Способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала и устройство для его реализации

09 (И) СОЮЗ СОВЕТСНИОЭ,ИЛФлМ 4 иРЕСПУБЛИК 9 Н 04 Х 5 14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛдМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСКОМУ СРИДЕТЕЛЬСТ(22) 17.04, 8146) 30,03 83. Бюп. 9 12 (72)Н.Н.Красильников и О.И.Посохова (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения53) 621.688 (088. 8)56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 594600, кл. Н 04 Х 514, 19782. Отчет ЛИАП по НИР "Прогноз". Гос. рег. В Ч 1428, гл. Ч 1,28,10.76 (прототип),(54) СПОСОБ ДВУМЕРНОЙ АПЕРТУРНОЙ КОРРЕКЦИИ ВИДЕОСИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ.(57) 1. Способ двумерной апертурной коррекции видеосигналвз основанный . на формировании видеосигнала строк с последующей дискретизацией видеосигнала каждой строки, преобразовании значений отсчета дискретизированного видеосигнала в цифровую форму, запоми нании этой последовательности отсчетов и формировании откорректированных значений отсчетов видеосигналвв о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения точности коррекции путем устранения шумов пространственной дискретизации видеосигнала, формирование видеосигнала строк осуществ ляют с частотой строчного разложения, вдвое превыаающей стандартную,дискре,тизацию видеосигнала строк производят с частотой, вчетверо превьыающей стан дартную, а Формирование откорректироФ ванных значений отсчетов видеосигнала осуществляют путем преобразования запомненной последовательности отсчетов видеосигнала в последовательиоств отсчетов, выбранных через один отсчет вдоль строки и через строку.1008926 2. Устройство двумерной апертурной .коррекцйи 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 храйения коэффициентов коррекции, при этом выходы блоков памяти и хранения коэффициентов коррекции подключены к арифметическому блоку, вьиод которого является выходом устройства, а также временной дискретизажор, вход которого подключен Изобретение относится к телевизионной технике и предназначено ) для повышения резкости границ между деталями изображения при цифровой передаче телевизионной информации.Известен способ апертурной коррек ции, в котором предварительно определяют составляющие спектра Уолша корректируемого цифрового видеосигнала затем умножают спектральные компойенты на корректирующие коэффициен- о ты и выделяют скорректированный теле" визионный сигнал в цйфровой форме обработки преобразованием Уолша.устройство., реализующее этот способ, содержит первый регистр, генератор тактовых импульсов, электронные переключатели, генератор Функции Уолша, элемент ИЛИ идентичных каналов, найример 4, каждый из которых состоит из датчика корректирующих чисел, последовательно соединенных реверсивного 20 счетчика и выходного регистра, умно- жителя и второго регистра, а также из последовательно соединенных выходного реверсивного счетчика и выходного регистра, при этом выход датчика 25 корректирующих чисел подключен к второму входу умножителя, а первый и второй выходы электронного переключателя подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика, причем на вход генератора тактовых импульсов и на первый вход каждого электронного переключателя подается входной сигнал, а к второму входу каждого электроннОго переклчате 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 4 О реверсивного счетчика, выход второго регистра подключен к первому входу к передающей телевизионной камере,а выход - к аналого-цифровому преобразователю, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностикоррекции путем устранения шумов .пространственной дискретизации, введенумножитель частоты на четыре, входкоторого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход -.стактовым входом временного дискретизатора и вторым входом блока управления адресами, при этом выход аналогоцифрового преобразователя соединен синформационным входом блока памяти,первого и второго выходных реверсив ных 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 регист ра подключен к первому входу первого и третьего выходных реверсивных счетчиков и к второму входу второго и четвертого выходных реверсивныхсчетчиков 1.