Устройство для подавления помех в видеосигнале для телевидения

 

Устройство для подавления помех в видеосигнале содержит последовательно соединенные фильтр высоких частот, электронный ключ и фильтр низких частот, а также блок детектирования фронтов видеосигнала, вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, а выход - с управляющим входом электронного ключа. Достигаемым техническим результатом является обеспечение подавления помех в видеосигнале для телевидения при повышении крутизны фронтов видеосигнала. 9 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к информационной технике, а более точно касается устройства для подавления помех в видеосигнале для телевидения.

Предшествующий уровень техники Известен нелинейный корректор четкости телевизионного изображения, который содержит фильтр низких частот с управляемой постоянной времени, к управляющему входу которого последовательно подключены выпрямитель и фильтр низких частот с фиксированной постоянной времени, причем вход выпрямителя подключен к сигнальному входу фильтра низких частот с управляемой постоянной времени [SU, A, 1140269].

В таком устройстве невозможно уменьшение зашумленности представляющих реальный практический интерес изображений, содержащих в себе помимо фона какие-либо детали, без обязательного сопутствующего заметного ухудшения резкости границ или контуров этих деталей и без того недостаточно высокой.

Известно также устройство коррекции четкости и резкости телевизионного изображения, содержащее фильтр низких частот с малой постоянной времени, фильтр низких частот с относительно более высокой постоянной времени и фильтр высоких частот, последовательно с которыми включены три электронных ключа и анализирующий блок. Входы всех фильтров и анализирующего блока объединены. Также объединены выходы всех электронных ключей, к управляющим входам которых подключены три выхода анализирующего блока [SU, A, 1188304].

В этом устройстве невозможно уменьшение зашумленности изображения, представляющего реальный практический интерес, из-за наличия мелких и крупных деталей с резкими границами (или, как еще говорят, контурами), без сопутствующего ухудшения его резкости. В устройстве также невозможно увеличение резкости изображения без сопутствующего ухудшения его зашумленности.

Раскрытие изобретения В основу изобретения положена задача создать устройство для подавления помех в видеосигнале для телевидения, которое обеспечивало бы значительное улучшение качества изображения при одновременном улучшении его резкости, за счет регенерации видеосигнала.

Эта задача решается тем, что устройство для подавления помех в видеосигнале для телевидения, содержащее последовательно соединенные электронный ключ и фильтр низких частот, согласно изобретению содержит фильтр высоких частот, на вход которого подается видеосигнал, а выход соединен с сигнальным входом электронного ключа, и блок детектирования фронтов видеосигнала, вход которого соединен с выходом фильтра высоких частот, а выход - с управляющим входом электронного ключа.

Целесообразно, чтобы блок детектирования фронтов видеосигнала содержал последовательно соединенные двухтактный выпрямитель и формирователь прямоугольных импульсов.

Возможно, чтобы блок детектирования фронтов видеосигнала содержал двухтактный выпрямитель, фильтр низких частот, входом соединенный с выходом двухтактного выпрямителя, сумматор, входы которого соединены с выходом двухтактного выпрямителя и фильтра низких частот, и формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход является выходом блока детектирования фронтов видеосигнала.

Целесообразно также, чтобы устройство содержало блок задержки сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра высоких частот, а выход подсоединен к сигнальному входу электронного ключа.

Возможно также, чтобы блок детектирования фронтов видеосигнала содержал два канала формирования сигналов с общим входом, являющимся входом блока детектирования фронтов видеосигнала, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и моновибратор, и один канал содержал бы также инвертор, соединенный с входом формирователя, а выходы моновибраторов обоих каналов соединены с входами логической схемы И и логической схемы ИЛИ, при этом выход логической схемы И соединен с входом еще одного моновибратора, выход которого соединен с входом логической схемы НЕ, выход логической схемы ИЛИ соединен с входом второго блока задержки сигнала, выход которого подсоединен к одному входу второй логической схемы И, к другому входу которой подсоединен выход логической схемы НЕ, а выход логической схемы И является выходом блока детектирования фронтов видеосигнала.

