Устройство для изменения насыщенности цветов

 

Использование: в технике цветного телевидения при построении цветных телевизионных систем различного назначения, например телевизионных анализаторов цветных изображений. Сущность изобретения: устройство содержит семнадцать блоков формирования сигналов цветокоррекции 1 - 17, каждый из которых содержит вычитатель 18 и ограничитель 19, пятнадцать алгебраических сумматоров 20 - 31, 38 - 40, шесть умножителей 32 - 37 и блок опорного напряжения 41. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения индивидуального изменения насыщенности основных и дополнительных цветов. Это достигается за счет расширения возможностей адаптации устройства к требуемому с точки зрения максимального увеличения цветового контраста характеру изменения насыщенности красной, зеленой, синей, желтой, голубой и пурпурной составляющей цветов цветного изображения. 2 ил.

Изобретение относится к технике цветного телевидения и может быть использовано при построении цветных телевизионных систем различного назначения, например телевизионных анализаторов цветных изображений.

Известно устройство для изменения насыщенности цветов, реализованное в микросхеме К174АФ4 (Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. /Под ред. С. В. Якубовского и др. М. : Радио и связь, 1990, с. 387, рис. 5.67, одновременно обеспечивающее преобразование цветоразностных сигналов и сигнала яркости в сигналы основных цветов. Изменение насыщенности цветов в этом устройстве производится без изменения яркости цветов.

Недостатком известного устройства является его непригодность для изменения насыщенности ярких цветов из-за ограниченности динамических диапазонов сигналов основных цветов и отсутствие возможности индивидуального изменения насыщенности основных (красного, зеленого, синего) и дополнительных (желтого, пурпурного, голубого) цветов, что ограничивает область применения устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство (заявка ФРГ N 3630939, кл. H 04 N 9/67 от 24.03.88), содержащее три алгебраических сумматора, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами, а выходы - соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, шесть блоков формирования сигналов цветокоррекции (ФСЦ), каждый из которых содержит последовательно соединенные вычитатель, первый и второй входы которого являются соответствующими входами блока ФСЦ, и ограничитель, выход которого является выходом блока ФСЦ. Первый вход первого блока ФСЦ соединен с первым входом третьего, вторыми входами пятого и шестого блоков ФСЦ и первым входом третьего алгебраического сумматора. Второй вход первого блока ФСЦ соединен с вторым входом второго, первыми входами четвертого и пятого блоков ФСЦ и первым входом первого алгебраического сумматора. Первый вход второго блока ФСЦ соединен с вторыми входами третьего и четвертого, первым входом шестого блоков ФСЦ и первым входом второго алгебраического сумматора. Выходы первого и второго блоков ФСЦ соединены соответственно с вторым и третьим входами первого алгебраического сумматора. Выходы третьего и четвертого блоков ФСЦ соединены соответственно с вторым и третьим входами второго алгебраического сумматора. Выходы пятого и шестого блоков ФСЦ соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего алгебраического сумматора. В частном случае при равных и одинаковых коэффициентах весового суммирования сигналов цветокоррекции, сформированных при равенстве нулю опорных напряжений ограничителей, устройство обеспечивает изменение насыщенности и яркости цветов (в общем случае устройство обеспечивает изменение всех трех параметров цвета - яркости, насыщенности, цветового тона).

Недостатком устройства является отсутствие возможности индивидуального изменения насыщенности основных и дополнительных цветов, что ограничивает область применения устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения индивидуального изменения насыщенного основных и дополнительных цветов.

Это достигается тем, что в устройство, содержащее три алгебраических сумматора, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами, а выходы - соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, шесть блоков ФСЦ, каждый из которых содержит последовательно соединенные вычитатель, первый и второй входы которого являются соответствующими входами блока ФСЦ, и ограничитель, выход которого является выходом блока ФСЦ, введены седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый и семнадцатый блоки ФСЦ, блок опорного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом каждого блока ФСЦ, который является вторым входом ограничителя. Введены также четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый алгебраические сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой умножители. Первые пять блоков ФСЦ обеспечивают получение пяти первичных сигналов цветокоррекции, представляющих собой соответствующие разности входных сигналов основных цветов, ограниченные по уровню опорного напряжения, равного нулю.

