Устройство выравнивания гистограмм яркостей телевизионного сигнала

Е ИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЬ СТВ/ ПИСА ВТОРС КОМ г г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ВЫРАВНИВАНИЯ ГИСТОГРАММ ЯРКОСТЕЙ ТЕЛЕВИЗИОННОГОСИГНАЛА(57) Изобретение может быть использованов системах цифровой обработки изображений в реальном масштабе времени, Цельизобретения - повышение отношения .сигнал/шум на однородных по яркости областях изображения путем ограничения40 ЫССс; Ои крутизны передаточнои характеристики и повышение быстродействия устройства, Устр ойство содержит видеопроцессор 1, мультиплексор 2, регистр 3, селектор 4 яркости телевизионного сигнала, блок 5 преобразования сигнала яркости, компаратор 6, счетчик 7 переполнений, формировагель 8 синхроимпульсов с выходами 9 - 19. Видеопроцессор 1 содержит счетчик. сумматор, два регистра, мультиплексор.,Гр,. работе уст. ройства во время отображения каждого кадра одновременно с расчетом гистограммы производится преобразование изображеня согласно передаточной характеристике рассчитанной в предыдущем кадре и ограниченной заданным значением При этом при расчете гистограммы возможно подвергать обработке каждый вторсй, каждый трегий и т д, элементы изображения 3 илИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может применяться при построении цифровых систем связи, например, в системах цифровой обработки и".ображений в реальном масштабе времени,Цель изобретения - повышение отношения сигнал/шум на однородных по яркости областях изображения путем ограничения крутизны передаточной характеристики и повышение быстродействия устройства,На фиг, 1 приведена структурная схема устройства выравнивания гистограмм яркостей телевизионного сигнала; на фиг. 2 структурная схема видеопроцессора; на фиг. 3 - структурная схема формирования синхроимпульсов,Устройство выравнивания гистограмм яркостей телевизионного сигнала содержит видеопроцессор 1, мультиплексор 2, регистр 3, селектор 4 яркости телевизионного сигнала, блок 5 преобразования сигнала яркости, компаратор 6, счетчик 7 переполнений, формирователь 8 синхроимпульсов, выходы 9-19 формирователя 8 синхроимпульсов,Видеопроцессор 1 (фиг. 2) содержит счетчик 20, сумматор 21, регистры 22 и 23, мультиплексор 24, Формирователь 8 синхроимпульсон содержит (фиг. 3) счетчики 25 и 26 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 27, В течение сигнала окошка во время отображения в селекторе яркости телевизионного сигнала формируется гистограмма яркостейС(В), В = О Впакс,где В - яркость;В,аакс - верхнее значение динамическо 1 э диапазона яркости входного сигнала, ограничснная с помощью компаратора значением-иВкс + 1где Я, - аил:,нньше: число ьида 2 (где й - натуральное числа), большее числа элементов иэображения в окошке;Квакс - требуемое значение максимальной крутизны,Для получения максимального динамического диапазона выходного сигнала число элементов изображения в окошке необходимо выбирать равным 2Число С элементов изображения, отклоненных компаратором, подсчитывается счетчиком.Во время кадрового бланка в блоке преобразования сигнала яркости формируется передаточная хара еристика15 В = 1, , Вщакс,Фактическое значение крутизны, подсчитываемое по формулеКе = Р(В) - Р(В - 1),нс превышает значения Квакс + 120 Во время отображения каждого кадраодновременно с расчетом гистограммы производится преобразование иэображениясогласно передаточной характтеристике,рассчитанной в предыдущем кадре.25 Устройство работает следующим образом,В конце кадрового бланка в ячейки селектора 4 яркости телевизионного сигналазаписываются нул. и устанавливается в30 нуль регистр 22, Во время отображения отсчегы цифрового кода яркости входного видеосигнала поступают на второй входданных мультиплексора 2 и с его выхода -на вход адреса блока 5 преобразования сиг 35 нала яркости, выбирая ячейку, в которойхранится соответствующий код выходногосигнала яркости, поступающий с выходаданных блока 5 преобразования сигнала яркости на выход устройства. В отсутствие40 сигнала Окошка сбрасываются в нуль счетчики 20, 25 и 26.В течение сигнала окошка рассчитывается гис-ограмма яркостей входного изображения, Для этого отсчеты входного45 видеосигнала с выхода мультиплексора 2через регистр 3 подаются на вход адресаселектора 4 яркости телевизионного сигнала Регистр 3 позволяет передавать на входселектора 4 элементы изображения выбо 50 рочно, задерживая каждый выбранный элемент иэображения на время передачинескольких последующих, Характер работырегистра 3 определяется схемой формирователя 8 синхроимпульсов, При использовании представленной схемы выбираетсякаждый второй элемент иэображения,Код яркости входного видеосигнала явлг ется адресом ячейки се ектора 4 яркостителевизионного съ.;ала. записанное в этойячеике числе появля,тся на его выходе дан 165817610 15 ных и поступает на вход видеопроцессора 1 и далее через мультиплексор 24 и регистр 23 на вход сумматора 21, где к нему прибавляется единица, поступающая на вход переноса сумматора 21, Результат записывается в туже ячейку селектора 4. Регистр 23 нужен для хранения считанного иэ селектора 4 яркости кода на время записи. Если считанное из селектора 4 число оказывается равным числу, поданному с входа сигнала максимальной крутизны устройства на второй вход компаратора 6, то по сигналу компаратора 6, поступающему на вход адреса А 7 ПЗУ 27, запрещается запись увеличенного значения в селектор 4 и производится приращение на единицу значения счетчика 7 переполнений. К началу кадрового бланка в селекторе 4 яркости телевизионного