снизу, выполн емое с помощью п того и шестого кдмпаратсфов и источников полозкительного и отрицательного опор имс напр жений, позвол ет производить коррекцию горизонтальных контуров детали изображени  также без ргмвньшени  отношени  сигнал/шум. Контрастна  чувствительность зрени  к детал м малых-размеров такова , что порог заметиости малой све лой детали на темном фоне характеризуетс  посто нством отношени   ркост детали к локальной  ркости участка фона, на котором эта деталь наблюдаетс  . Порог заметности темной детали на светлом фоне определ етс  отношением локальной  ркости участка фона к  ркости детали. Указанные отношени  ркостей равны и остаютс  посто нньм во 1асец диапазоне уровней  ркости те левизионного изображени . Эти отноше Ш1Я завис т только от углового размера деталей. Абсолютна  величина разности лога рифмов  ркости на уровне вершины и основани  выброса должна оставатьс  посто нной.Сложение посто нных по ам плитуде корректирующих импульсов с корректируемым видеосигналом на входе нелинейного усилител  раст жени  белого обеспечивает эту зависимость и тем самым оптимизацию процесса уве личени  резкости контуров деталей изображени  различной контрастности во всем диапазоне изменени   ркостей телевизионно1 о изображени . На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема корректора резкости контуров телевизионного изоб ражени ; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений в различных точках корректора. Корректор резкости контуров телевизионного изображени  содержит нелинейный усилитель 1 сжати  белого , блок 2 задержки, первый суммато 3, нелинейный усилитель 4 раст жени белого, фильтр 5 верхних пространственных частот, блок 6 задержки, блок 7 межэлементной разности, первый источник 8 отрицательного опорного напр жени , первый источник 9 положительного опорного напр жени , первый и второй компараторы 10 и 11 . третий и четвертый компараторы 12 и 13, генератор 14 одиночных положи тельно-отрицательных корректирующих . импульсов, генератор 15 одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов, первый фильтр 16 нижних частот, второй источник 17 отрицательного опорного напр жени , второй источник 18 положительного опорного напр жени , п тый и шестой компараторы 19 и 20, инвертор 21., второй сумматор 22, второй фильтр 23 нижних частот, третий сумматор 24 и управл емый аттенюатор 25. Входом корректора  вл етс  вход нелинейного усилител  1, выходом - выход нелинейного уси.лител  А. Корректор работает следующим образом . Входной сигнал, несущий информацию b  ркости изображени , поступает нанелинейный усилитель 1 и через блок 2 задержки - на первый сумматор 3, на второй вход которого поступает сигнал коррекции, последний складываетс  из сигнала коррекции вертикальных контуров и сигнала коррекции горизонтальных контуров изображени . Сигнал коррекции вертикальных контуров форьируетс  при помощи блоков 7-15, сигнал коррекции горизонтальных контуров - при помощи блоков 16-23. В сумматоре 24 образуетс  полый сигнал коррекции, который через управл емый аттенюатор 25 поступает на вход сумматора Э. Блоки 2 и 6 задержки служат дл  компенсации временных задержек в отдельных блоках корректора и согласовани  во времени сигналов, складывающихс  в сумматоре 3. Сигнал коррекции вертикальных контуров формируетс  следующим образом. Входной сигнал через блок 6 задержки поступает на блок 7 межэлементной разности, который формирует сигнал , пропорциональный разности входных сигналов, сдвинутых друг относительно друга на длительность одного элемента телевизионного изображени . Входной сигнал несет информацию о вертикально расположенной темной детали на светлом фоне (фиг. 2а), выходной сигнал блбка 7 (фиг. 26) поступает на инвертирующий вход первого компаратора 10 и неинвертирукндий вход второго компаратора 11. Неинвертирующий вход первого компаратоа 10 и инвертирующий вход второго . омпаратора 11 соединены соответственно с первым источником 8 отрицаельного опорного напр жени  и первым источником 9 положительного опорного напр жени . Выходной сигнал первого KONmaparopa 10 представл ет собой импульс положительной пол рности с длительностью, равной времени, втечение которого выходное напр жение блока 7 меньше отрица тельного опорного напр жени , задаваемого источником 8. Выходной сигнал второго компаратора 11 представ л ет собой .