Возможно также, чтобы блок детектирования фронтов видеосигнала содержал два канала формирования сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные сумматор, формирователь прямоугольных импульсов и моновибратор, и один канал также содержит инвертор, соединенный с входом сумматора, к вторым входам сумматоров обоих каналов последовательно подключены двухтактный выпрямитель и фильтр низких частот, причем входы обоих каналов объединены и соединены с входом двухтактного выпрямителя, являющегося входом блока детектирования, а выходы моновибраторов обоих каналов соединены с входами логической схемы И и логической схемы ИЛИ, при этом выход логической схемы И соединен с входом еще одного моновибратора, выход которого соединен с входом логической схемы НЕ, выход логической схемы ИЛИ соединен с входом второго блока задержки сигнала, выход которого подсоединен к одному входу второй логической схемы И, к другому входу которой подсоединен выход логической схемы НЕ, а выход логической схемы И является выходом блока детектирования фронтов видеосигнала.

Целесообразно также, чтобы устройство содержало первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами первого и второго фильтров низких частот, а выход является выходом всего устройства.

Допустимо также, чтобы устройство содержало первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход соединен с выходом первого фильтра низких частот, первое аналоговое запоминающее устройство, на сигнальный вход которого поступает видеосигнал, а управляющий вход соединен с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, логическую схему НЕ, вход которой соединен с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, интегратор, сигнальный вход которого соединен с выходом первого сумматора, а вход установки нуля - с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, и второе аналоговое запоминающее устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом первого аналогового запоминающего устройства, управляющий вход соединен с выходом логической схемы НЕ, а выход - с входом второго сумматора, к другому входу которого подсоединен выход интегратора, и выход второго сумматора является выходом всего устройства.

Целесообразно, чтобы устройство содержало первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход соединен с выходом первого фильтра низких частот, аналоговое запоминающее устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, а управляющий вход - с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами второго фильтра низких частот и аналогового запоминающего устройства, а выход является выходом всего устройства.

Целесообразно также, чтобы в устройстве, предназначенном для подавления помех в видеосигналах цветного телевидения, для каждого видеосигнала цветного телевидения было применено собственное устройство подавления помех в соответствующем видеосигнале, а выходы всех блоков детектирования фронтов соответствующего видеосигнала были соединены со входами логической схемы ИЛИ, выход которой соединен с управляющими входами всех электронных ключей, а также аналоговых запоминающих устройств.

Предлагаемое устройство для подавления помех в видеосигнале для телевидения обеспечивает значительное подавление помех при гарантированном предотвращении уменьшения крутизны фронтов видеосигнала. Более того, предлагаемое устройство позволяет одновременно с значительным подавлением помех в видеосигнале существенно повысить крутизну его фронтов, тем самым обеспечивается гарантированное улучшение качества телевизионного изображения даже при использовании видеосигналов, сформированных в телевизионных устройствах - передающих камерах, видеомагнитофонах, антеннах - низкого качества.

Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его осуществления и чертежами, на которых: фиг. 1 изображает функциональную схему устройства для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения; фиг. 2 - функциональную схему блока детектирования фронтов видеосигнала для устройства, изображенного на фиг. 1; фиг. 3 - другой пример выполнения функциональной схемы блока детектирования фронтов видеосигнала; фиг. 4 - функциональную схему другого примера выполнения устройства; фиг. 5 - функциональную схему блока детектирования фронтов видеосигнала для устройства, изображенного на фиг. 4; фиг. 6 - еще один вариант выполнения функциональной схемы блока детектирования фронтов видеосигнала;
фиг. 7 - функциональную схему третьего варианта осуществления устройства для подавления помех в видеосигнале;
фиг. 8 - функциональную схему еще одного варианта осуществления устройства для подавления помех в видеосигнале;
фиг. 9 - то же устройство для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения, в котором обеспечивается увеличение крутизны фронтов видеосигнала;
фиг. 10 - функциональную схему еще одного варианта осуществления устройства;
фиг. 11 - функциональную схему варианта осуществления устройства;
фиг. 12 - функциональную схему варианта осуществления устройства для цветного телевидения;
фиг. 13 - другую функциональную схему варианта осуществления устройства для цветного телевидения;
фиг. 14 - функциональную схему третьего варианта осуществления устройства для цветного телевидения;
фиг. 15 - функциональную схему еще одного примера осуществления устройства для цветного телевидения;
фиг. 16 - упрощенную принципиальную схему устройства;
фиг. 17 a, b, c, d, e, f - временные диаграммы, подтверждающие работу устройств, изображенных на фиг. 1, 2 и 3;
фиг. 18 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n - временные диаграммы, подтверждающие работу устройств, изображенных на фиг. 4 и 5;
фиг. 19 a, b, c, d, e - временные диаграммы, подтверждающие работу устройства, изображенного на фиг. 7;
фиг. 20 а, b, c, d, e, f, g, h, i - временные диаграммы, подтверждающие работу устройства, изображенного на фиг. 9;
фиг. 21 а, b, c, d, e, f, g - временные диаграммы, подтверждающие работу устройства, изображенного на фиг. 10.

