Устройство интерполяции видеосигнала

 

Изобретение относится к телевидению . Цель изобретения - повышение точности интерполяции. Устр-во содержит преобразователь I последовательного кода в параллельный, коммутаторы (К) 2 и 6, блоки задержки 3-5, 7 и 8,компараторы 10,преобразователь 11 кода, блок вычисления 12 уровней интерполируемых выборок и удвоитель 13 частоты иьшульсов. Удвоитель 13 формирует коммутирующие импульсы, имеющие удвоенную по сравнению с принимаемым сигналом частоту следования. Эти импульсы поступают на К 2 и 6. При этом К 2 осуществляет уплотнение принятой последовательности выборок выборками нулевого уровня, которые в дальнейшем будут замещены интерполированными значениями. В результате в цифровом сигнале на выходе К 2 каждая принятая выборка будет перемежаться с выборками нулевого уровня. В К 6 осуществляется замена выборок нулевого уровня, соответствующих просеянными в процессе кодирования, проинтерполированными выборками. В результате и на выходе К 6 формируется восстановленная последовательность чередующихся принятых и интерполированных выборок . Цель достигается введением К 2 и 6 и удвоителя 13. Дана ил. вьтолнения БВ 12. 3 ил. ъм (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК (l9I ® (II I (584 Н 04 N5 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг. i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (27 ) 4210643/24-09 (22) 16.03.87 (46) 23.09,88 ° Бюл. 71 35 (71) 191инский радиотехнический институтт (72) И.Б,Вознюк, С.H.Äîìèíåöêèé9

В.И.Кваша и С.И.Морозов (53) 621.397.3(088.8) (56) Заявка ФРГ У 3121599, кл. Н 04 N 5/21, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ИНТЕРПОЛЯЦИИ ВИДЕОСИГНАЛА (57) Изобретение. относится к телевидению. Цель изобретения — повышение точности интерполяции. Устр-во содержит преобразователь 1 последовательного кода в параллельный, коммутаторы (К) 2 и б, блоки эадерласи 3-5, 7 и 8,компараторы 10,преобразователь

71 кода, блок вычисления 12 уровней интерполируемых выборок и удвоитель

13 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 уплотнение принятой последовательности выборок выборками нулевого уровня, которые в дальнейшем будут замещены интерполированными значениями, В результате в цифровом сигнале на выходе К 2 каждая принятая выборка будет перемежаться . с выборками нулевого уровня. В К 6 осуществляется замена выборок нулевого уровня, соответствующйх просеянными в процессе кодирования, проинтерполированньпии выборками. В результате на выходе К 6 формируется восстановленная последовательность чередующихся принятых и интерполированных выборок. Цель достигается введением К 2. и 6 и удвоителя 13. Дана ил. выполнения БВ 12. 3 ил.

1425872

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.3— 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 частоты 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 3035, первый 36 и второй 37 инверторы.

Устройство работает следующим образом, 35

Алгоритмы интерполяции (фиг.3) состоят в следующем. В процессе.эффективного кодирования на основе черезэлементной 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- 45 рования отсчета S может быть использована информация об уровнях четырех выборок (А,В,С и D, 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 F, фиг.Зв); восстановленных на интервале предше- 55 ствующей строки. В процессе логической 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 5, (i

1,10) между уровнями всех шести указанных выше выборок ближайшего окружения. Величины этих разностей сравниваются далее с порогом d, определяемым уровнем шумовых и текстурных компонентов в передаваемом изображении. В результате такого сравнения формируются десять двоичных переменных анализа х,:

1 при А 6 сГ

i=110 х„.

0 при А; >< „

Затем с помощью переменных анализа формируются управляющие операторы у„, соответствующие различным (B общем случае-k) вариантам алгоритма интерполяции.

В устройстве предусмотрены 12 интерполяцибнных алгоритмов, объединя" емых в три группы по принадлежности

I 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

D) составляющих ближайшее окружение восстанавливаемого отсчета, с точностью до 40р совпадают.

$ 0,25А+0,5В+0,250 при у, х,х х х х х 1

S. z 0,25B+0,5G+0,25D при у " х,х,х х х х,; 2

Б 0,25C+0,50+0>25A при у> х,х,х х х х, Однако, учитывая то, что при формировании управляющих операторов у к. во всех последующих алгоритмах используются все десять переменных ана.лиза х„, т.е. учитывается дополнительная информация, получаемая с помощью вспомогательных выборок Е и

F, необходимо уточнить запись управляющих операторов у -у с учетом всех десяти переменных х;:

12 3 1 х 6 7

X Xg Xg Xg Х .Х6 Хр Xg Xqх„, X(Х Хз Х Х Х Х Х Хз Х р

X) Xz Xg X X X Х рхз Х Х

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 одноэлементным штрихам произвольной ори5 ентации. Для их обнаружения обязательно использование информации об уровнях вспомогательных выборок Е и

F восстановленных на интервале предшествующей строки: 10

S g 0,5(B+D) при у х,х х х х х х,х х х

Sg 0,5(A+C) при у xIx х х<х х х,хох х

Я F при. у х,х х х<х х,х х и х, Ф S g E lIpH fg X Xz XI х Хх » °

Алгоритм Б g соответствует принадлеж1 ности интерполируемого отсчета к вертикально ориентированному одноэлементному штриху, алгоритм S>q — к горизонтально ориентированному штриху; алгоритмы $ ) и S g - к наклонным одноэлементным штрихам.