положительный импульс с длительностью, равной времени, в течение которого выходное напр жение блока 7 больше положительного опорного напр жени ,, задаваемого источни ком 9. Выходные напр жени  первого и второго компараторов 10 и 11 показаны соответственно на фиг. 2в и 2г, уровни опорного напр жени  - пунктиром на фиг. 26. Входной сигнал поступает также на вход фильтра 5 верх||шх пространственньк частот, выходной сигнал которого (фиг. 2д) поступает на инвертирующий вход третьего компаратора 12 и неинвертирующий вхо четвертого компаратора 13. Входы стр бировани  третьего и четвертого компараторов t2 и 13 подключены соответственно к выходам первого и второ го компараторов 10 и 11. I В моменты, соответствующие максимальной скорости изменени  входного сигнала и переходу выходного напр жени  фильтра 5 через нулевой уровень (фиг. 2д), возюлцают положительные перепады напр жени  на выходах третьего и четвертого компараторов 12 и 13; Однако эти перепады по вл ютс  только в том случае, если поданы напр жени  на входы стробировани  третьего и четвертого компараторов 12 и 13. Диаграммы напр жени  на выходах .третьего и четвертого компараторов 12 и 13 показаны на фиг. 2е и 2ж. Положительные им пульсы на выходах третьего и четвертого компараторов 12 и 13 запускают соответственно генераторы 14 и 15, работающие в ждущем режиме. Таким образом, при изменении видеосигнала соответствующем бело-черному перепаду в изображении, запускаетс  генератор 14 одиночных положительноотрйцйтельных корректирующих импуль сов, черно-белому перепаду соответствует запуск генератора 15 одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов. Выходные напр жеш1Я генераторов 14 и 15 показаны на фиг. 2з и 2и. Корректирующие имнульсы складьгааютс  в сумматоре 24 и через управл емый аттенюатор 25, предназначенный дл  установки необходимой степени коррекции, поступают на второй вход первого сумматора 3. На первый вход сумматора 3 поступает видеосигнал, преобразованный нелинейным усилителем 1 и задержанный при помощи блока 2 задержки. Суммарный видеосигнал поступает на вход нелинейного усилител  4, выходной сигнал которого показан на фиг. 2к сплошной линией, пунктиром показан выходной сигнал без импульсов коррекции. Осуществление коррекции вертикальных контуров не сопровождаетс  уменьшением отношени  сигнал/шум, так как высокочастотные составл ющие видеосигнала используютс  только дл  запуска генераторов 14 и 15, вырабатывающих импульсы коррекции необходимой формы, при этом исключаетс  возможность запуска генераторов 14 и 15 от изменений видеосигнала, вызванных флуктуационными шумами видеотракта благодар  стробированию третьего и четвертого компараторов 12 и 13. Импульсы запуска поступают на вход генератора 14 и 15 только в том случае, если сигнал на выходе блока 7 межэлементной разности меньше напр жени  источника 8 или больше напр жени  источника 9, т.е. если приращени  видеосигнала превьш1ают уровни опорного напр жени  по абсолютной величине. Установка напр жений источников 8 и 9 на уровне, превышак цем по абсолютно величине размах флуктуационных шумов видеотракта , исключает срабатывание первого и второго компараторов 10 и 11 и генераторов 14 и 15 на участках изображени  с посто нной  ркостью . Сигнал коррекции горизонтальных контуров формируетс  следующим образом . Выходной сигнал фильтра 5 верхних пространственных частот через первый фильтр 16 нижних частот поступает на инвертирующий вход п того компаратора 19 и неинвертирующий вход шестого компаратора 20, которые соединены соответственно с вторым источником 17 отрицательного