При использовании вышеописанных способаи устройства для его осуществления можно обеспечить регулируемую апертурную коррекцию в желае" мом участке частотного диапазона телевизионного видеосигнала в цифровой форме. Но, данный способ и реализующее его устройство характеризуются одно-мерностью проводимой апертурной кор" рекции и сложностью технической реализации. Это объясняется тем, что ни спосОбом, ни реализующим его устройством; не предусмотрено хранение зна" чений видеосигнала, по крайней мере, нескольких строк изображения, поэтому возможнцй оказывается коррекция только в направлении строки телевизионного растра. Наиболее близким к предлагаемому является способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала, реализуемый устройством апертурной коррекции видеосигнала, предназначенным для работы в цифровых системах передачи телевизионной информации. Согласно этому способу исходное оптическое изображение преобразовывают в видеосиг. над, затем выделяют значения отсчетов видеосигнала путем его дискретизации с частотой, определяемой потеореме Котельникова, преобразовывают значения отсчетов видеосигналов в цифровую Форму, записывают их в оперативное запоминающее устройство, после чего значение отсчетов видеосигнала подвергают коррекции в горизон тальном направлении, а затем в верти- кальном направлении путем взвешенного суммирования значений отсчетов видеосигнала трех растровых элемен-тов - корректируемого и двух соседний 1 О Способ реализуется устройством, содержащим последовательно соединенные передающую телевивионную камеру, времен ной дискретиэатор, аналого-цифровой преобразователь и регистр сдвига, выходы которого соединены с соответствующими входами первого арифметического блока, выход которого соединен с информационным входом оперативного запоминающего устройства и с информа. ционным входом второго арифметического блока, оперативное запоминающее устройство, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления адресами, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовым входом временного дискретизатора и входом блока управления адресами, блок хранения коэффициентов коррекции, вход которого подключен к выходу блока управления адресами, ЗО первый выход соединен с управляющим входом первог, арифметического блока, второй выход - с управляющим входом второго арифметического блока 2 ф.Недостатком известного способа и 35 устройстваего реализукнщего, является невозможность достижения прямоугольной формы апертурно-частотной характеристики .телевизионной системы в рабочей полосе частот, т.е. с рез О ким спадом на частоте, равной половине частоты пространственной дискретизации видеосигнала, так как подробный математический анализ показывает, что при таком способе коррекции невовможнЬсподобрать коэффициенты коррекцни,так, чтобы обеспечить резкий спад апертурно-частотной характеристики на частоте, вдвое меньшей пространственной частоты дискретизации. Реализация известного способа дает воэможность получить спад характеристики только на частоте Ф/4, (фс- номинальная частота пространственной дискретизации, т.е. частота, с которой синтезируется изображение на приемной стороне). Когда Форма апертурно-частотной характеристики телевизионной системы отлична от требуемой, появляется на изображении шумов пространствен О ная дискретизация.Цель изобретения - повьзаение точности коррекции видеосигнала путем устранения шумов пространственной дискретизации эа счет обеспечения 65 прямоугольной Формы апертурно-частотной характеристики телевизионной системы в рабочей полосе частот,т.е. в полосе частот от нуля до половины частоты пространственной дискретизации.поставленная цель достигается тем, что в способе двумерной апертурной коррекций видеосигнала, основанном на формировании видеосигнала строк с последующей дискретизацией видеосигнала каждой строки, преобразо- .вании значений отсчета дискретизированного видеосигнала в цифровую форму, запоминании этой последовательности отсчетов и формировании,откорректированных значений отсчетов видеосигнала, формирование видеосигнала строк осуществляют с частотой строчного разложения, вдвое превышающей стандартную, дискретизацию видеосигнала строк производят с частотой, вчетверо: превыаающей стандартную, а Формирование откорректированных значений отсчетов видеосигнала осуществляют путем преобразования запомненной последовательности отсчетов видеосигнала в последовательность отсчетов, выбранных через один отсчет вдоль строки и через строку.В устройство двумерной апертурной коррекции видеосн гнала, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом блока управления адресами, выходы которого соединены с соответствующими входами блока памяти, объединенными с входами блока хранения кобффициентов 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; 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 аналогоюцифрового преобразователя соединен с информационным входом блока памяти.