устройство для устранения горизонтальной и вертикальной компонент несущей и боковых полос свертки из развернутого видеосигнала

Формула изобретения

1. Устройство для устранения горизонтальной и вертикальной компонент несущей и боковых полос свертки из развернутого видеосигнала, содержащее горизонтальный и вертикальный гребенчатые фильтры, входы которых объединены и являются входом устройства, отличающееся тем, что введены первый и второй умножители, первые входы которых соединены с выходами горизонтального и вертикального фильтров соответственно, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом устройства, детектора вертикального и горизонтального края, входы которых объединены с входами горизонтального и вертикального гребенчатых фильтров и являются входами устройства, выходы детекторов вертикального и горизонтального края подключены к первому и второму входам вычитателя, выход которого подключен к входу блока постоянной памяти, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя и к входу формирователя сигнала (1 - K), где K - коэффициент умножения, вход которого подключен ко второму входу первого умножителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формирователь сигнала (1 - K) включает блок постоянной памяти, программируемый просмотровой таблицей значений выходного сигнала.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что детектор вертикального и горизонтального края включает в себя детектор края горизонтального сканирования и детектор края вертикального сканирования.

4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что используется в сочетании с кассетным видеомагнитофоном для подачи развернутого видеосигнала от воспроизводящей электроники его.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальный гребенчатый фильтр и вертикальный гребенчатый фильтр вместе содержат блок задержки на строку, имеющую отвод для приема развернутого видеосигнала и имеющую с второго по девятый отводы, на которые подаются задержанные отклики на развернутый видеосигнал, причем блок задержки на строку включает в себя электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между первым и вторым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между вторым и третьим отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между первым и четвертым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между четвертым и пятым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между пятым и шестым отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между четвертым и седьмым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между седьмым и восьмым отводами и электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между восьмым и девятым отводами, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4), для генерирования отклика горизонтального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4) для генерирования отклика вертикального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальный гребенчатый фильтр, вертикальный гребенчатый фильтр, детектор края горизонтального сканирования и детектор края вертикального сканирования вместе содержат блок задержки на строку, имеющий первый отвод для приема развернутого видеосигнала и имеющий с второго по девятый отводы, на которые подаются задержанные отклики на развернутый видеосигнал, причем блок задержки на строку включает в себя электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между первым и вторым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между вторым и третьим отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между первым и четвертым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между четвертым и пятым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между пятым и шестым отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между четвертым и седьмым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между седьмым и восьмым отводами и электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между восьмым и девятым отводами, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4) для генерирования отклика горизонтального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4) для генерирования отклика вертикального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал, сумматор для объединения сигналов на первом, втором, третьем, седьмом, восьмом и девятом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) для генерирования отклика детектора вертикального края на развернутый видеосигнал, и сумматор для объединения сигналов на первом, третьем, четвертом, шестом, седьмом и девятом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) для генерирования отклика детектора горизонтального края на развернутый видеосигнал.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горизонтальный гребенчатый фильтр, вертикальный гребенчатый фильтр, детектор края горизонтального сканирования и детектор края вертикального сканирования вместе содержат блок задержки на строку, имеющий первый отвод для приема развернутого видеосигнала и имеющий с второго по девятый отводы, на которые подаются задержанные отклики на развернутый видеосигнал, причем блок задержки на строку включает в себя электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между первым и вторым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между вторым и третьим отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между первым и четвертым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между четвертым и пятым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между пятым и шестым отводами, электрически задерживающую на интервал в одну строку сканирования линию между четвертым и седьмым отводами, электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между седьмым и восьмым отводами и электрически задерживающий на интервал в один элемент изображения элемент между восьмым и девятым отводами, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4) для генерирования отклика горизонтального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал, сумматор для объединения сигналов на четвертом, пятом и шестом отводах блока задержки на строку в отношении (1/4) : (1/2) : (1/4) для генерирования отклика вертикального гребенчатого фильтра на развернутый видеосигнал, сумматор для объединения отклика горизонтального гребенчатого фильтра и сигналов на первом, втором, третьем, седьмом, восьмом и девятом отводах блока задержки на строку в отношении (1/2) для генерирования отклика детектора вертикального края на развернутый видеосигнал, и сумматор для объединения отклика горизонтального гребенчатого фильтра и сигналов на указанных первом, третьем, четвертом, шестом, седьмом и девятом отводах блока задержки на строку в отношении (1/2) для генерирования отклика детектора горизонтального края на развернутый сигнал.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу и устройству обработки телевизионного сигнала. Более точно изобретение относится к свертке высокочастотных яркостных компонент в спектр средней полосы перед записью на магнитной среде и затем развертке и восстановлению высокочастотных яркостных компонент. Восстановленный яркостной сигнал пропускается через гребенчатые фильтры, чтобы ослабить горизонтальную составляющую и вертикальную составляющую частоты семплирования, которые возникают от процесса семплирования. Ослабление компонент частоты семплирования несовершенно, поскольку на него влияет содержание сканируемого изображения.

