Устройство формирования сигналов изображения

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИИЛИС ТИНЕ СКИХГЕСГ 1 УБЛИК Г 515 Н 04 М 5/335 ОСУДИРСТВЕГ 1 НЫИ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юл. Я 36сследовательский инсти СР3,АН сви. НТВ детельство СС04 И 5/14, 198О ФОРМИРОВ ИЯ СИГРАЖЕНИЯие относится к технике тележет быть использовано для сигналов изображения в сиЦель изобретения - повышеЧРД С 3,50, 1681404 А ние качества формируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих. На вход блока 7 вычитания поступает сигнал с выхода преобразователя 1 свет-сигнал и с выхода блока 2 усреднения. В блоках 12-15 хранения и сглэживания в конце каждого полукадра формируется соответственно максимальное и минимальное значения сигналов с выхода блока 7, которые выделяются в детекторах 10 и 11. Результирующий сигнал отображается на экране видеоконтрольного блока 27 после обработки в блоках 22, 23 умножения, в блоках 17-19 вычитания, в преобразовате" лях 20 и 21 напряжение-код, в блоках 24 и 25 постоянной памяти и во взвешивающем сумматоре 26, 2 ил.Изобретение относится к технике тепевидения и может быть использовано дляформирования сигналов изображения в системах с ПЗС.Цель изобретения - повышение качества формируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотныхсоставляющих,На фиг. 1 представлена электрическаяструктурная схема устройства формирования сигналов иэображения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство формирования сигналовиэображения (фиг, 1) содержит преобразователь 1 свет-сигнал, блок 2 усреднения,синхрогенератор 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, первый и второй элементы ИЛИ 5, 6, первый блок 7 вычитания,первый детектор 8 максимума, первый детектор.9 минимума, второй детектор 10 максимума, второй детектор 11 минимума,первый, второй, третий и четвертый блоки12 - 15 хранения и сглаживания, третий, второй, четвертый и пятый блоки 16 - 19 вычитания, первый и второй преобразователи 20,21 напряжение - код, первый и второй блоки22, 23 умножения, первый и второй блоки 24и 25 постоянной памяти, взвешивающийсумматор 26, видеоконтрольный блок 27.Устройство формирования сигналовизображения работает следующим образом,Обработка сигналов иэображения осуществляется по алгоритмуЧ(п)( ) Чо ЧэЧ 1 макс ) - Ч 1 мин+(1 - )Ч 2 макс -. Ч 2 минккк К 1)-Ч 2 мнн к Ч КкГдЕ Ч 1 (т), Ч 1 мин " Ч 1 макс(п) твхущИйсигнал и-ого полукадра с выхода блока 2 усреднения (низкочастотная компонента сигнала) и его минимальное и максимальное значение в (и)-ом полукадре соответственно;Ч 2 (т), Ч 2 мин, Ч 2 мака - текущиии и) (и)сигнал и-го полукадра с выхода первого блока 7 вычитания (высокочастотная компонента) и его минимальное и максимальное значение в (и)-ом полукадре соответственно;Чо, Чз - максимально возможное (уровень белого) и минимально возможное (уровень черного) значение сигнала изображения соответственно;у- постоянный коэффициент (Оу 1). Обработка сигнала изображения в соответствии с (1) означает раздельное нормирование .динамического диапазона высокочастотной и низкочастотной составляющей и их сложение с весовыми коэффициентами (1-у) и у соответственно. Нормирование динамического диапазона, т.е. приведение максимального значения текущего сигнала к уровню белого, а минимального значения к уровню черного, высокочастотной составляющей с малым исходным динамическим диапазоном означает увеличение контрастности иэображения и раэличимости мелких обьектов, деталей и т.д. Увеличение контрастности изображения можно оценить в соответствии с формулой для коэффициента контраста участка изображения: 5 10 15 20 25 Чмакс Чмин кккмкккЮмнн где Чмакс, Чмин - соответственно максимальное и минимальное значения сигнала рас сматриваемого участка изображения,Кроме того, некоторое восстановление нормированной низкочастотной составляющей повышает естественность восприятия изображения, особенно в случае слабой расфо кусировки в блоке 2 усреднения, когдавысокочастотная составляющая на выходе первого блока 7 вычитания соответствует контурному перепаду изображения.Алгоритм (1) реализуется следующим 40 образом.С выхода блока 2 усреднения снимаетсянизкочастотная компонента видеосигнала Ч 1(1 фиг. 2,б), а с выхода первого блока 7 вычитания - высокочастотная компонента 45 Ч 2(т) (фиг, 2,в) исходного видеосигнала (Фиг.2,а).Сигнал (и)-го полукадра, Ч 2 п (Ц с выхода первого блока 7 вычитания поступает на входы вторых детекторов 10, 11 максиму, ма и минимума. В конце (и)-го полукадра свыхода второго детектора 10 максимума снимается максимальное зн(ачение сигнала В ДаННОМ ПОЛУКаДРЕ Ч 2 максп, а С ВЫХОДа второго детектора 11 минимума - мини МаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ Ч 2 мин(п ). ПО. ПОСТУПЛЕНИИимпульса "Конец полукадра" с выхода синхронизатора 3 на управляющие входы третьего и четвертого блоков 14 и 15 в них записываются соответственно максималь 168140430 Этот код поступает 35 40 45 50 5 паю 26,сос НОЕ Ч 2 макс И МИНИМаЛЬНОЕ Ч 2 мии ЭНа(и) (и) чения сигнала только что закончившегося (и)-го полукадра. В начале следующего (иго) полукадра ймпульсом "Начало полукадра" с выхода синхрогенератора 3, 5 поступающим на входы сброса вторых детекторов 10, 11 максимума и минимума, последние сбрасываются в исходное состояние.Экстремальные значения сигнала, за писанные в третьем и четвертом блоках 14 и 15 с целью уменьшения влияния шума подвергаются сглаживанию в фильтрах низких частот, входящих в их состав. Постоянная времени фильтров Г выбирается в 15 зависимости от интенсивности шума в пределах т = (15)Т, где Тк - период полукадров.