Первый блок ФСЦ формирует сигнал в области синих и голубых цветов U₁ = U_b - U_r при U_b - U_r ≥ U_оп = 0. Второй блок ФСЦ формирует сигнал в области зеленых и голубых цветов U₂ = U_d - U_r при U_d - U_r ≥ 0. Третий блок ФСЦ формирует сигнал в области синих и пурпурных цветов U₃ = U_b - U_d при U_b - U_d ≥ 0. Четвертый блок ФСЦ формирует сигнал в области красных и пурпурных цветов U₄ = U_r - U_d при U_r - U_d ≥ 0. Пятый блок ФСЦ формирует сигнал в области красных и желтых цветов U ₅ = U_r - U_b при U_r- U_b ≥ 0.

В последующих двенадцати блоках ФСЦ формируются индивидуальные сигналы коррекции насыщенности основных и дополнительных цветов первого и второго типов, соответственно имеющие и неимеющие зоны перекрытия для соседних основных и дополнительных цветов. В шестом, седьмом, восьмом, девятом, десятом, одиннадцатом блоках ФСЦ формируются индивидуальные сигналы коррекции насыщенности основных и дополнительных цветов первого типа, а в двенадцатом, тринадцатом, четырнадцатом, пятнадцатом, шестнадцатом, семнадцатом блоках ФСЦ формируются индивидуальные сигналы коррекции насыщенности основных и дополнительных цветов второго типа. Шестой блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области синих цветов U_c1 = U₁ - U₂ при U₁ - U₂ ≥ 0. Седьмой блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области голубых цветов U_г1 = U₁ - U₃ при U₁ - U₃≥ 0. Восьмой блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области красных цветов U_к1 = U₄ - U₃ при U₄ - U₃ ≥ 0. Девятый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области пурпурных цветов U_п1 = U₄ - U₅ при U₄ - U₅ ≥ 0. Десятый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области зеленых цветов U_з1 = U₂ - U₁ при U₂ - U₁ ≥ 0. Одиннадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области желтых цветов U_ж1 = U₅ - U₄ при U₅ - U₄ ≥ 0. Двенадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области синих цветов U_c2 = U_c1 - 2(U_г1 + U_п) при U_c1 - 2(U_г1 + U_п1) ≥ 0.

Тринадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области голубых цветов U_г2 = 2U_г1 - (U_з1 + U_c1) при 2U_г1 - (U_з1 + U_c1) ≥ 0. Четырнадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области красных цветов U_к2 = U_к1 - 2(U_ж1+ + U_п1) при U_к1 - 2(U_ж1 + U_п1) ≥ 0. Пятнадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области пурпурных цветов U_{п2 =} 2U_п1 - (U_к1 + U_с1) при 2U_п1 - (U_к1 + U_с1) ≥ 0. Шестнадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области зеленых цветов U_з2 = U_з1- 2(U_ж1 + U_г1) при U_з1 - 2(U_ж1 + U_г1) ≥ 0. Семнадцатый блок ФСЦ формирует сигнал коррекции насыщенности области желтых цветов U_ж2 = 2U_ж1 -(U_к1 + U_з1) при 2U_ж1 - (U_к1 + U_з1) ≥ 0.

Десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый алгебраические сумматоры обеспечивают соответственно выбор типов сигналов коррекции насыщенности синего, голубого, красного, пурпурного, зеленого, желтого цветов. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой умножители обеспечивают индивидуальную коррекцию насыщенности соответственно областей синего, голубого, красного, пурпурного, зеленого и желтого цветов в соответствии с внешними сигналами управления. Первый, второй и третий алгебраические сумматора обеспечивают формирование на соответствующих выходах устройства следующих выходных сигналов основных цветов: U_r' = U_r - α₁ [ β₁ U_c1 + (1 - β₁ )U_c2] -α₂ [ β₂U _г2 + (1 - β₂ )U_г2] - α₅ [ β₅ U_з1 + (1-β₅ )U_з2] U_d' = U_d - α₁ [ β₁ U_c1 + (1 - β₁ )U_c2] - α₃ [ β₃ U_к1 + (1 - β₃ )U_к2] -α₄ [β₄ U_п1 + (1- β₄ )U_п2] U_b' = U_b - α₃ [ β₃ U_к1 + (1 - β₃ )U_к2] -α₅ [ β₅U_з1+ (1 - β₅)U_з2] -α₆[ β₆ U _ж1 + (1 -β₆ )U_ж2] , где α₁ , α₂ , α₃ , α₄ , α₅ , α₆ - соответственно регулировочные коэффициенты сигналов коррекции насыщенности синего, голубого, красного, пурпурного, зеленого, желтого цветов; β₁ , β₂ , β₃ , β₄ , β₅ , β₆ - коэффициенты, определяющие соотношения первого и второго типов сигналов коррекции насыщенности соответствующих цветов, изменяющиеся в диапазоне [0, 1] .