Третья группа алгоритмов используется для интерполяции контуров,ори- 25 ентируемых в диагональных направлениях:

SjlI «О ° 5 (C+D) llpH уу «х х х х1 х х, х,х х х«

Sje 0,5(А+В) при уох,й йзх х х х,xqx x«L

Ваап 0,5(A+D) при уп R,хдх х х х х х х х„;

S.«0,5(B+C). при у, x,х х х х х,х,,х х х, Во всех остальных случаях, т.е. если ни один из управляющих операторов не равен единице (у„ 1, 1с = 1,12), 35 применяется сглаживающий алгоритм

S (5 = 0,25 (A+B+C+D).

) 3

Рассмотренная совокупность алгоритмов интерполяции реализуется сле 40 дующим образом.

Принятый цифровой сигнал в последовательном коде поступает в преобразователь 1, где последовательный код.преобразуется в параллельный, ис- 45 пользуемый во всех функциональных элементах. Выходной сигнал преобразователя,1 поступает на информационные входы первого коммутатора 2, который осуществляет уплотнение принятой последовательности выборок выборками нулевого уровня, которые в дальнейшем будут замещены интерполированными значениями. С этой целью

HB eI o управляющий Bxop c Bblxope 11+ воителя 13 поступают коммутирующие импульсы, имеющие удвоенную по сравнению с принимаемым сигналом частоту следования. В результате в цифровом

4 сигнале на выходе первого коммутатора 2 каждая принятая выборка переме"

Жается с выборками нулевого уровня.

Такое преобразование позволяет для всех последующих элементов применять один и тот же источник тактовых импульсов, в качестве которого используется удвоитель 13.

Выходной сигнал первого коммутатора 2 поступает на входы второго блока 3 задержки на строку и,одновременно на входы первого блока 4 задержки, где осуществляется задержка поступающей на его входы последовательности на два тактовых интервала.

На его выходах формируются сигналы

D соответствующие временной позиции интерполируемой выборки S>, но расположенные на последующей строке pas . вертки (фиг.3в). Выходной сигнал второго блока 3 задержки поступает в третий блок 5 задержки и одновременно на первые информационные входы второго коммутатора 6. Третий блок 5 задержки обеспечивает задержку поступающей на его входы последовательности на три тактовых интервала. С его выходов, соответствующих задержке на один тактовый интервал, снимаются выборки сигналов А, а с выходов, соответствующих задержке на три тактовых

I интервала, — выборки сигналов С °

Во втором коммутаторе 6 осуществляется замена выборок нулевого уровня, соответствующих просеянным в процессе кодирования, проинтерполированными выборками, поступающими на вторые информационные. входы коммутатора

6 с выходов блока 12 вычисления уровней интерполируемых выборок. На управляющий вход второго коммутатора б поступают коммутирующие импульсы, формируемые удвоителем 13 частоты импульсов. В результате на выходе второго коммутатора 6 формируется восстановленная последовательность чередующихся принятых и интерполированных выборок, Поэтому выходы второго коммутатора б являются одновременно выходами устройства интерполяции видеосигнала.

Выходной сигнал второго коммутатора 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.

5872

Формула

4 Ф

5 142

С: ега выходов, соответствующих задержке на один тактовый интервал, снимаются выборки сигналов Е, с выходов, соответствующих задержке на

pea тактовых интервала — выборки сигналов В, а с выходов, соответствую õ задержке на три тактовых интервала, - выборки сигналов F.

Таким образом, с помощью второго

3 и четвертого 7 блоков задержки на строку и первого 4, третьего 5 и пятого 8 блоков задержки в любой j-й момент времени формируется набор иэ всех шести выборок ближайшего окружения, используемых в процессе восстановления просеянньог выборок на ос9ове алгоритмов логической интерполяции. Сформированные выборки А,В,С,D, В и Р поступают далее на входы компараторов 10-1 10-10. С их помощью формируются десять абсол. тных величин разностей "„ (фиг.Зг), э которых после сравнения с порогом Г на вы ходе каждого из компараторов формируются десять двоичных выходных сигналов, соответствующих переменным анализа х„. Выходные сигналы компараторов 10-1+10-10 поступают на адресные входы преобразователя 11, выполненного в виде постоянного запо.минающего устройства, на выходах которого формируются кодовые комбина.ции сигналов управления блоком 12, соответствующие управляющим операторам у„. . Кодовые. комбинации сигналов, управле.- ия поступают далее на управляющие входь блока 12 вычи ленья уроьней ин терполируемьх выборок, на информационные входы которого поступают сигналы выборок А, В, С, D, Е и F. Под воздействием сигналов управления для каждого, восстанавливаемого отсчета

S реализуется один из 13 рассмотренных алгоритмов интерполяции. Восстановленные отсчеты с выхода блока 12 поступают на вторые информационные входы коммутатора 6 и далее на выход

-устройства интерполяции видеосигнала.

30 изобретения

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 соответственно с первым и вторым выходами третьего 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, отличающееся тем, что, с целью повышения точности интерполяции, введены удвоитель часточы 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 в д rep thoro коммутатора соединен с выходом преобразователя последовательного кода в параллельный, а выход соединен с входом второго блока задержки, первый и второй сигнальные входы второго коммутатора. соединены соответственна с выходам второго блока задержки и с выходом блока вычисления уровней интерполируемых выборок, а выход — соединен с входом четвертого блока задержки.

1425872

Составитель Э,Борйсов

Техред М.Ходанич Корректор В.Романенко

Редактор В.Петраш

Заказ 4785/57

Тира)к 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4