Устройство интерполяции видеосигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 9 Б О 1 4 Б 514 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР 110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Минский радиотехнический институтт(54) УСТРОЙСТВО ИНТЕРПОЛЯЦИИ ВИДЕОСИГНАЛА(57) Изобретение. относится к телевидению. Цельизобретения - повышениеточности интерполяции. Устр-во содержит преобразователь 1 последовательного кода в параллельный, коммутаторы (К) 2 и б, блоки эадерляи 3-57 и 8,компараторы 10,преобразователь11 кода, блок вычисления 12 уровнейинтерполируемых выборок и удвоитель13 частоты импульсов, Удвоитель 13 формирует коммутирующие импульсы,имеющие удвоенную по сравнению с принимаемым сигналом частоту следования.Зти импульсы поступают на К 2 и 6,При этом К 2 осуществляет уплотнениепринятой последовательности выбороквыборками нулевого уровня, которые вдальнейшем будут замещены интерполированными значениями, В результате в цифровомсигнале на выходе К 2 каждаяпринятая выборка будет перемежаться .с выборками нулевого уровня. В К 6 осуществляется замена выборок нулевого уровня, соответствующйх просеянными в процессе кодирования, проинтерполированньви выборками. В результате йФна выходе К 6 формируется восстановленная последовательность чередующихся принятых и интерполированных выборок. Цель достигается введением К 2. С и 6 и удвоителя 13, Дана ил. выполнения БВ 12, 3 ил.Изобретение относится к технике телевидения и может быть использовано для интерполяции видеосигнала в .системах с черезэлементной передачей,Цель изобретения - повышение точности интерполяции.На фиг,1 представлена электрическая структурная схема устройства интерполяции видеосигнала; на фиг,2 - 10 схема блока вычисления уровней интерполируемых выборок; на фиг.З - диаграммы, поясняющие работу.Устройство интерполяции видеосигнала содержит преобразователь 1 пос ледовательного кода в параллельный, первый коммутатор 2, второй 3, первый 4 и третий 5 блоки задержки,второй коммутатор 6, четвертый 7 и пятый 8 блоки задержки, блок 9 компара" 20 торов, состоящий из десяти компараторов 10-1-10-10, преобразователь 11 кода, блок 12 вычисления уровней интер- . полируемых выборок, удвоитель 13 час" тоты импульсов.Блок 12 вычисления уровней интерполируемых выборок (фиг,2) содержит первый 14, второй 15 и третий 16 сумматоры,.первый 17, второй 18 и третий 19 блоки логического сложения, десять ключей 20-29, шесть умножителей 30- 35, первый 36 и второй 37 инверторы. Устройство работает следующим образом, 35Алгоритмы интерполяции (фиг,З) состоят в следующем. В процессе.эффективного кодирования на основе через- элементной передачи отсчетов исходная ортогональная структура растра 40 (фиг,За) преобразуется в шахматную структуру (фиг.Зб). В результате при восстановлении исходной структуры на приемной стороне для интерполяции любого просеянного в процессе коди рования отсчета 8 может быть использована информация об уровнях четырех выборок (А,В,С и П, фиг.Зв), образующих ближайшее окружение восстанавливаемого отсчета, Кроме того, при последовательной процедуре восстановления для решения задач интерполяции использованы также данные об уровнях, ближайших отсчетов (Е и Р, фиг,Зв); восстановленных на интервале предше ствующей строки. В процессе логичес" кой интерполяции восстанавливаемым выборкам приписываются наиболее вероятные значения, определяемые на основе оценки различий в уровнях выборок ближайшего окружения. С этой целью производится вычисление абсолютных величин десяти разностей 6, (1 1,10) между уровнями всех шести указанных выше выборок ближайшего окружения, Величины этих разностей сравниваются далее с порогом К, определяемым уровнем шумовых и текстур" ных компонентов в передаваемом изображении. В результате такого сравнения формируются десять двоичных переменных анализа х,: 1 при Ь, 6 с/рх = 1,10 х0 при А; ср Затем с помощью переменных анализа формируются управляющие операторы у, соответствующие различным (в общем случае 1) вариантам алгоритма интерполяции.В устройстве предусмотрены 12 интерполяцибнных алгоритмов, объединя" емых в три группы по принадлежности 1 интерполируемого отсчета к наиболее характерным структурным элементам изображений, и один сглаживающий алгоритм.