Способ преобразования сигнала телевизионного изображения и устройство для его осуществления

Способ преобразования сигнала телевизионного изображения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области увеличения частоты и числа строк телевизионных изображений и, в том числе, преобразования чересстрочной структуры последовательных во времени сигналов телевизионных кадров в прогрессивную (построчную) структуру и может быть использовано при сжатии спектра сигналов телевизионных изображений, при преобразованиях телевизионного сигнала вещательного телевидения в сигнал телевидения высокой четкости и при воспроизведении телевизионных изображений.

Недостатком используемого в настоящее время в системах телевидения чересстрочного растра являются специфические искажения, которые в технической литературе обычно определяют как эффекты «гребенчатости», «жалюзи» и различные, по отношению к указанным, промежуточные варианты пространственно-временных искажений, характерные для телевизионных изображений объектов, перемещающихся с относительно большой скоростью по различным направлениям в пределах контролируемого пространства. Возникновение искажений связано в таком случае с пространственно-временными изменениями сигналов изображений движущегося объекта в структуре строк смежных полукадров текущего телевизионного сигнала и с последовательным их отображением изображениями четных и нечетных полукадров с уменьшенным вдвое числом строк в пространстве чересстрочного растра. При этом рассмотренные искажения в максимальной степени проявляются на изображениях границ подвижных объектов, ортогональных направлению движения, и отражаются уменьшениями степени сжатия спектра сигналов изображений, качества и четкости воспроизведения изображений указанных границ.

Известен способ преобразования чересстрочной развертки в построчную, заключающийся в запоминании, на время одного телевизионного кадра, сигналов изображений двух смежных во времени (нечетного и четного) сигналов полей и поочередном воспроизведении сигналов их строк [Смирнов А.В., Пескин А.Е. Цифровое телевидение: от теории к практике. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 348 с., стр.275-279]. При этом воспроизведение осуществляют в порядке расположения в пространстве телевизионного растра всей совокупности четных и нечетных строк: 1с, 2с, 3с…. Однако полной совокупностью этих строк в кадре представлены два отличающихся на время поля (T_П=0,02 сек) положения изображений одного и того же движущегося объекта. Такое зависящее от скорости движения объекта относительное перемещение в пространстве изображений объекта, представленных четными и нечетными строками, приводит, как указывалось ранее, к заметным искажениям изображения (расслоениям структуры смежных в пространстве строк типа «расческа» и «жалюзи») на границах движущихся объектов, ортогональных направлению движения.

Более эффективным, в смысле устранения рассмотренных пространственно-временных искажений, является способ [Пат. 2287909 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/48. Способ преобразования цифрового сигнала изображения и устройство для его реализации / Безруков В.Н., Рабинович А.В., Комаров П.Ю.; заявитель и патентообладатель Московский технический университет связи и информатики. - №2004136445/09; заявлено 15.12.2004; опубл. 20.11.2006, Бюл. №32. - 34 с.; ил.], основанный на том, что перед сжимающим спектр цифрового сигнала изображения блочного формата кодированием из цифрового сигнала блочного формата полукадров яркостной составляющей телевизионного сигнала изображения выделяют интервалы сигналов строк, в пределах которых значение сигналов межстрочной разности превышает заранее заданное пороговое значение, формируют соответствующие этим интервалам сигналы управления фиксированного уровня, совмещают во времени и вычитают сигналы смежных полей кадров изображения, полученные сигналы межполевой разности приводят к нулевому уровню в интервалах, совпадающих с наличием сформированных сигналов управления, а полученные в результате этого преобразованные сигналы межполевой разности совмещают во времени и суммируют с сигналами смежных полей изображения.

Основой данного способа, следовательно, является разделение сигнала разности смежных полей на пространственную и временную составляющие. С этой целью сигнал текущего поля дифференцируют в межстрочном направлении, что обеспечивает возможность выделения (по превышениям заданного порогового значения уровнем сигнала, отражающего результат дифференцирования) интервалов в сигнале изображения, в пределах которых возникают изменения его уровня в сигналах смежных строк. Последнее осуществляется детектированием, интегрированием и ограничением по уровню сигнала составляющей, отражающей результат дифференцирования сигнала текущего поля в межстрочном направлении.