Величины коэффициентов β₁ . . . , β₆ , знаки и диапазон изменения значений регулировочных коэффициентов α₁ . . . , α₆ определяют адаптационные характеристики устройства к требуемому задачей цветоанализа характеру изменения насыщенности основных и дополнительных цветов. Это позволяет расширить область применения устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для изменения насыщенности цветов; на фиг. 2 - временные диаграммы входных и выходных сигналов основных цветов, сигналов цветокоррекции устройства для изменения насыщенности цветов при α₁ = α₂ = . . . = α₆ = 0,5, β₁ = β₂= . . . = β₆ = 0.

Устройство для изменения насыщенности цветов содержит семнадцать блоков ФСЦ 1. . . 17, каждый из которых содержит последовательно соединенные вычитатель 18 и ограничитель 19, пятнадцать алгебраических сумматоров 20. . . 31, 38, 39, 40, шесть умножителей 32. . . 37, блок опорного напряжения 41.

Устройство для изменения насыщенности цветов работает следующим образом.

При подаче на первый 42, второй 43 и третий 44 входы устройства сигналов основных цветов U_r (см. фиг. 2, а), U_d (см. фиг. 2, б), U_b (см. фиг. 2, в), на выходах первых пяти блоков ФСЦ появляются соответственно сигналы цветокоррекции U₁ (см. фиг. 2, г), U₂ (см. фиг. 2, д), U₃ (см. фиг. 2, е), U₄ (см. фиг. 2, ж), U₅ (см. фиг. 2, з). На выходах блоков ФСЦ 6-11 появляются сигналы коррекции насыщенности основных и дополнительных цветов первого типа соответственно U_c1 (см. фиг. 2, и), U_г1 (см. фиг. 2, к), U_к1 (см. фиг. 2, л), U_п1 (см. фиг. 2, м), U_з1 (см. фиг. 2, н), U_ж1(см. фиг. 2, о). На выходах блоков ФСЦ 12-17 появляются сигналы коррекции насыщенности основных и дополнительных цветов второго типа соответственно U_с2 (см. фиг. 2, п), U_г2 (см. фиг. 2, р), U_к2 (см. фиг. 2, с), U_п2 (см. фиг. 2, т), U_з2 (см. фиг. 2, у), U_ж2 (см. фиг. 2, ф).

Для заданных в алгебраических сумматорах 26. . . 31 коэффициентов β₁ = β₂ = . . . = β₆= 0, для заданных в умножителях 32. . . 37 в соответствии с внешними сигналами управления, подаваемыми на соответствующие входы 48. . . 53, коэффициентов α₁ = α₂ = . . . = α₆ = 0,5, на первый 45, второй 46, третий 47 выходы устройства с выходов соответствующих алгебраических сумматоров 38,39,40 поступают соответственно сигналы основных цветов U_r' (см. фиг. 2, х), U_d' (см. фиг. 2, ц), U_b' (см. фиг. 2, ч).