Сигналы телевизионного вещания в соответствии со стандартом NTSC в США занимают диапазон видеочастот около 4,25 МГц. Дешевые домашние кассетные видеомагнитофоны не способны записывать на магнитной ленте ТВ сигнал, имеющий такой широкий диапазон, и ограничиваются записью частотного диапазона около 2: 5 МГц. Соответственно, разрешение изображений, создаваемых кассетными видеомагнитофонами, значительно меньше, чем создается ТВ приемником, принимающим эфирный сигнал. Огромные усилия были направлены на улучшение разрешения изображений, воспроизводимых кассетными видеомагнитофонами, несмотря на ограничение частот процесса магнитной записи. Например, известно улучшение разрешения изображений, записанных магнитным способом, путем свертки высокочастотных компонент яркостной части ТВ сигнала, который должен быть записан, в спектр основного диапазона, а затем восстановления высокочастотных яркостных компонент для объединения с сигналом цветности и воспроизведения на ТВ приемнике.

При обработке видеосигналов после того, как они были восстановлены из свернутого состояния, модуляционная несущая и соответствующие боковые полосы не всегда восстанавливаются полностью. Эффектом неполного устранения этих сигналов являются структуры или пятна на оконечном дисплее ТВ изображений. Эти структуры особенно очевидны, когда объект имеет хорошо очерченный край, который может воспроизводить яркостной сигнал (в частности, в верхней части диапазона около 4,5 МГц). Поэтому проблему устранения этих нежелательных сигналов решить трудно. Чтобы оценить, как настоящее изобретение преодолевает проблему устранения нежелательных сигналов, важно понимать процесс свертки и восстановления.

Процесс свертки и восстановления включает использование гребенчатых фильтров, хорошо известных в данной области техники. Таким образом, когда объект или поле зрения периодически сканируется последовательностью параллельных строк и изменение уровня света преобразуется в изменения электрической энергии, эта энергия в значительной степени концентрируется в ряде дискретных энергетических групп, распределенных по используемому спектру. Между группами находится очень мало полезной энергии, а спектральное расстояние между группами зависит от скорости сканирования изображения по горизонтали и по вертикали. Большая часть энергии находится на частоте горизонтального сканирования и ее гармониках, а также частоте вертикального сканирования и ее гармониках. Для обработки видеосигнала при свертке высокочастотных дискретных энергетических групп в промежутках между низкочастотными дискретными энергетическими группами и для обработки видеосигнала при восстановлении высокочастотных и низкочастотных энергетических групп используются гребенчатые фильтры.

Горизонтальный гребенчатый фильтр в цифровой видеосистеме включает два последовательно включенных устройства задержки, каждое с задержкой t, где t - время задержки между элементами изображения (пикселами), которое может быть периодом несущей t_sh горизонтального семплирования. Яркостной сигнал перед вводом в первое устройство задержки, сигнал, выходящий из первого устройства задержки, и сигнал, выходящий из второго устройства задержки, объединяются так, что стремятся устранить несущую частоту горизонтальной свертки на выходе горизонтального гребенчатого фильтра.