Лучший вариант осуществления изобретения
Устройство для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, содержит фильтр 1 высоких частот, вход которого является входом устройства, а выход подключен к сигнальному входу электронного ключа 2. К управляющему входу электронного ключа 2 подключен выход блока 3 детектирования фронтов видеосигнала, вход которого подключен к выходу фильтра 1 высоких частот. К выходу электронного ключа 2 подключен фильтр 4 низких частот с обратной в полосе видеочастот видеосигнала частотной характеристикой по отношению к фильтру 1 высоких частот. Выход фильтра 4 низких частот является выходом всего устройства.

Блок 3 детектирования фронтов видеосигнала содержит последовательно соединенные двухтактный выпрямитель 5 (фиг. 2) и формирователь 6 прямоугольных импульсов, например компаратор.

Блок 3 детектирования фронтов видеосигнала может быть выполнен иначе и тогда он содержит последовательно соединенные двухтактный выпрямитель 7 (фиг. 3), фильтр 8 низких частот, сумматор 9, к другому входу которого подключен выход двухтактного выпрямителя 7, и формирователь 10 прямоугольных импульсов, например компаратор. Устройство для монохромного телевидения, функциональная схема которого приведена на фиг. 4, содержит блок 11 задержки сигнала, например линию задержки, выход которого соединен с входом электронного ключа 2, а вход блока 11 соединен с выходом фильтра 1.

Блок 3 детектирования фронтов видеосигнала может быть выполнен так, как приведено на фиг. 5, и содержать два канала обработки видеосигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные формирователь 12 прямоугольных импульсов и моновибратор 13. В одном из каналов к входу формирователя 12 прямоугольных импульсов подключен выход инвертора 14. Входы инвертора 14 в одном канале и формирователя 12 другого канала объединены и служат входом всего блока. Выходы обоих моновибраторов 13 подключены к входам логических схем И 15 и ИЛИ 16. Выход логической схемы И 15 соединен моновибратором 17, к выходу которого подсоединена логическая схема НЕ 18, подключенная выходом ко входу еще одной логической схемы И 19, к другому входу которой через блок 20 задержки сигнала подключен выход логической схемы ИЛИ 16.

Блок 3 (фиг. 4) также может содержать два канала обработки видеосигнала, каждый из которых включает последовательно соединенные сумматор 21 (фиг. 6), формирователь 22 прямоугольных импульсов и моновибратор 23. К одному входу сумматора 21 первого канала подключен выход инвертора 24, а вход сумматора 21 второго канала объединен с входом инвертора 24, являющимся входом блока 3 (фиг. 4).

Блок 3 содержит также последовательно соединенные двухтактный выпрямитель 25 (фиг. 6) и фильтр 26 низких частот. Вход выпрямителя 25 объединен с входом инвертора 24, а выход фильтра 26 подсоединен ко входам сумматоров 21 обоих каналов. Выходы моновибраторов 23 обоих каналов подключены ко входам логических схем И 27 и ИЛИ 28. Выход логической схемы И 27 через последовательно соединенные еще один моновибратор 29 и логическую схему НЕ 30 подключен к одному входу еще одной логической схемы И 31, к другому входу которой через блок 32 задержки сигнала подключен выход логической схемы ИЛИ 28.

В одном из вариантов выполнения устройства для монохромного телевидения выход фильтра 4 низких частот подключен к одному входу сумматора 33 (фиг. 7), другой вход которого объединен с входом фильтра 1 высоких частот. Выход фильтра 4 низких частот подключен к входу еще одного сумматора 34, к другому входу которого через фильтр 35 низких частот подключен выход сумматора 33. При этом выход фильтра 1 подсоединяется к электронному ключу 2 или непосредственно (фиг. 7), или через блок 11 (фиг. 8) задержки сигнала, включенного между выходом фильтра 1 высоких частот и сигнальным входом электронного ключа 2.