Первые четыре алгоритма интерполяции соответствуют случаям, когда три выборки из четырех основных (А,В,С и Р), составляющих ближайшее окружение восстанавливаемого отсчета, с точностью до 1 совпадают. 8 4 0,25 А+0,5 В+0,25 С при у, д х,х х х х х 3В.0,25 В+0,5 С+О, 250 при У д х, х х х х х 12Б0,25 С+0,50+025 А при у х,х,х 3 х х х 1 Однако, учитывая то, что при формировании управляющих операторов ук. во всех последующих алгоритмах используются все десять переменных ана" лиза х, т.е, учитывается дополнительная информация, получаемая с помощью вспомогательных выборок Е и Г, необходимо уточнить запись управляющих операторов у -у с учетом всех десяти переменных х;х х х хх хх х хухр)Х Х Х Х Хгх 6 хрххухрюаУу = Х( ХХ 3 Х 4 ХХХХВ)зхр уХ Х Х 5 Х ХХ Х РХВ Х Х У Данные алгоритмы используются в случаях, когда интерполируемый отсчет принадлежит контурам, ориентированным в горизонтальном или в вертикальном направлении.142587 Вторая группа алгоритмов соответствует случаям принадлежности интерполируемых выборок протяженным одно- элементным штрихампроизвольной ори 5 ентации. Для их обнаружения обязательно использование информации об уровнях вспомогательных выборок Е и Г, восстановленных на интервале предшествующей строки: 10 8е 0,5(В+О) при у х,х ххх ххххх 8 0,5(А+С) при уахнах х ххх х хдх х 1 8;Р при. у х,х хзхх х,х,х,й,х8 у Е при у х х ХЗХ хх ххххух15 Алгоритм Я соответствует принадлежности интерполируемого отсчета к вертикально ориентированномУ одно- элементному штриху, алгоритм Яь - к горизонтально ориентированному штриху; алгоритмы Я) и Я 8 - к наклонным одноэлементным штрихам.Третья группа алгоритмов используется для интерполяции контуров,ори ентируемых в диагональных направлениях: 890,5(С+О) при уух ххх х х хххх 3 81 ю0,5(А+В) при уох,й йзхххх,ххх,8,р05(А+О) при уп М,хнах ххх,х ххх8 и 0,5(В+С).при у, х,х х х х х,ххх х,Во всех остальных случаях, т.е. если ни один из управляющих операторовне равен единице (у Ф 1, 1 с = 1,12),35применяется сглаживающий алгоритмЯц = О, 25 (А+В+С+И),)3Рассмотренная совокупность алгоРитмов интерполяции Реализуе тся сле 40дующим образом,Принятый цифровой сигнал в последовательном коде поступает в преобразователь 1, где последовательныйкод.преобразуется в параллельный, используемый во всех функциональныхэлементах. Выходной сигнал преобразователя,1 поступает на информационные входы первого коммутатора 2, который осуществляет уплотнение принятой последовательности выборок выборками нулевого уровня, которые вдальнейшем будут замещены интерполированными значениями. С этой цельюна его управляющий вход с выхода удвоителя 13 поступают коммутирующиеимпульсы, имеющие удвоенную по сравнению с принимаемым сигналом частотуследования. В результате в цифровом 24сигнале на выходе первого коммутатора 2 каждая принятая выборка переме"Жается с выборками нулевого уровня.Такое преобразование позволяет длявсех последующих элементов применятьодин и тот же источник тактовых импульсов, в качестве которого используется удвоитель 13.Выходной сигнал первого коммутатора 2 поступает на входы второгоблока 3 задержки на строку и,одновременно на входы первого блока 4 задержки, где осуществляется задержкапоступающей на его входы последовательности на два тактовых интервала.На его выходах формируются сигналы1), соответствующие временной позицииинтерполируемой выборки Я, но расположенные на последующей строке развертки (фиг.3 в). Выходной сигнал второго блока 3 задержки поступает втретий блок 5 задержки и одновременно на первые информационные входывторого коммутатора б, Третий блок 5задержки обеспечивает задержку поступающей на его входы последовательности на три тактовых интервала. С еговыходов, соответствующих задержке наодин тактовый интервал, снимаются выборки сигналов А, а с выходов, соответствующих задержке на три тактовыхинтервала, - выборки сигналов СВо втором коммутаторе 6 осуществляется замена выборок нулевого уров"ня, соответствующих просеянным в процессе кодирования, проинтерполированными выборками, поступающими на вторые информационные. входы коммутатораб с выходов блока 12 вычисления уровней интерполируемых выборок, На управляющий вход второго коммутатораб поступают коммутирующие импульсы,формируемые удвоителем 13 частотыимпульсов. В результате на выходевторого коммутатора 6 формируетсявосстановленная последовательностьчередующихся принятых и интерполированных выборок, Поэтому выходы второго коммутатора б являются одновременно выходами устройства интерполяции видеосигнала,Выходной сигнал второго коммутато"ра 6 поступает также на входы четвертого блока 7 задержки на строку и далее на входы пятого блока 8 задержки,который обеспечивает задержку поступающей на его вход последовательности выборок на.