Предложенное устройство позволяет адаптировать характер изменения насыщенности красной, зеленой, синей, желтой, голубой и пурпурной составляющих цветов анализируемого оператором класса цветных изображений к требуемому для решаемой им задачи визуального анализа изменению их насыщенности, что расширяет область применения устройства.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ НАСЫЩЕННОСТИ ЦВЕТОВ, содержащее первый, второй и третий алгебраические сумматоры, первые входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами устройства, а выходы являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки формирования сигналов цветокоррекции, каждый из которых содержит последовательно соединенные вычитатель, первый и вторые входы которого являются соответствующими входами каждого блока формирования сигналов цветокоррекции, и ограничитель, выход которого является выходом блока формирования сигналов цветокоррекции, при этом первый вход устройства соединен с первыми входами первого, второго и пятого блоков формирования сигналов цветокоррекции, второй вход устройства соединен с первыми входами третьего и четвертого блоков формирования сигналов цветокоррекции, а третий вход устройства соединен с вторым входом пятого блока формирования сигналов цветокоррекции, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения индивидуального изменения насыщенности основных и дополнительных цветов, введены седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый и семнадцатый блок формирования сигналов цветокоррекции, блок опорного напряжения, выход которого соединен с управляющими входами каждого блока формирования сигналов цветокоррекции, которые являются вторым входом ограничителя, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый алгебраические сумматоры, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой умножители, при этом второй вход первого блока формирования сигналов цветокоррекции соединен с вторым входом третьего блока формирования сигналов цветокоррекции и третьим входом устройства, второй вход второго блока формирования сигналов цветокоррекции соединен со вторым входом устройства, второй вход четвертого блока формирования сигналов цветокоррекции соединен с первым входом устройства, первый вход шестого блока формирования сигналов цветокоррекции (ФСЦ) соединен с выходом первого блока ФСЦ и с первыми входами седьмого и десятого блока ФСЦ, выход второго блока ФСЦ соединен с вторыми входами шестого и десятого блоков ФСЦ, выход третьего блока ФСЦ соединен с вторым входом седьмого блока ФСЦ и первым входом ФСЦ, восьмого блока ФСЦ, второй вход которого соединен с первым входом девятого блока ФСЦ, первым входом одиннадцатого блока ФСЦ и выходом четвертого блока ФСЦ, выход пятого блока ФСЦ соединен с вторыми входами девятого и одиннадцатого блока ФСЦ, выход шестого блока ФСЦ соединен с первыми входами пятого, седьмого и десятого алгебраических сумматоров и первым входом двенадцатого блока ФСЦ, второй вход которого соединен с выходом четвертого алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с первыми входами одиннадцатого и восьмого алгебраических сумматоров, первым входом тринадцатого блока ФСЦ и выходом седьмого ФСЦ, выход восьмого блока ФСЦ соединен с вторым входом седьмого алгебраического сумматора и первыми входами девятого и двенадцатого алгебраических сумматоров и четырнадцатого блока ФСЦ, выход девятого блока ФСЦ соединен с вторым входом четвертого алгебраического сумматора и первыми входами шестого и тринадцатого алгебраических сумматоров и первым входом пятнадцатого блока ФСЦ, выход десятого блока ФСЦ соединен с вторыми входами пятого и девятого алгебраических сумматоров и первыми входами четырнадцатого алгебраического сумматора и шестнадцатого блока ФСЦ, выход одиннадцатого блока ФСЦ соединен с вторыми входами шестого и восьмого алгебраических сумматоров и первыми входами пятнадцатого алгебраического сумматора и семнадцатого блока ФСЦ, выход двенадцатого блока ФСЦ соединен через второй вход десятого алгебраического сумматора с первым входом первого умножителя, выход пятого алгебраического сумматора соединен с вторым входом тринадцатого блока ФСЦ, выход которого через второй вход одиннадцатого алгебраического сумматора соединен с первым входом второго умножителя, выход шестого алгебраического сумматора соединен с вторым входом четырнадцатого блока ФСЦ, выход которого соединен через второй вход двенадцатого алгебраического сумматора с первым входом третьего умножителя, выход седьмого алгебраического сумматора соединен со вторым входом пятнадцатого блока ФСЦ, выход которого соединен через второй вход тринадцатого алгебраического сумматора с первым входом четвертого умножителя, выход восьмого алгебраического сумматора соединен со вторым входом шестнадцатого блока ФСЦ, выход которого через второй вход четырнадцатого алгебраического сумматора соединен с первым входом пятого умножителя, выход девятого алгебраического сумматора соединен с вторым входом семнадцатого блока ФСЦ, выход которого через второй вход пятнадцатого алгебраического сумматора с первым входом шестого умножителя, второй вход которого является шестым входом внешнего сигнала управления, первый, второй, третий, четвертый и пятый входы внешнего сигнала управления соединены с вторыми входами соответствующих умножителей, выход первого умножителя соединен с вторыми входами первого и второго алгебраических сумматоров, выход второго умножителя соединен с третьим входом первого алгебраического сумматора, четвертый вход которого соединен с вторым входом третьего алгебраического сумматора и выходом пятого умножителя, выход третьего умножителя соединен с третьими входами второго и третьего алгебраических сумматоров, выход четвертого умножителя соединен с четвертым входом второго алгебраического сумматора, выход шестого умножителя соединен с четвертым входом третьего сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2