Недостатком данного способа является снижение эффективности действия реализуемой коррекции при наличии в исходной структуре сигналов изображений составляющих относительно низкого уровня, отражающих, в том числе, во внутрикадровом пространстве и горизонтально ориентированные границы. По существу в таком случае следует существенно снижать задаваемое пороговое значение при формировании сигнала управления, а этому в реальных случаях препятствует нежелательное проникновение в структуру последнего уже и шумовых составляющих, присутствующих в исходном сигнале изображений.

Устройство преобразования цифрового сигнала изображения [Пат. 2287909 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/48. Способ преобразования цифрового сигнала изображения и устройство для его реализации / Безруков В.Н., Рабинович А.В., Комаров П.Ю.; заявитель и патентообладатель Московский технический университет связи и информатики. - №2004136445/09; заявлено 15.12.2004; опубл. 20.11.2006, Бюл. №32. - 34 с.; ил.], реализующее указанный выше способ с преобразованием сигнала межполевой разности, содержит матрицу преобразования, первый выход которой через первый фильтр нижних частот подключен к сигнальном входу первого аналогово-цифрового преобразователя, второй выход через второй фильтр нижних частот - к сигнальному входу второго аналогово-цифрового преобразователя, а третий выход через третий фильтр нижних частот - к сигнальному входу третьего аналогово-цифрового преобразователя, а каждый из трех входов матрицы преобразования подключен соответственно к одному из сигналов трех основных цветов; блок коррекции, первую и вторую линии задержки, генератор тактовых импульсов, причем выход первого аналогово-цифрового преобразователя через блок коррекции соединен с первым входом сжимающего кодера, выход второго аналогово-цифрового преобразователя через первую линию задержки соединен со вторым входом сжимающего кодера, выход третьего аналогово-цифрового преобразователя через вторую линию задержки соединен с третьим входом сжимающего кодера, а первый выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу синхронизации первого аналогово-цифрового преобразователя, второй выход генератора тактовых импульсов подключен ко входам синхронизации второго и третьего аналогово-цифровых преобразователей, третий выход генератора тактовых импульсов подключен ко входу синхронизации блока коррекции и к первому входу синхронизации сжимающего кодера, второй вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу генератора тактовых импульсов.

В матрице преобразования данного устройства из сигналов трех основных цветов R, G, В с применением весового суммирования и вычитания формируются яркостной E_Y и два цветоразностных сигналов E_B-Y и E_R-Y. Цветоразностные сигналы поступают здесь также на входы первого и второго умножителей, где умножаются на коэффициент 0,493 и 0,877 соответственно (Телевидение. под ред. В.Е.Джаконии, М. 2002, стр.248). Умножители чаще всего выполняются на основе аналоговых перемножителей [Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник. Под ред. С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь, 1989, стр.373], имеющих фиксированный коэффициент умножения и поэтому один сигнальный вход. На выходе блоков умножения формируются сигналы U и V соответственно.

Сигналы E_Y, U и V через соответствующие фильтры нижних частот (ФНЧ) поступают на входы первого, второго и третьего аналогово-цифровых преобразователей. Далее сигнал E_Y в цифровой форме поступает в блок коррекции, а сигналы U и V в цифровой форме через первую и вторую линии задержки, соответственно, выравнивающие задержку сигнала, вносимую блоком коррекции, поступают на второй и третий входы сжимающего кодера соответственно.

Блок коррекции, который предназначен для устранения специфических искажений границ движущихся объектов, вызванных, как указывалось выше, различным положением движущихся объектов в двух полях одного кадра изображения, включает в себя две линии задержки на длительность строки, три вычитателя, два детектора, два фильтра нижних частот, два амплитудных ограничителя (по максимуму и минимуму), логический элемент "ИЛИ", формирующий сигнал управления, линию задержки на длительность поля, линию задержки на длительность половины строки, блок выделения сигналов временной разности, ключ и сумматор. При этом с помощью указанных двух линий задержки на длительность строки в блоке коррекции телевизионный сигнал текущего поля задерживают на время одной и двух строк. Из входного телевизионного сигнала вычитают задержанный на время одной строки сигнал (опорный телевизионный сигнал), а из последнего вычитают сигнал, задержанный на время двух строк. Полученные разностные сигналы определяют наличие изменений (линий или границ) в структуре (в каждом сигнале поля) соответствующего телевизионного изображения по межстрочному, т.е. по вертикальному во внутрикадровом пространстве направлению. Эти оба сигнала разности раздельно детектируют, подвергают цифровой низкочастотной фильтрации и ограничивают по максимуму и по минимуму. Сформированные таким образом сигналы поступают в блоке коррекции на элемент "ИЛИ", в котором формируют сигнал управления, определяющий местоположение во внутрикадровом пространстве границ (линий) в структуре изображений неподвижных объектов, направление которых (границ, линий) в пределах указанного пространства отличается от вертикального. Сформированный в элементе "ИЛИ" сигнал управления поступает на вход управления блоком выделения сигналов временной разности.