Аналогично, вертикальный гребенчатый фильтр в цифровой видеосистеме включает два последовательно соединенных устройства задержки, каждое с задержкой, равной времени между последовательными строками, которое может быть периодом частоты f_sv вертикального семплирования, где f_sv равна f_sh, деленной на число пиксел в строке. Яркостной сигнал перед вводом в первое устройство задержки, сигнал, выходящий из первого устройства задержки, и сигнал, выходящий из второго устройства задержки, объединяются так, что стремятся устранить вертикальную компоненту частоты свертки и боковые полосы на выходе вертикального гребенчатого фильтра.

Однако на полноту устранения компоненты горизонтальной частоты и компоненты вертикальной частоты влияет сканируемый объект. Устранение горизонтальной частоты лучше всего тогда, когда пикселы, сканируемые по горизонтали, имеют одинаковую яркость. И устранение вертикальной частоты лучше всего тогда, когда пикселы, сканируемые вертикально, имеют одинаковую яркость. В обоих случаях устранение хуже всего при горизонтальном сканировании "горизонтального края" между белым и черным и при вертикальном сканировании "вертикального края" между белым и черным.

В соответствии с используемой здесь терминологией переход между белым и черным при горизонтальном сканировании называется "горизонтальным краем". Этот край может быть вертикальной линией, но он называется горизонтальным краем, потому что встречается во время горизонтального сканирования. Аналогично, край, встречающийся во время вертикального сканирования, называется "вертикальным краем". Термин "край" иногда в данной области техники заменяют на "перепад", "переход" или "деталь".

В соответствии с изобретением предусмотрено устройство для повышения степени, до которой устраняются горизонтальные и вертикальные компоненты несущей семплирования в объединенных выходных сигналах горизонтального и вертикального гребенчатых фильтров, оба из которых принимают восстановленный свернутый видеосигнал. Выходные сигналы горизонтального и вертикального гребенчатых фильтров объединяются в пропорции, определяемой выходным сигналом устройства детектора края, которое может включать справочную таблицу.

На фиг. 1 изображена функциональная схема, иллюстрирующая один пример реализации изобретения, в котором выходные сигналы горизонтального и вертикального гребенчатых фильтров управляются выходными сигналами детекторов вертикального и горизонтального краев;

на фиг.2 - более подробная схема примера реализации изобретения на фиг. 1;

на фиг.3 - схема типичного объединителя, включенного в блоки фиг.2, обозначенные фиг.3;

на фиг.4 - пространственная диаграмма, изображающая элементы изображения (пикселы) относительно волн горизонтальной и вертикальной несущей;

на фиг. 5 - диаграмма, на которую будет ссылка при описании справочной таблицы по фиг.1;

на фиг. 6 - схема примера реализации данного изобретения, который представляет модификацию примера реализации на фиг.2.

По поводу общего упрощенного описания одного примера реализации обратимся к фиг. 1. Входная линия 10 несет восстановленный свернутый видеосигнал, включающий несущую семплирования с боковыми полосами и имеющий горизонтальную и вертикальную компоненты. Этот видеосигнал создается в воспроизводящей части кассетного видеомагнитофона такого типа, в котором при записи высокие частоты яркостного сигнала свертываются и перемежаются с низкими частотами, а при воспроизведении восстанавливаются. Входной видеосигнал параллельно подается на горизонтальный гребенчатый фильтр 11 и вертикальный гребенчатый фильтр 12. Выходной сигнал горизонтального гребенчатого фильтра 11 по линии 13 подается на первый вход умножителя 14, выход 15 которого подключен к одному входу сумматора 16, имеющего выход 17. Выходной сигнал вертикального гребенчатого фильтра 12 по линии 18 подается на один вход умножителя 19, выход 20 которого подключен к второму входу сумматора 16.