Таким образом, в конце (и)-го полукадра с выхода третьего и четвертого блоков 14 20 и 15 хранения и сглаживания снимаются сглаже(нные соответственно максимальное Ч 2 макс И МИНИМаЛЬНОЕ Ч 2 мин ЗНаЧЕНИЯи) исигнала данного полукадра. В четвертом блоке 18 вычитания вычис(ляется анагогоВый СИГНаЛ ЯдэНОСТИ Ч 2 макс - Ч 2 мин, КОи(и.1 торый преобразуется в цифровой код во втором преобразователе 21, Цифровой код с его выхода поступает на вход второго блока 25, с выхода которого снимается цифровой код, соответствующий величиЧ, - Чэне на вход цифрового кода второго блока 23 умножения, На его другой вход (вход опорного напряжения) поступает выходной сигнал пятого блока 19 вычитания, в котором из текущего сигнала п-го полукадра вычитается сглаженное минимальное значение сигнала (и)-го полУкадРа Ч 2 мин , Выходной(и аналоговый сигнал второго блока 23 умножения представляет собой произведение(Ч(1) Ч ( ) Э2 макс 2 мййсигнал поступает на один из входов взвешивающего сумматора 26. На другой вход взвешивающеГо сумматора 26 поступает аналогичным образом преобразованная низкочастотная составляющая сигнала иэображения, а именно, величина- -, - ( Ч 1 (т) Ч 1 ми ервый из указанных сигналов, постущих на вход взвешивающего сумматора редставляет собой высокочастотную вляющую видеосигнала с нормированным динамическим диапазоном (фиг. 2,д), Второй сигнал представляет собой низкочастотную составляющую с нормированным динамическим диапазоном (фиг, 2,г), Нормированные сигналы низкочастотной и высокочастотной составляющих видеосигнала складываются во взвешивающем сумматоре 26 с коэффициентами у и (1-у) соответственно (О у1), Коэффициент у выбирается оператором с точки зрения наилучшего визуального восприятия изображения.Минимальное значение каждого из указанных сигналов равно нулю, а максимальное равно Чо - Чз. Для приведения динамического диапазона сигнала изображения на выходе взвешивающего сумматора 26 к стандартному (минимальное значение равно Чз, максимальное - Ча) на третий вход взвешивающего сумматора подается постоянное напряжениеуровня черного-Чз С выхода взвешивающего сумматора 2 о сигнал изображения (фиг. 2,е), описываемый выражением (1), подается на вход видеоконтрольного блока 27 для визуализации иэображения.Формула изобретения Устройство формирования сигналов изображения, содержащее преобраэова;ель свет-сигнал. ,первый вход которого является входом устройства формирования сигналов изображения, блок усреднения, первый вход которого соединен с выходом преобразователя сват-сигнал, синхрогенератор, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя свет-сигнал, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом блока усреднения, с третьим входом праобраэователя сват-сигнал и с вторым гыходом синхрогенератора, а выход соединен с третьим входом блска усреднен ю, вгорой злел 1 ент ИЛИ, первый вход которого соединен с четвертыми входами блока усреднения и преобразосателя сват-сигнал и с третьим выходом синхроганаратора, а выход - с пятым входом блока усреднения, генератор прямоугольных или;ульсов, первый и второй выходы ксторого соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, а вход - с четвертым выходом синхрогенератора, а также видеоконтрольный блок, первый вход которого соединен с пятым выходом синхрогенератора, и первый блок вычитания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом блока усреднения и с выходом преобразователя свет-сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения качества фор1681404 мируемого сигнала изображения путем увеличения уровня высокочастотных составляющих, введены последовательно соединенные первый детектор максимума, первый блок хранения и сглаживания, вто рой блок вычитания, первый преобразователь напряжение-код, первый блок постоянной памяти, первый блок умножения и взвешивающий сумматор, выход которого соединен с вторым входом 10 видеоконтрольного блока, третий блок вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока усреднения, а выход - с вторым входом первого блока умножения, последовательно соединенные первый 15 двтектор минимума, первый вход которого соединен с первым входом первого детектора максимума и с выходом блока усреднения, и второй блок хранения и сглаживания выход которого соединен с вторыми входа ми второго и третьего блоков вычитания, последовательно соединенные второй детектор максимума, третий блок хранения и сглаживания, четвертый блок вычитания,25 а) Составитель Э.БорисоваРедактор А,Долинич Техред М,Моргентал Корректор О.Кундри Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб 4/5 роизводственна-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 3317 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жвторой преобразователь напряжение-код, второй блок постоянной памяти и второй блок умножения, выход которого соединен с вторым входом взвешивающего сумматора, третий вход которого является входом задания уровня черного, пятый блок вычитания, первый вход которого соединен с первыми входами второго детектора максимума и второго детектора минимума и с выходом первого блока вычитания, второй вход - с вторым входом четвертого блока вычитания и с выходом четвертого блока хранения и сглаживания, а выход - соединен со вторым входом второго блока умножения, при этом выход второго детектора максимума соединен с первым входом четвертого блока хранения и сглаживания,вторые входы первого и второго детекторов минимума и первого и второго детекторов максимума соединены с шестым выходом синхрогенератора, седьмой выход которого соединен с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков хранения и сглаживания.