Формирование сигнала межполевой пространственно-временной разности реализуют в блоке коррекции за счет параллельной задержки опорного телевизионного сигнала на время длительности поля и на время длительности половины строки. При этом обеспечивается совмещение во времени сигналов смежных (текущего и предшествующего) полей опорного телевизионного сигнала. Совмещенные с применением указанных задержек сигналы смежных полей (полей четных и нечетных строк) раздельно подают на входы третьего вычитателя. На его выходе получают сигнал пространственно-временной разности, который поступает на второй (сигнальный) вход блока выделения сигналов временной разности.

В блоке выделения сигналов временной разности реализуется, в моментах поступления сформированного сигнала управления, приведение в структуре сигнала межполевой разности составляющих пространственной разности к уровню, равному нулю. Этим, собственно, и обеспечивается результат выделения сигнала, соответствующего только составляющим временной разности. Полученный сигнал временной разности поступает в блоке коррекции на сигнальный вход ключа. На управляющий вход этого ключа поступает сигнал синхронизации с частотой 25 Гц с выхода генератора тактовых импульсов. В соответствии с сигналом управления к выходу ключа подключаются (с частотой Гц) лишь четные (нечетные) сигналы полей временной разности. Преобразованный таким образом сигнал временной разности, имеющий заданную полярность, суммируют с опорным телевизионным сигналом. При этом обеспечивается устранение сигнала временной разности в полях заданной четности (четных или нечетных) в каждом из кадров подвергаемых последующему сжатию, например, по стандарту MPEG-2 (MPEG-4). Соответственно имеет место подавление специфических искажений (типа «гребенчатости», «жалюзи») в пределах границ телевизионных изображений движущихся объектов, ортогональных направлению движения. Преобразованные кадры телевизионного сигнала с выхода блока коррекции поступают на вход сжимающего кодера, в котором спектр соответствующих телевизионных изображений подвергается сжатию и кодированию.

Недостатком данного устройства является то, что подавление искажений в данном случае имеет место только для фиксированного порядка формирования кадров из смежных (четных и нечетных) сигналов полей телевизионного сигнала. К тому же во внутрикадровом пространстве могут сохраняться остаточные искажения в пределах границ в телевизионных изображениях движущихся объектов, обусловленные, неточностями формирования в блоке коррекции управляющего сигнала, что определяет сопутствующее снижение эффективности выделения в структуре сигнала межполевой разности временной составляющей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является схема преобразования [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.], предназначенная для обеспечения вывода видеосигнала, строка развертки которого является удвоенной, путем интерполяции видеосигнала интерполируемой (отсутствующей) строки развертки по входным сигналам соседних, внутри поля, с интерполируемым сигналам строк развертки, расположенных сверху и снизу, и содержащая блок обнаружения направления во внутрикадровом пространстве для осуществления интерполяции пикселов (отсчетов, элементов) видеосигнала в межстрочном интервале сигнала поля как направления, имеющего наибольшую корреляцию, из (2n+1) направлений (n является целым числом, которое равно или больше 1), центрированных вокруг точки реализации интерполяции каждого пиксела упомянутой интерполируемой строки, включая вертикальное направление, направление, имеющее наклон влево, и направление, имеющее наклон вправо, на основе использования множества точек выборки входных видеосигналов на упомянутой строке развертки, расположенной сверху, и упомянутой строке развертки, расположенной снизу, и блок вычисления среднего значения для вычисления среднего значения видеосигналов двух точек выборки, соответствующих направлению, обнаруженному упомянутым блоком обнаружения направления, из множества точек выборки на упомянутой строке развертки, расположенной сверху, и упомянутой строке развертки, расположенной снизу, для получения, таким образом, видеосигнала интерполируемой строки развертки.