Входной восстановленный свернутый видеосигнал на линии 10 также подается на детектор вертикального края 21 и детектор горизонтального края 22. Выходной сигнал детектора вертикального края 21 по линии 23 подается на минусовой или отрицательный вход вычитателя 24, а выходной сигнал с детектора горизонтального края 22 по линии 25 подается на плюсовой или положительный вход вычитателя 24. Выходной сигнал вычитателя 24 по линии 26 подается на вход справочной таблицы 27. Выходной сигнал К со справочной таблицы по линии 28 подается на второй параллельный вход умножителя 19 и через схему 29 формирования сигнала, 1-К на второй вход умножителя 14.

При работе схемы (фиг.1) с входной линии 10 через горизонтальный гребенчатый фильтр 11 и вертикальный гребенчатый фильтр 12 проходят равные амплитуды восстановленного свернутого видеосигнала. Если на них не воздействуют умножители 14 и 19, в сумматоре 16 объединяются равные амплитуды двух сигналов и на выходе 14 имеется сумма. Горизонтальный гребенчатый фильтр 11 рассчитан так, как будет описано, чтобы устранять боковые полосы несущей свертки на частоте 2,5 МГц или выше, а вертикальный гребенчатый фильтр 12 рассчитан так, чтобы устранять строчную частоту 15734 Гц. Однако устранение несущей и боковых полос может быть неполным, поскольку на него влияет изменение яркости в сканируемом изображении.

Устранение горизонтальной и вертикальной несущих на выходной линии 17 достигается за счет работы детектора вертикального края 21 и детектора горизонтального края 22. Когда во время вертикального сканирования детектируется "вертикальный" край или переход, сигнал на линии 23 через вычитатель 24 на справочную таблицу 27 заставляет сигнал по линии 28 со справочной таблицы 27 увеличить в выходном сигнале на линии 17 пропорцию сигнала горизонтального гребенчатого фильтра 11, на выход которого вертикальный край не влияет, и уменьшить пропорцию сигнала с вертикального гребенчатого фильтра 12. Аналогично, когда во время горизонтального сканирования детектируется "горизонтальный" край, сигнал на линии 25 через вычитатель 24 заставляет сигнал на линии 28 увеличить на выходе 17 пропорцию сигнала от вертикального гребенчатого фильтра 12, на выход которого горизонтальный край не воздействует, и уменьшить пропорцию от горизонтального гребенчатого фильтра 11.

В каждом случае устранение компонент несущих улучшается в соответствии с изобретением путем увеличения пропорции выходного сигнала от гребенчатого фильтра, на выход которого встретившийся яркостной переход не влияет.

Для описания, в котором гребенчатые фильтры и детекторы краев примера реализации (фиг. 1) показаны более подробно. Фиг.2 представляет пример реализации функциональной схемы по фиг.1, в котором гребенчатые фильтры 11 и 12 и детекторы краев 21 и 22 представлены в виде независимых конструкций. Однако в предпочтительном примере реализации (фиг.2) некоторые из компонент служат для функций обработки и вертикального и горизонтального сигнала. По этой причине функции соответствующих блоков 11, 12, 21 и 22 (фиг.1) излишне усложнили бы описание фиг.2. Но отметим, что функции каждого блока, разумеется, выполняется схемой фиг.2.

Входной восстановленный свернутый видеосигнал на линии 10 (фиг.2) подается через устройство задержки 35 на одну строку (обеспечивающую задержку между горизонтальными строками) на первый вход схемы объединения 36, а также через устройство задержки на пиксел (d) 37 на второй вход схемы 36, а оттуда через второе устройство задержки на пиксел 38 - на третий вход схемы объединения 36. Схема объединения 36 сконструирована, как показано на фиг.3, в виде сумматора, включающего усилители 42, 43 и 44, из которых усилитель 42 обеспечивает одну четверть амплитуды выходного сигнала, усилитель 43 обеспечивает половину амплитуды, и усилитель 44 обеспечивает одну четверть.

Фиг. 3 представляет типичный объединитель, используемый на фиг.2. Только что описанные элементы по фиг.2 составляют горизонтальный гребенчатый фильтр, реализующий фильтр 11 по фиг.2, имеющий вход 10 и выход 13, подаваемый через смеситель 14 и сумматор 16 к выходной линии восстановленного свернутого видеосигнала 17.