В еще одном варианте выполнения устройства выход сумматора 33 (фиг. 9) подключен к сигнальному входу интегратора 36, к входу установки нуля которого подключен выход блока 3. Сигнальный вход аналогового запоминающего устройства 37 (называемого также узлом выборки и хранения) объединен со входом фильтра 1, а к управляющему входу устройства 37 подключен выход блока 3. Выход аналогового запоминающего устройства 37 подключен к сигнальному входу другого аналогового запоминающего устройства 38, к управляющему входу которого подключен выход логической схемы 39 НЕ, подключенной к выходу блока 3. Выходы интегратора 36 и аналогового запоминающего устройства 38 подключены ко входам сумматора 34, выход которого является выходом устройства.

Аналоговое запоминающее устройство 40 (фиг. 10 и 11) может быть введено в схему устройств для подавления помех, показанных на фиг. 7 и 8, соответственно. Тогда аналоговое запоминающее устройство 40 (фиг. 10 и 11) подсоединяется входами к выходу фильтра 4 низких частот и к выходу блока 3, а выходом - к входу сумматора 34.

Устройство для подавления помех в видеосигнале для цветного телевидения, функциональная схема которого изображена на фиг. 12, выполнено трехканальным (по числу видеосигналов), каждый из каналов которого является идентичным устройству для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения, функциональная схема которого изображена, например, на фиг. 7. Однако выходы блоков 3 всех устройств подавления помех подсоединены ко входам логической схемы ИЛИ 41 (фиг. 13), а выход логической схемы ИЛИ 41 подключен к управляющим входам электронных ключей 2 всех устройств для подавления помех.

Для подавления помех в видеосигналах цветного телевидения могут быть использованы практически все схемы устройств, приведенные для монохромного телевидения, и для пояснения этого на фиг. 14 и 15 показано устройство для подавления помех в видеосигналах цветного телевидения с использованием устройств, приведенных на фиг. 10, при этом устройство, показанное на фиг. 15, имеет логическую схему 42 ИЛИ, входы которой соединены с выходами блоков 3 всех каналов, а выход логической схемы 42 ИЛИ соединен с управляющими входами электронных ключей 2 и аналоговых запоминающих устройств 40 всех каналов видеосигналов.

Устройство для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения, упрощенная принципиальная схема которого приведена на фиг. 16, соответствует функциональной схеме, приведенной на фиг. 10. Фильтр 1 высоких частот выполнен при помощи резистора 43 (фиг. 16) и конденсатора 44, подключенных к неинвертирующему входу операционного усилителя 45, на котором выполнен повторитель. Блок 3 (фиг. 10) детектирования фронтов видеосигнала выполнен в соответствии с функциональной схемой, изображенной на фиг. 2, и содержит двухтактный выпрямитель 5 на диодах 46 (фиг. 16), 47 и резисторах 46, 49 с сумматором на операционном усилителе 50, одновременно служащим усилителем-ограничителем, то есть формирователем 6 (фиг. 2) прямоугольных импульсов. Выход повторителя на базе операционного усилителя 45 (фиг. 16) через электронный ключ 2 (фиг. 10), к управляющему входу которого подключен операционный усилитель 50 (фиг. 16), подключен к фильтру 4 (фиг. 10) низких частот, выполненному на резисторе 51 и конденсаторе 52. На базе операционного усилителя 53 выполнен сумматор 33 (фиг. 10), называемый также разностным усилителем, ко входу которого подключены выход фильтра низких частот 4 и вход устройства. Фильтр 35 низких частот, подключенный к выходу сумматора 33, выполнен на резисторе 54 (фиг. 16) и конденсаторе 55. Аналоговое запоминающее устройство 40 (фиг. 10) (называемое также узлом выборки и хранения) содержит два повторителя на операционных усилителях 56 (фиг. 16), 57, между которыми включен электронный ключ 58 и конденсатор 59. Сумматор 34 (фиг. 10), ко входам которого подключены аналоговое запоминающее устройство 40 и фильтр 34 низких частот, выполнен на базе операционного усилителя 60. На фиг. 16 показаны также входные резисторы 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 и резисторы 70, 71, 72 обратной связи операционных усилителей 50, 53, 60.