сигнала формируется гистограмма яркостей, ограниченная значением, поданным на вход сигнала максимальной крутизны, а в счетчике 7 переполнений - число элементов изображения, отклоненных компаратором 6. По сигналу кадрового бланка запрещается приращение счетчика 7 сигналом, поступающим на его вход обратного счета, переключается мультиплексор 2 и счетчик 20 под действием импульсов, поступающих на его вход прямого счета с формирователя 8, последовательно выставляет через мультиплексор 2 на входы адреса селектора 4 яркости телевизионного сигнала и блока 5 преобразования сигнала яркости значения Входной яркости от 0 до Вщакс, Для каждого значения яркости число иэ регистра 22 (первоначально в нем хранится нуль) записывается в выбранную ячейку блока 5 преобразования сигнала яркости, затем в регистр 22 с помощью сумматора 21 записывается сумма числа в регистре 22 и отсчета гистограммы, поступающего с выхода данных селектора 4 яркости телевизионного сигнала через мультиплексор 24 и регистр 23 на второй вход сумматора 21. Далее, по сигналу с формирователя 8 синхроимпульсов переключается мультиплексор 24 и в регистр 22 записывается сумма чисел иэ регистра 22 и счетчика 7, содержимое которого поступает через второй вход данных мультиплексора 24 и регистр 23 на второй вход сумматора 21, которая с точностью до постоянного коэффициента представляет собой следующее значение передаточной характеристики.После расчета передаточной характеристики по сигналу, поступающему с выхода переноса счетчика 20 на вход прямого счета счетчика 25, переключается счетчик 25, изменяя управляющую последовательность, генерируемую формирователем синхроим 20 25 30 35 45 50 55 пульсов. При этом счетчик переполнений, регистр 22, регистр 23 по сигналу с выхода формирователя синхроимпульсов 8 сбрасывается в нуль и счетчик 20 еще раэ выставляет через мультиплексор 2 на входы адреса селектора яркости телевизионного сигнала 4 значения входной яркости от 0 до ВгпаМс. При этом в ячейки селектора 4 яркости записываются нули, Следующий за этим сигнал с выхода переноса счетчика 20 на вход прямого счета счетчика 25 переводит устройство в режим ожидания начала отображения.Счетчики 25 и 26 образуют последовательную схему формирователя синхроимпульсов, а постоянное запоминающее устройство - комбинационную схему для формирования управляющих импульсов. При этом счетчик 26 делит частоту тактовых импульсов на два и на четыре, формируя четырехтактную последовательность,Формула изобретения Устройство выравнивания гистограмм яркостей телевизионного сигнала, содержащее видеопроцессор, первый выход которого соединен с входом данных селектора яркости телевизионного сигнала, мультиплексор, первый вход данных соединен с вторым выходом видеопроцессора, а второй вход данных и выход соединены соответственно с входом видеосигнала устройства и входом адреса блока преобразования сигнала яркости, выход которого является выходом устройства, формирователь синхроимпульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум на однородных по яркости областях изображения и повышения быстродействия, в него введены регистр, компаратор и счетчик переполнений, причем выход мультиплексора соединен с входом данных регистра. выход которого соединен с входом адреса селектора яркости телевизионного сигнала, выход которого соединен с первыми входами видеопроцессора и компаратора, второй вход которого соединен с входом сигнала максимал ь ной крутизн ы устройства, выход компаратора соединен с входом прямого счета счетчика переполнений и первым входом формирователя синхроимпульсов, выход счетчика переполнений соединен с вторым входом видеопроцессора, вход адреса мультиплексора соединен с вторым входом формирователя синхроимпульсов и является входом сигнала кадрового бланка устройства, вход тактовых импульсов устройства соединен с третьим входом формирователя синхроимпульсов, четвертый вход которого соединен с входом сигнала окошкаустройства и с третьим входом видеопроцессора, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входом данных блока преобразования сигнала яркости и пятым входом формирователя синхроимпульсов, с первого по шестой выходы которого соединены соответственно с входами с четвертого по девятый видеопроцессора, выходы с седьмого по одиннадцатый формирователя синхроимпульсов соединены соответственно с синхровходом регистра, управляющим входом селектора яркости телевизионного сигнала, управляющим входом блдка преобразования сигнала яркости, входом сброса счетчика переполнений, входом обратного счетчика переполнений, причем видеопроцессор содержит счетчик, сумматор, два регистра и мультиплексор, первый и второй входы данных и вход адреса которого являются соответственно первым, вторым и пятым входами видеопроцессора, входы сброса первого и второго регистров соединены с седьмым входом видеопроцессора, восьмой и девятый входы видеопроцессора соединены со ответственно с входами прямого счета исброса счетчика, выход данных и переноса которого являются соответственно вторым и четвертым выходами видеопроцессора, выход мультиплексора соединен с входом 10 данных первого регистра, а синхровход ивыход данных соединены соответственно с четрертым входом видеопроцессора и первым входом данных сумматора, вход переноса которого является третьим входом 15 видеопроцессора, а второй вход данных соединен с третьим выходом видеопроцессора и с выходом второго регистра, синхровход которого является шестым входом видеопроцессора, а вход данных соеди нен с выходом сумматора и являетсяпервым выходом видеопроцессора,