При получении прямоугольной форж апертурно-частотной характеристики телевизионной системы с резким спадом на частотб, равной половине час тоты пространственной дискретизации, улучшается точность апертурной коррекции; а также устраняются шуви .пространственной дискретизации, появление которых связано с невыполнением условий теоремы Котельникова.применительно к передаваемому изобра,жению. Математический анализ показывает, что пространственная апертурно1008926 Составитель А, АлександровРедактор Н. Ковалева Техред А.Бабинец Корректор А. Дзятко Заказ 2361/69 Тираж 675 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаянаб., д. 4/5 филиал ППП, фПатентф, .г. Ужгород, ул. Проектная, 4 временного дискретизатора 4, действующего как электронный ключ, который управляется короткими импульсами,поступающими с выхода генератора 1 тактовых импульсов, Импульсы следуют с частотой, задаваемой генератором 1 тактовых импульсов и равной номинальной частоте пространственнойдискретизации, умноженной на 4 в умножителе 9 частоты, Таким образом, на выходе временного дискретизатора 4 имеем 10 дискретизированный сигнал с частотой пространственной дискретизации вдвое большей номинальной как по оси Х, так и по оси У. Этот. сигнал поступает на вход аналого-цифрового преоб разователя 5, в котором он преобразуется в двоичйый код, исходя из выбранного числа уровней квантования. Число уровней квантования выбирается таким, чтобы на изображении -не было заметно ложных контуров. Хорошее качество изображения получается при квантовании на 256 уровней. Проквантованный сигнал подается в блок 6 памяти, в котором сигнал записывается в определенные ячейки памяти. Адресация осуществляется с помощью :блока 2 управления адресами. Поскольку в блоке 6 памяти производится запись значений отсчетов всех растровых элементов, а также их считывание, а коррекции подлежат значения отсчетов,видеосигнала только растровых элементов, взятых через один вдоль строки и через строку, то на первый вход блока 2 управления адресами поступают импульсы с номинальной частотой, .а на второй вход - с частотой вчетверо большей. Блок 2 управления адресами осуществляет также, и адресацию к ячейкам" блока 7 хране ния коэффициентов коррекции. Значения отсчетов видеосигнала в цифровой форме, соответствующие определенным растровым элементам.,с выхода блока 6 памяти поступают в арифметический 45 блок 8, на управляющие входы которого одновременно поступают коэффициенты коррекции А;,соответствующие местоположению этих растровых элементов в массиве коррекции. В ариф,метическом блоке 8 значения отсчетов видеосигнала в цифровой форме умножается на соответствующие коэффициенты коррекции и затем суммируются в соответствии с Формулой (1),И результате на выходе арифметического блока 8 получаем откорректированные значения отсчетов видеосигнала, составляющие растр с номинальным числом растровых элементов.Предлагаемый способ позволяет простыми методами обеспечить прямоугольную форму апертурно-частотной характеристики с резким спадом на частоте, равной половине частоты пространственной дискретизации., тем самым он служит эффективным методом устранения шумов пространственной дискретизации, ухудшающих качество изображения.(шумы:пространственной дискретизации проявляются на изображении, например, в виде муар-эффекта).При выполнении новых операций удается перейти к телевизионному изображению с увеличенным вчетверо по сравнению с номинальным количеством растровых элементов (в два раза увеличенным вдоль строк и два раэав поперечном направлении), т.е. в частоте пространственной дискретизации вдвое большей номинальной также в обоих направлениях, а затем, использовав преимущества, которые дают новые параметры в процессе линейной обработки с целью получения требуемой формы апертурно-частотнОй характеристики телевизионной системы, вернуться к номинальному числу растровых элементов, значения видеосигнала в которых и передавать по каналу связи. Предлагаемое устройство, реализующее предлагаемый способ двумерной апертурной коррекции видеосигнала, устраняет недостатки прототипа, так как позволяет повысить точность апертурной коррекции путем обеспечения прямоугольной Формы апертурно-частотной характериетики телевизионной системы в рабочей полосе частот с ,резким спадом на частоте, равной половине частоты пространственной дискретизации. Применение предлагаемого способа двумерной апер турной коррекции видеосигнала и устройства для его:,:.реализации обеспечивает повышение качества телевизионного изображения и устранение шу мов пространственной дискретизации видеосигнала.