Возможны и иные варианты осуществления изобретения, отличающиеся иной реализацией входящих в него узлов, не только аналоговый, которой для большей наглядности объяснений преобразований сигналов соответствуют прилагаемые сигналограммы, но также цифроаналоговый и цифровой, иной элементной базой, с использованием дискретных компонентов, интегральных микросхем, микропроцессоров, БИС и других. Необходимо также иметь в виду, что приведенные выше функциональные схемы изображены в упрощенном виде и при практической реализации могут содержать дополнительные узлы, обеспечивающие сопряжение по уровню, по полярности, по времени, по полосе частот, а также оптимизацию их параметров.

Наконец, необходимо особо подчеркнуть, что хотя в настоящем описании рассмотрены реализации устройства для цветного телевидения, соответствующие только двум его реализациям для монохромного телевидения, возможны и другие его реализации, соответствующие всем рассмотренным выше реализациям для монохромного телевидения. Более того в реализациях устройства для цветного телевидения три, а в прикладном телевидении их может быть и два, его каналы не обязательно должны быть идентичными, то есть разные его каналы могут соответствовать разным реализациям устройства для монохромного телевидения.

Устройство для подавления помех в видеосигнале для монохромного телевидения, приведенное на фиг. 1, работает следующим образом.

Входной видеосигнал (фиг. 17 а) в фильтре 1 высоких частот (предпочтительно нечетного порядка) преобразуется таким образом, что фронтам входного видеосигнала соответствуют импульсы выходного сигнала (фиг. 17b). Из этих импульсов, пораженных высокочастотными помехами (на фиг. 17 и далее для наглядности эти помехи условно изображены более высокочастотными, чем в действительности), в блоке 3 формируются очищенные от помех прямоугольные импульсы (фиг. 17 d), которыми управляется электронный ключ 2. Под воздействием входных прямоугольных импульсов электронный ключ 2 пропускает на свой выход (фиг. 17 e) сигнал только во время наличия во входном видеосигнале фронтов относительно больших по величине и по протяженности видеоимпульсов, соответствующих в передаваемом телевизионном изображении краям относительно крупных деталей. В фильтре 4 низких частот, частотная характеристика которого с некоторым разумным приближением обратна частотной характеристике фильтра 1 высоких частот, восстанавливаются фронты исходного видеосигнала (фиг. 17 f). При этом участки входного видеосигнала (фиг. 17 а) между его фронтами на выходе (фиг. 17 f) оказываются полностью очищенными от высокочастотных и среднечастотных помех. Вместе с тем при такой обработке в выходном видеосигнале в значительной степени подавляются низкочастотные компоненты, например, на интервале t₀t₁ на фиг. 17 f. При передаче текстовой, графической и иной служебной информации этим обстоятельством можно пренебречь. В случае же передачи иных изображений необходимо принимать дополнительные меры.

В блоке 3 детектирования фронтов видеосигналов, выходные прямоугольные импульсы (фиг. 17 d) из входного сигнала (фиг. 17 b) формируются в результате его выпрямления (фиг. 17 с) в двухполупериодном выпрямителе 5 и преобразования в формирователе 6 прямоугольных импульсов.

В блоке 3 детектирования фронтов видеосигнала при преобразовании входного сигнала (фиг. 17 b) в выходные прямоугольные импульсы (фиг. 17 d) учитывается зашумленность исходного видеосигнала (фиг. 17 а). Чтобы избежать увеличения влияния больших по величине импульсных помех путем увеличения крутизны их фронтов в формирователе 10 прямоугольных импульсов регулируется относительное положение порогового уровня и сигнала. Для этого сигнал (фиг. 17 с) с выхода двухполупериодного выпрямителя 7 сглаживается в фильтре 8 низких частот и в сумматоре 9, где осуществляется суммирование в алгебраическом смысле, то есть с противоположными знаками слагаемых, вычитается из сигнала на входе фильтра 8 низких частот. Поэтому, например, при увеличении уровня помех к срабатыванию формирователя 10 импульсов приведут относительно большие по величине импульсы на выходе фильтра 1 высоких частот.

При наличии в устройстве блока 11 задержки за счет введения задержки во времени сигнала, подаваемого на сигнальный вход электронного ключа 2 (фиг. 18 с), осуществляется более тщательная защита от ложного срабатывания блока 3 детектирования фронтов видеосигнала под воздействием больших по величине импульсных помех.