Согласно разработанной авторами схеме преобразования, в тех случаях, когда за счет применения блока обнаружения направления выявляется то, что в изображении движущегося объекта в межстрочном пространстве наибольшая корреляция соответствует значениям видеосигнала по направлению, имеющему наклон, то в блоке вычисления среднего значения определяют из множества пикселов выборки на строке развертки, расположенной по отношению к положению интерполируемого пикселя сверху, и на строке развертки, расположенной по отношению к положению интерполируемого пикселя снизу, среднее значение видеосигналов для двух точек выборки пикселей видеосигнала, соответствующих (во внутрикадровом пространстве) направлению, имеющему наклон, которое и используют в качестве составляющей видеосигнала интерполируемой строки развертки.

Когда же выявляется то, что наибольшую корреляцию имеет вертикальное направление, тогда из множества точек выборки пикселей в телевизионном сигнале строки развертки, расположенной (в пределах внутрикадрового пространства) по отношению к положению интерполируемого пикселя сверху, и строки развертки, расположенной по отношению к положению интерполируемого пикселя снизу, вычисляется среднее значение пикселей двух точек выборки, соответствующих вертикальному направлению, которое и используется в качестве пикселя в составе видеосигнала интерполируемой строки развертки.

В тех же случаях, когда с применением блока обнаружения направления не выявлено во множестве точек выборки на строке развертки, расположенной сверху, и строке развертки, расположенной снизу, направления, имеющего наибольшую корреляцию, вычисляется и используется в качестве пикселя видеосигнала интерполируемой строки развертки среднее значение пикселей видеосигналов двух точек выборки, соответствующих вертикальному направлению.

Разработанная схема преобразования развертки [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.] обеспечивает обнаружение движения в сигнале изображения с использованием входного видеосигнала для чересстрочной развертки. В участках с наличием движений пиксели видеосигнала в точках интерполяции получают комбинированием пикселей видеосигнала, соответствующих предшествующему полям, с пикселями видеосигнала, соответствующими интерполяционной обработке внутри поля, чтобы получить пиксели видеосигнала точек интерполяции, а вывод видеосигнала для последовательной строчной развертки осуществляют посредством двухскоростного преобразования пикселей видеосигнала в точках интерполяции и пикселей входного видеосигнала.

Соответственно изложенному выше в способе преобразования сигнала телевизионного изображения, соответствующем [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.], исходный видеосигнал, состоящий из последовательных во времени сигналов кадров, содержащих соответствующие сигналы полей четных и нечетных строк, преобразовывают в совокупность совмещенных во времени видеосигналов полей текущего и предшествующего кадров, которые одновременно и независимо отражают соответствующие данному сигналу поля группы по (2n+1) пикселя, одинаковых по порядку следования в сигналах смежных строк и симметрично распределенных вокруг n+1 пикселя каждой из групп, и отражают по порядку следования n+1 пиксель сигнала строки предшествующего поля, положение которого во внутрикадровом пространстве совпадает с центром межстрочного промежутка в указанных смежных строках данного поля, сравнением сигналов текущего и предшествующего кадров обнаруживают участки видеосигнала данного поля, отражающие отсутствие и наличие движений объектов, подвергнутых видеоконтролю, получают интерполяцией в пределах указанных групп (2n+1) пикселей в сигналах смежных строк пиксели дополнительных сигналов строк развертки, при этом предшествующие n+1 пикселю и n+1 пиксель из интерполируемых пикселей группы первой из смежных строк попарно распределяют и соответственно независимо сравнивают с последующими, по отношению к n+1 пикселю, и n+1 пикселем группы второй из смежных строк и предшествующие n+1 пикселю из интерполируемых пикселей группы второй из смежных строк попарно распределяют и соответственно сравнивают с последующими, по отношению к n+1 пикселю, пикселями первой из смежных строк, получают абсолютные значения сигналов сравнения уровней пикселей групп по (2n+1) пикселей в сигналах смежных строк, с использованием которых устанавливают в совокупности сравниваемых пикселей пару пикселей, имеющих с максимальную корреляцию по уровню, вычисляют с использованием этих двух пикселей смежных строк среднее значение соответствующего интерполированного пикселя дополнительной строки или вычисляют среднее значение соответствующего интерполированного пикселя дополнительной строки с использованием (n+1)-x пикселей в группах пикселей первой и второй смежных строк, интерполированный сигнал пикселя в сигналах дополнительных строк заменяют пикселем предшествующего поля в участках видеосигнала данного поля, отражающих отсутствие движения объектов, сигналы строк данного поля и полученные в результате выполнения интерполяции и замены пикселей сигналы дополнительных строк преобразовывают в видеосигнал с прогрессивной разверткой, частота и число строк развертки в кадрах которого соответственно удваивают.