9

опорного  а ржкени  и вторым источником 18 положительного опЬрного напр жени  . На выходе шестого компаратора 20 по вл ютс  поЕпожительные пр моугольные корректирующие импульсы , если высокочастотные пространственные составл ющие положительной пол рности превышают опорное напр жение задаваемое источником 18. На выходе инвертора 21, вкпюченного на дыходе п того компаратора 19, по вл ютс  отрицательные пр моугольные ксфрактирующие импульсы, если высокочастотные пространственные составл ювр е отрицательной пол рности превы- тают по абсолютной величине уровень (торного напр жени , задаваемого источником 17. Положительные и отрицательные корректирующие импульсы складьшаютс  во втором сумматоре 22 и подаютс  на вход второго фильтра 23 нижш1х частот, который устран ет перекоррекцию в диагональныхнаправлени х . Сигнал коррекц)ии горизонтальных , контуров с выхода второго фильтра 23 юокних частот поступает на вход третьего cymetopa 24, на выходе которого- образуетс  пЬЛ1в 1Й

188

10

сигнал коррекции резкости контуров телевизионного изображени .

Благодар  низкочастотной фильтрации , осуществл емой первым фильтром 16.нижних частот, и двухпороговой дискриминации сигнал верхних пространственныЕХ частот, создаваемой п тым и шестым кошаратора 19 -и 20 и источниками 17 и 18 отрицательного и положительного опорного напр жений , обеспечиваетс  помехоустойчивое формирование/сигнала коррекции горизонтальных контуров. Сложение этго сигнала коррекцнй с основным видесигналом в первом сумматоре 3 не приводит к уменьшению отношени  сигнал/шум . Контуры малоконтрастных деталей изображени , размах сигнала от которых равен или меньше выбросов шума, не корректируютс , так как не срабатывают компараторы 10, 11, 19 и 20.

Корректор обеспечивает увеличение отношени  сигнал/шум в выходном сигнале на 5-6 дБ (в два раза), а также увеличивает резкость контуров в вы ходном сигнале в 2,5-3,0 раза.

SxoSttou

сигнал

Jtptfocma

(

t

25

I

Выходной Ci/inaa

ЯР«г./

fg

Claims (1)

1. КОРРЕКТОР РЕЗКОСТИ КОНТУРОВ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий нелинейный усилитель сжатия белого, последовательно соединенные первый сумматор и нелинейный усилитель растяжения белого, а также фильтр верхних пространственных частот, вход которого соединен с входом нелинейного усилителя сжатия белого, и управляемый аттенюатор, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, отличают и йс я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум, введены блок межэлементной разности, два источника отрицательного опорного напряжения, два источника положительного опорного напряжения, шесть компараторов, инвертор, генератор одиночных положительно-отрицательных корректирующих импульсов, генератор одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов, второй и третий сумматоры, два фильтра нижних частот и два блока задержки, при этом первый блок задержки подключен между нелинейным усилителем сжатия белого и первым сумматором, вход второго блока задержки подключен к входу нелинейного усилителя сжатия белого, а выход через блок межэлементной разности подключен к инвертирующему входу первого и неинвертирующему входу второго коьтараторов, неинвертирующий вход первого и инвертирующий вход второго компараторов соединены соответственно с первым источником отрицательного опорного напряжения и первым источником положительного опорного напряжения, выходы первого и второго компараторов .соединены соответственно с входами ттробирования третьего и четвертогокомпараторов, неинвертирующий вход третьего и инвертирующий вход четвертого компараторов соединены с общей шиной, выходы третьего и четвертого компараторов соединены с о от— —* ветственно с-входом генератора оди- ~ ночных положительно-отрицательных кору ректирующих импульсов и входом генератора одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов первый выход фильтра верхних прост ранственных частот соединен с инвертирующим входом третьего и неинвертирующим входом четвертого компараторов, второй выход фильтра верхних пространственных частот соединен через первый фильтр нижних частот с инвертирующим входом пятого и неинвертирующим входом шестого компара торов, неиивертирукиций вход пятого и инвертирующий вход шестого компараторов соединены соответственно с вторым источником отрицательного опорного напряжения и вторым источни ком положительного опорного напряже ния, выход пятого компаратора через инвертор соединен с первым входом второго сумматора, выход шестого компаратора соединен с вторым входом второго сумматора, выход второго сумматора через второй фильтр нижних частот подключен к первому входу третьего сумматора, причем выходы генераторов одиночных положительно-отрицательных корректирующих импульсов и одиночных отрицательно-положительных корректирующих импульсов соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего сумматора, выход которого соединен с входом управляемого аттенюатора.