Такая защита в блоке 3, приведенном на фиг. 5, осуществляется по существу за счет временной селекции входных видеоимпульсов (фиг. 18 а). То есть, большие по величине входные видеоимпульсы считаются импульсными помехами, например на фиг. 18 в интервалах t₀t₁ и t₂ t₃, если их длительность не превышает некоторой величины, например 100 нс. Если же длительность входных видеоимпульсов превышает эту величину, они считаются видеосигналами, соответствующими передаваемому изображению. Как видно, таким коротким входным видеоимпульсам (фиг. 18 а) соответствует пара вдвое более коротких разнополярных импульсов на выходе (фиг. 18 b) фильтра 1 высоких частот. Из этих разнополярных импульсов формирователями 12 формируются равные им по длительности прямоугольные импульсы (фиг. 18 d, e).

Передними фронтами этих импульсов запускаются моновибраторы 13, в которых формируются прямоугольные импульсы (фиг. 18 f, g) фиксированной длительности, равной минимальной заданной длительности входных видеоимпульсов, например 100 нс. Поэтому в случае, если на входе фильтра 1 высоких частот имеет место помеха (на фиг. 18 b интервалы времени t₀ t₁ и t₂ t₃), появляется импульс на выходе логической схемы И 15, который моновибратором 17 преобразуется в прямоугольный импульс фиксированной длительности (например, 100 нс). Этот импульс с выхода моновибратора 17 инвертируется логической схемой НЕ 18 и, поступая далее на вход логической схемы И 19, предотвращает появление на ее выходе управляющих электронным ключом 2 импульсов. Если же длительность входных видеоимпульсов достаточно велика, то импульсы на выходе фильтра 1 высоких частот, соответствующие фронтам видеоимпульсов на его входе, оказываются достаточно удаленными во времени один от другого. Поэтому в такие интервалы времени на выходе логической схемы И 15 импульс не появляется. И в результате на выходе логической схемы И 19 появляется прямоугольный импульс (фиг. 18 m), сформированный (фиг. 18 k) логической схемой ИЛИ 16 и задержанный (фиг. 18 l) блоком 20 задержки сигнала.

Блок 3, функциональная схема которого изображена на фиг. 6, работает аналогично предыдущей его реализации. В нем для усиления защиты от помех добавлено отслеживание порога срабатывания в формирователях прямоугольных импульсов 22, для чего на их входах подобно тому, как это было сделано на фиг. 3, введены сумматоры 21. Подаваемое на дополнительные входы сумматоров 21 выпрямленное в двухтактном выпрямителе 25 и сглаженное в фильтре 26 низких частот напряжение смещает сигнал на выходе сумматоров 21, чем и обеспечивается авторегулировка порогового уровня в формирователях 22.

В устройстве, функциональная схема которого приведена на фиг. 7, в отличие от его реализаций, приведенных на фиг. 1 и 4, обеспечивается неискаженное воспроизведение низкочастотных составляющих видеосигнала. Достигается это следующим образом. Входной видеосигнал (фиг. 19 а) описанным выше образом очищается от высокочастотных и среднечастотных помех (фиг. 19 b). После чего в сумматоре 33 осуществляется суммирование в алгебраическом смысле, то есть с учетом противоположных знаков слагаемых, входного и очищенного от помех видеосигналов. Их разность (фиг. 19 с) содержит поэтому только низкочастотную компоненту видеосигнала, а также высокочастотные и среднечастотные помехи. Последние практически полностью подавляются (фиг. 19 d) в фильтре 35 низких частот. После чего суммированием в сумматоре 34 низкочастотной компоненты видеосигнала (фиг. 19 d) и высокочастотной его компоненты (фиг. 19 b) обеспечивается восстановление полного видеосигнала (фиг. 19 е), практически полностью очищенного от высокочастотных и среднечастотных помех.

В устройстве, представленном на фиг. 8, обеспечивается за счет введения блока 11 задержки сигнала и соответствующего выполнения блока 3 дополнительная защита описанным выше образом от больших импульсных помех.

В устройстве, функциональная схема которого приведена на фиг. 9, для обеспечения помимо подавления помех увеличения крутизны фронтов видеосигналов, используется устройство, показанное на фиг. 9, в котором увеличивается резкость соответствующих телевизионных изображений.