Недостатком способа по схеме преобразования развертки [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.] является низкое качество преобразования и соответственно воспроизведения с увеличенными частотой и числом строк малоконтрастных вертикальных, наклонных линий и границ, а также воспроизведения горизонтальных линий и границ, соответствующих, в пределах внутрикадрового пространства, движущимся деталям телевизионных изображений.

Основной вариант реализации устройства в соответствии со схемой преобразования развертки [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.]. содержит блок обнаружения движения, последовательно включенные блоки совмещения во времени смежных сигналов кадров, полей, строк и групп пикселей сигнала поля в структуре телевизионного сигнала, выполненные на основе использования блоков задержки на необходимые интервалы времени: первого блока задержки на время, меньшее длительности телевизионного сигнала поля на половину длительности одной строки, блока задержки на время одной строки, второго блок задержки на время, меньшее длительности телевизионного сигнала поля на половину длительности одной строки (в описании указанного Пат. 2257684 соответственно блоки (262Н), (1Н), (262Н)), блоков задержки на время, равное одному периоду следования отсчетов (пикселей, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала (в описании указанного Пат. 2257684 соответственно блоки (D)), блок обнаружения направления (через точку интерполяции) наибольшей корреляции пикселей телевизионного сигнала строки, расположенной по отношению к точке интерполяции, в пределах внутрикадрового пространства, сверху, и пикселей телевизионного сигнала строки, расположенной по отношению к точке интерполяции, в пределах внутрикадрового пространства, снизу, выходы которого подключены ко входам управления блока вычисления среднего значения пикселей по направлению наибольшей корреляции, состоящего из первого и второго блоков выбора направления усреднения пикселей входного телевизионного сигнала строки, расположенной по отношению к точке интерполяции, в пределах внутрикадрового пространства, сверху, и пикселей телевизионного сигнала строки, расположенной по отношению к точке интерполяции, в пределах внутрикадрового пространства, снизу, из первого блока суммирования, и блока умножения с фиксированным (K=0,5) коэффициентом, два блока умножения соответственно с регулируемыми (K и 1-K) коэффициентами, определяющими вес межполевой и внутриполевой интерполяционных составляющих при их усреднении, второй блок суммирования и блок двухскоростного преобразования.

Сигнал телевизионных изображений с прогрессивным порядком следования сигналов строк (с удвоением их числа в каждом поле по сравнению с исходным телевизионным сигналом) поступает на выход основного варианта устройства.

При этом в блоке обнаружения движения осуществляют оценку наличия движения в пределах межкадрового направления. Для этого ко входам данного блока подключают исходный телевизионный сигнал и сигнал, полученный после последовательной задержки в блоках задержки (262Н), (1Н), (262Н) на время, равное длительности соответственно кадра (525Н периодов (Н) следования строк). Указанная задержка позволяет обеспечить совмещение во времени и осуществить сравнительную оценку уровней пикселей в текущих и предшествующих (текущим) кадрах телевизионного сигнала. При сравнении осуществляют выявление участков с наличием изменений уровней телевизионных сигналов в текущих, по отношению к предшествующим, кадрах, что обычно связано с наличием в данных участках телевизионных сигналов составляющих сигналов изображений движущихся объектов. В блоке обнаружения движения формируют соответствующие сигналы, обеспечивающие управление разделением телевизионных сигналов в пределах строк (полей) на участки с наличием и отсутствием движущихся объектов. Сформированные сигналы управления (соответственно K и 1-K) поступают на выходы блока обнаружения движения и определяют изменения регулируемых коэффициентов двух блоков умножения. В случаях отсутствия движения в качестве пиксела точки интерполяции используют пиксель сигнала предшествующего поля (после задержки в соответствующих блоках), координаты местоположения которого во внутрикадровом пространстве совпадают с координатами точки интерполяции.