три тактовых интервала, 5 142С: ега выходов, соответствующих задержке на один тактовый интервал,снимаются выборки сигналов Е, с выходов, соответствующих задержке надва тактовых интервала - выборки сигналов В, а с выходов, соответствую"п 1 их задержке на три тактовых интервала, - выборки сигналов Е,Таким образом, с помощью второго3 и четвертого 7 блоков задержки настроку и первого 4, третьего 5 и пятого 8 блоков задержки в любой 1-ймомент времени формируется набор иэвсех шести выборок ближайшего окружения, используемых в процессе восстановления просеянньо выборок на осове алгоритмов логической интерполяции. Сформированные выборки А,В,С,Р,Е и Р поступают далее на входы компараторов 10-110-10. С их помощью формируются десять абсолютных величинразностей(фиг.Зг), " которыхпосле сравнения с порогом Г на выходе каждого из компараторов формируются десять двоичных выходных сигналов, соответствующих переменным анализа х, Выходные сигналы компараторов 10-1":1 О"10 поступают на адресные входы преобразователя 11, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства, на выходах которого формируются кодовые комбина.ции сигналов управления блоком 12,соответствующие управляющим операторам у.. Кодовые. комбинации сигналов, управлеия поступают далее на управляющиевходь блока 12 вычи ленья уроьней ин"терполируемых выборок, на информационные входы которого поступают сигналы выборок А, В, С, Р, Е и Г. Подвоздействием сигналов управления длякаждого. восстанавливаемого отсчета8 реализуется один из 13 рассмотренных алгоритмов интерполяции. Восстановленные отсчеты с выхода блока 12поступают на вторые информационныевходы коммутатора 6 и далее на выход5872 Формула изобретения 5 1 О Ю 25 30 15 чы импульсов, вход которого является входом частоты отсчетов устройства интерполяции видеосигнала, а также первый и второй коммутаторы, управляющие входы которых соединены с выходом удваителя частоты импульсов,чри этом сигнальный вд герцога коммутатора соединен с выходом преобразователя последовательного кода в параллельный, а выход соединен с входом второго блока задержки, первыйи второй сигнальные входы второгокоммутатора. соединены соответственнас выходам второго блока задержки и свыходом блока вычисления уровней интерполируемых выборок, а выход - соединен с входом четвертого блока задержки. 40 45 50 Устройство интерполяции видеосигнала, содержащее преобразователь последовательного кода в параллельный, вход которого является информационным входом устройства интерполяции видеосигнала, первый блок задержки, последовательно соединенные второй блок задержки, вход которого объединен с входом первого блока задержки, и третий блок задержки, последовательно соединенные четвертый и пятый блоки задержки, последовательно соединенные блок компаратарав, преобразователь кода и блок вычисления уровней интерполируемых выборок, второй вход которого соединен с выходом первого блока задержки, третий и четвертый входы соединены соатветствен" но с первым и вторым выходами треть" его блока задержки, а пятый, шестой и седьмой входы соединены соответственна с первым, вторым и третьим выходами пятого блока задержки, при этом первый, второй и третий выходы пятого блока задержки соединены с соответствующими входами блока компараторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности интерполяции, введены удвоитель часто1425872 ставитель Э,Борйсовхред М.Ходанич Корректор В.Романенк РедакторВ,Петраш Заказ 4785 аа 660 оизводственно"поли еское предприятие, г. Узгород, ул. Проектна ВНИИПИ Государственного по делам изобретений33035, Москва, Ж, Рауш Подписи омитета СССР открытий ая наб., д.