Это устройство работает следующим образом. Как уже было рассмотрено, из входного видеосигнала (фиг. 20 a) формируется сигнал (фиг. 20 b), очищенный от высокочастотных и среднечастотных помех, а при помощи сумматора 33 - их разность (фиг. 20 c). Эта разность в интеграторе 36 очищается от высокочастотных и среднечастотных помех, а в моменты воздействия формируемых блоком 3 прямоугольных импульсов (фиг. 20 e) сводится к нулю (фиг. 20 d). Под воздействием тех же формируемых блоком 3 прямоугольных импульсов аналоговое запоминающее устройство 37 переводится в режим хранения (фиг. 20 g), а аналоговое запоминающее устройство 38 - в режим слежения (фиг. 20 h). В интервалы времени, когда эти управляющие прямоугольные импульсы блоком 3 не формируются, аналоговое запоминающее устройство 37 находится в режиме отслеживания (фиг. 20 g) входного видеосигнала, а аналоговое запоминающее устройство 38 в режиме хранения (фиг. 20 h). В результате на выходе аналогового запоминающего устройства формируется полностью очищенный от помех видеосигнал (фиг. 20 h), суммирование которого с низкочастотной компонентой видеосигнала (фиг. 20 d) позволяет регенерировать исходный видеосигнал (фиг. 20 i) с крутыми фронтами и вместе с тем практически полностью очищенный от помех.

Устройство, приведенное на фиг. 10, работает аналогично вышеизложенному, однако, входной видеосигнал (фиг. 21 a) очищается от высокочастотных и среднечастотных помех (фиг. 21 b), а на выходе сумматора 33 выделяется низкочастотная компонента видеосигнала (фиг. 21 c), которая фильтром 35 низких частот очищается от высокочастотных и среднечастотных помех (фиг. 21 d). При этом под воздействием формируемых в блоке 3 прямоугольных импульсов (фиг. 21 e) в аналоговом запоминающем устройстве 40 повышается крутизна фронтов видеоимпульсов (фиг. 21 f). После чего в сумматоре 34 окончательно восстанавливается исходный видеосигнал с крутыми фронтами и очищенный от помех (фиг. 21 g).

В устройстве, имеющем блок 11 задержки сигнала и соответствующее выполнение блока 3 детектирования фронтов видеосигнала, обеспечивается описанным выше образом дополнительная защита от больших импульсных помех.

В устройстве для подавления помех в видеосигнале для цветного телевидения, функциональная схема которого приведена на фиг. 13, имеется три по числу видеосигналов идентичных параллельных канала, каждый из которых выполнен и функционирует как это было описано выше для монохромной реализации устройства, приведенной на фиг. 7. В качестве трех входных видеосигналов, очевидно, могут использоваться видеосигналы зеленого, красного и синего либо яркостный и цветоразностные видеосигналы.

Для более высокой точности воспроизведения низкочастотной составляющей в регенерируемых видеосигналах используют общие управляющие работой электронных ключей 2 прямоугольные импульсы, снимаемые с выхода логической схемы 41. Поэтому в описываемом устройстве исключается ситуация, когда блок 3 в канале относительно более узкополосных видеосигналов, например цветоразностных, из-за малой крутизны фронтов входного видеосигнала и/или высокого уровня помех прямоугольный управляющий импульс не сформирует или сформирует несколько иным, чем в канале относительно более широкополосного видеосигнала, например яркостного.

Возможно обеспечение более точного воспроизведения в регенерированных видеосигналах низкочастотных составляющих входных видеосигналов, а также предотвращение искажений цветовоспроизведения резких фронтов соответствующих телевизионных изображений. Это достигается использованием общих для всех электронных ключей 2 и аналоговых запоминающих устройств 40 прямоугольных импульсов, снимаемых с выхода логической схемы ИЛИ 42 (фиг. 15). Поэтому в описываемой реализации устройства исключена ситуация, когда из-за малой крутизны фронтов относительно более узкополосных сигналов и/или высокого уровня помех на выходе блоков 3 соответствующих каналов управляющие прямоугольные импульсы не формируются или формируются несколько иными (по длительности и/или временному положению), чем в канале относительно более широкополосного видеосигнала.