Телевизионный сигнал с выхода блока задержки (262Н) смещен во времени по отношению к сигналу на входе основного варианта устройства на 262 периода следования строк. Данный сигнал дополнительно задерживают на один период следования строк. Телевизионные сигналы смежных строк сигналов полей одновременно со входа и с выхода блока задержки на строку поступают на входы А, В, С и D, Е, F блока обнаружения направления интерполяции. При этом телевизионные сигналы нижней и верхней (дополнительно задержанной на период строки) строк (в сигналах полей) со входа и с выхода блока задержки на строку непосредственно поступают соответственно на входы F и С. Эти же сигналы поступают на входы блока обнаружения направления Е и В, а также D и А соответственно с задержкой (через блоки реализации задержки (D)) на время, равное одному периоду следования отсчетов (пикселов, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала, и с задержкой (через блоки задержки (D)) на время, равное двум периодам следования отсчетов (пикселов, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала. Параллельно телевизионные сигналы строк, поступающие на входы С, В, А и F, Е, D блока обнаружения направления, соединены с сигнальными входами блока вычисления среднего значения, а выходы блока обнаружения направления соединены со входами управления блока вычисления среднего значения. При этом выход блоков задержки на время, равное длительности строки, непосредственно, через блок задержки (D) на время, равное одному периоду (D) следования отсчетов (пикселов, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала, и через два таких блока подключен в блоке вычисления среднего значения к трем сигнальным входам первого блока, а вход блока задержки на время, равное длительности строки, аналогичным образом, непосредственно и через блоки задержки, подключен здесь к сигнальным входам второго блока выбора вариантов усреднения пикселов телевизионного сигнала смежных строк, расположенных по отношению к точке интерполяции, во внутрикадровом пространстве, сверху и снизу.

На управляющие входы указанных блоков выбора вариантов усреднения пикселов телевизионного сигнала смежных строк поступают от блока обнаружения направления сигналы управления, обеспечивающие выбор сочетания на выходах блоков выбора пикселов смежных строк для последующего их усреднения в первом блоке суммирования. В блоке умножения соответственно с фиксированным (K=0,5) коэффициентом устраняется увеличение амплитуды результирующего пикселя, возникающее как результат суммирования двух пикселей в первом блоке суммирования.

В блоке обнаружения движения формируют соответствующие сигналы управления (по схеме соответственно K и 1-K), обеспечивающие разделение сигналов в пределах строк (полей) на участки с наличием и отсутствием движущихся объектов. Сформированные сигналы управления (K=1 в случае, когда движение в точке интерполяции не обнаружено) должны быть совмещены во времени с пикселями телевизионного сигнала, полученными при межстрочной интерполяции. Аналогичное совмещение должно быть осуществлено по отношению к используемым пикселам телевизионных сигналов, полученных после последовательной задержки (262Н), (1Н) и после последовательной задержки в блоках (262Н), (1Н), (262Н) на время, равное длительности соответственно кадра. Необходимое совмещение во времени указанных выше сигналов реализуют в схеме за счет использования соответствующих независимых блоков задержки (D) на время, равное одному периоду следования отсчетов (пикселей, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала.

Телевизионные сигнала пикселей, полученные в результате осуществления межстрочной интерполяции и пикселей предшествующего поля поступают на сигнальные входы блоков умножения соответственно с регулируемыми (на основе использования упомянутых сигналов управления К и 1-K) коэффициентами, определяющими вес пикселей от предшествующего поля телевизионных сигналов и пикселей внутриполевой интерполяции при их последующем суммировании. Соответственно на выходе второго блока суммирования получают пиксели телевизионных сигналов строк, соответствующих по своему положению во внутрикадровом пространстве межстрочному интервалу в телевизионном сигнале, который предварительно задерживают в блоке (262Н). Телевизионный сигнал с выхода первого блока (262Н), после задержки в блоках (1Н) и (D) соответственно на время, равное длительности строки и одному периоду следования отсчетов (пикселей, элементов) в пределах строк телевизионного сигнала, поступает на первый вход блока двухскоростного преобразования, на второй вход которого поступает телевизионный сигнал с выхода второго блока суммирования. Указанные сигналы и используются в блоке двухскоростного преобразования для получения на выходе устройства в соответствии со схемой преобразования развертки [Пат. 2257684 Российская федерация, МПК⁷ H04N 7/01. Схема преобразования развертки / Мацунага Сеидзи, Онодера Дзикеда, Икеда Макото; заявитель и патентообладатель Фудзитсу дженерал лимитед. - №2002123061/09; заявлено 22.09.2000; опубл. 27.07.2005, Бюл. №21. - 32 с.; ил.] телевизионного сигнала с удвоением, по отношению к сигналу на входе, числа и частоты строк.