Таким образом, предлагаемое устройство для подавления помех в видеосигналах для телевидения позволяет в конечном счете значительно повысить качество телевизионных изображений путем уменьшения их зашумленности дополнительно к существующему уровню до 20 дБ и увеличения их резкости до уровня не менее 600-700 эквивалентных строк разложения изображения. Причем такое улучшение качества телевизионного изображения в определенных пределах изменения параметров исходных видеосигналов является гарантированным и стабильным для конкретной аппаратурной реализации изобретения.

Промышленная применимость
Изобретение может быть применено как в монохромном, так и в цветном телевидении, как в телевещании, так и в прикладных телевизионных системах для регенерации видеосигнала, то есть очистки видеосигналов от помех и восстановления высокой крутизны их фронтов, в том числе неоднократной. В частности, изобретение может быть использовано в телевизионных приемниках вещательного телевидения и мониторах систем прикладного телевидения, в передающих телевизионных камерах, в активных ретрансляторах, в видеомагнитофонах и других видеозаписывающих устройствах. В последних изобретение целесообразно использовать как на входе, то есть перед записью, так и на выходе, то есть после воспроизведения.

Формула изобретения

1. Устройство подавления помех в видеосигнале для телевидения, содержащее фильтр высоких частот, а также последовательно соединенные электронный ключ и фильтр низких частот, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что в него введен блок детектирования фронтов видеосигнала, вход которого соединен с выходом фильтра высоких частот, а его выход - с управляющим входом электронного ключа, причем выход фильтра высоких частот, вход которого является входом устройства, подключен к сигнальному входу электронного ключа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок детектирования фронтов видеосигнала содержит последовательно соединенные двухтактный выпрямитель и формирователь прямоугольных импульсов.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок детектирования фронтов видеосигнала содержит двухтактный выпрямитель, фильтр низких частот, входом соединенный с выходом двухтактного выпрямителя, сумматор, входы которого соединены с выходами двухтактного выпрямителя и фильтра низких частот, и формирователь прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход является выходом блока детектирования фронтов видеосигнала.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход фильтра высоких частот подсоединен к сигнальному входу электронного ключа через блок задержки сигнала.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что блок детектирования фронтов видеосигнала содержит два канала формирования сигнала, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов и моновибратор, при этом в одном из каналов ко входу формирователя прямоугольных импульсов подключен инвертор, входы инвертора в одном канале и формирователя прямоугольных импульсов в другом канале объединены и служат входом блока детектирования фронтов видеосигнала, выходы моновибраторов обоих каналов соединены со входами логической схемы И и логической схемы ИЛИ, при этом выход логической схемы И соединен со входом еще одного моновибратора, выход которого соединен со входом логической схемы НЕ, выход логической схемы ИЛИ соединен со входом второго блока задержки сигнала, выход которого подсоединен к одному входу второй логической схемы И, к другому входу которой подсоединен выход логической схемы НЕ, а выход второй логической схемы И является выходом блока детектирования фронтов видеосигнала.

6. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что оно содержит первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами фильтра низких частот и второго фильтра низких частот, а выход является выходом всего устройства.

7. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что оно содержит первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами фильтра низких частот и второго фильтра низких частот, а выход является выходом всего устройства.

8. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что оно содержит первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, первое аналоговое запоминающее устройство, на сигнальный вход которого поступает видеосигнал, а управляющий вход соединен с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, логическую схему НЕ, вход которой соединен с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, интегратор, сигнальный вход которого соединен с выходом первого сумматора, а вход установки нуля - с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, и второе аналоговое запоминающее устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом первого аналогового запоминающего устройства, управляющий вход соединен с выходом логической схемы НЕ, а выход - с входом второго сумматора, к другому входу которого подсоединен выход интегратора, и выход второго сумматора является выходом всего устройства.

9. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что оно содержит первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, аналоговое запоминающее устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, а управляющий вход - с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами второго фильтра низких частот и аналогового запоминающего устройства, а выход является выходом всего устройства.

10. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что оно содержит первый сумматор, на один вход которого поступает видеосигнал, а другой вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, аналоговое запоминающее устройство, сигнальный вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, а управляющий вход - с выходом блока детектирования фронтов видеосигнала, второй фильтр низких частот, вход которого соединен с выходом первого сумматора, и второй сумматор, входы которого соединены с выходами второго фильтра низких частот и аналогового запоминающего устройства, а выход является выходом всего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21