Преобразованный сигнал телевизионных изображений соответственно с прогрессивным порядком следования сигналов строк (с удвоением их числа в каждом поле по сравнению с исходным телевизионным сигналом) поступает на выход основного варианта устройства.

На сигнальные входы блока обнаружения направления, использованного в основном варианте устройства, одновременно поступают пиксели телевизионного сигнала верхней и нижней строк поля (обозначены соответственно буквами A, B, C и D, E, F), с применением которых осуществляют интерполяционную реставрацию, во внутрикадровом пространстве, пикселей в пределах соответствующего межстрочного интервала. В своей входной части структура данного блока является трехканальной. Каждый из каналов содержит последовательно включенные блоки вычитания входных сигналов, вычисления абсолютного значения, умножения на постоянный коэффициент, обнаружения заданного соотношения вычисленных и умноженных абсолютных значений сигналов разности. К выходам трех блоков обнаружения заданного соотношения вычисленных и нормированных абсолютных значений сигналов разности подключены две схемы логического стробирования.

В частности, в первый блок вычитания входят независимые каскады вычитания (по пикселям) трех пикселей верхней и нижней строк, обозначенных соответственно буквами А и F, В и Е, С и D, во второй - каскады вычитания пикселей нижней строки D и Е, Е и F, в третий - каскады вычитания пикселей верхней строки А и В, В и С. Аналогичным образом в первый, второй и третий блоки вычисления абсолютного значения полученных на выходах указанных каскадов вычитания сигналов входят соответственно семь каскадов вычисления абсолютного значения сигналов разности, а в первый, второй и третий блоки умножения на постоянные коэффициенты входят соответственно семь каскадов умножения на числа, каждое из которых может быть представлено как ¹/₂ в целочисленной степени. Соответственно имеет место уменьшение разрядности чисел определяющих абсолютные значения сигналов разности, что, в конечном итоге, нелинейно снижает воздействие шумов на результат интерполяции.

Для идентификации приоритетности вертикального направления интерполяции из абсолютного значения разности входных пикселей В и Е вычитают заданное значение S в соответствующем каскаде вычитания. Таким образом снижается оценка уровня данного сигнала разности.

После умножения абсолютные значения разности входных А и F пикселей и разности входных С и D пикселей поступают на соответствующие входы a и c первого блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности, на вход b которого поступает, после указанных умножения и вычитания, абсолютное значение разности входных В и Е сигналов.

Аналогичным образом, после умножения абсолютные значения разности входных D и Е, А и В сигналов и разности входных Е и F, В и С сигналов поступают на соответствующие входы d, f и e, g второго и третьего блоков обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности. В указанных блоках обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности осуществляют сравнение значений входных сигналов.

Согласно заданным, логического типа, условиям сравнения текущих соотношений между значениями указанных выше входных сигналов a, b, c, d, e, f, g, на выходах первого, второго и третьего блоков обнаружения (заданного соотношения между вычисленными абсолютными значениями сигналов разности) формируют одиннадцать (соответственно пять, три и три) стробирующих сигналов управления. При этом в состав первой схемы стробирования включены три логических элемента "И", к трем входам первого из которых подключены соответственно пятый выход первого, первый выход второго и второй выход третьего блоков обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности. К трем входам второго из указанных логических элементов подключены соответственно пятый выход первого блока, второй выход второго и первый выход третьего блоков обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности. И, наконец, к трем входам третьего из указанных логических элементов подключены соответственно пятый выход первого блока, третий выход второго и третий выход третьего блоков обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности. Выходы первого, второго и третьего логических элементов, входящих в состав первой схемы стробирования, подключены соответственно ко вторым входам первого, третьего и к третьему входу второго из трех логических элементов, которые входят в состав второй схемы стробирования. Первые же их (трех логических элементов второй схемы стробирования) входы подключены к первому, второму и третьему выходам первого блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности, к четвертому выходу которого подключен второй вход второго логического элемента второй схемы стробирования. На выходах второй схемы стробирования получают сигналы управления. Эти сигналы поступают на входы управления блока вычисления среднего значения интерполируемых пикселей и параллельно поступают на управляющие входы первого и второго блоков выбора направления усреднения пикселей телевизионного сигнала смежных строк, расположенных во внутрикадровом пространстве, по отношению к точке интерполяции, сверху и снизу. При этом осуществляется выбор из (подключение к выходам блоков выбора) трех возможных вариантов: усреднение пикселей сигналов смежных строк п