Работа участка горизонтального гребенчатого фильтра фиг.2 будет раскрыта со ссылкой на пространственную диаграмму фиг.4, которая изображает осциллограммы горизонтальной и вертикальной компонент несущей свертки относительно решетки пикселов. В некоторый момент времени входные сигналы на схеме объединения 36 могут содержать сигнал с входа на устройство задержки 37, представляющих пиксел d, сигнал из промежуточной точки между устройствами задержки 37 и 38, представляющий пиксел e, и сигнал с выхода устройства задержки 38, представляющий пиксел f. Уровни горизонтальной компоненты сигнала, соответствующие пикселам d, e и f представляют последовательно отрицательный, положительный и отрицательный. Схема объединения 36 создает выходной сигнал на одну четверть отрицательный плюс положительная половина и плюс одна четверть отрицательная, которые в сумме дают нуль. Следовательно, горизонтальные компоненты несущей частоты на выходе 13 горизонтального гребенчатого фильтра стремятся к нулю.

Однако выход 13 горизонтального гребенчатого фильтра включает все множество частот восстановленного свернутого видеосигнала с входной линии 10. Кроме того, различные частоты имеют амплитуды, определяемые содержанием изображения, т.е. тем, имеют ли пикселы d, e и f одинаковые или различные яркости. Поэтому в соответствии с изобретением, как утверждалось ранее, пропорция выходного сигнала горизонтального гребенчатого фильтра, который достигает выходной линии 17, модифицируется в соответствии с изменениями яркости в изображении.

Вертикальный гребенчатый фильтр, реализующий фильтр 12 (фиг.), состоит из устройств задержки на одну строку 35 и 45, задерживающих каждый входной сигнал на линии 10 на время между последовательными строками горизонтального сканирования, из устройств задержки на пиксел 47, 37 и 48 и также из схемы объединения 49. Работа вертикального гребенчатого фильтра по фиг.2 будет также раскрыта со ссылкой на фиг.4, изображающей также вертикальную компоненту несущей относительно решетки пикселов. В некоторый момент входной сигнал на схеме объединения 19 может быть сигналом с выхода устройства задержки на пиксел 48, представляющий пиксел h, сигнал с выхода устройства задержки на пиксел 37, представляющий пиксел e, и сигнал с устройства задержки на пиксел 47, представляющий сканируемый пиксел b.

Схема объединения 49 создает выходной сигнал, содержащий взносы по одной четверти от двух отрицательных полупериодов вертикальной несущей и половинный взнос от одного положительного полупериода. Таким образом, в сигнале, подаваемом по линии 18 через умножитель 19 и сумматор 16 на выход 17, устраняется вертикальная несущая. Однако на выходе вертикального гребенчатого фильтра присутствует также множество частот входного свернутого сигнала, зависящих от изображения. Поэтому пропорция на линии 17 выходного сигнала от гребенчатого фильтра модифицируется таким способом, который будет описан.

Детектор вертикального края или перехода, реализующий детектор 21 (фиг. 1), включает схему объединения, предварительного фильтра 56, получающую один входной сигнал с линии входного сигнала 10, второй входной сигнал с выхода устройства задержки на пиксел 47 и третий входной сигнал с выхода устройства задержки на пиксел 57. Детектор вертикального края также включает схему объединения предварительного фильтра 58, получающую первый входной сигнал от последовательно соединенных устройств задержки на одну строку 35 и 45, второй входной сигнал с выхода устройства задержки на пиксел 48 и третий входной сигнал с выхода устройства задержки на пиксел 59. Соответствующие выходы 104 и 106 схем объединения предварительных фильтров 56 и 58 объединяются в вычитателе 60 и подвергаются двухполупериодному выпрямлению в выпрямителе 62, создавая сигнал на линии 23, который не зависит от полярности и который подается к одному входу вычитателя 24.

Детектор горизонтального края включает схему объединения предварительного фильтра 70, получающую входные сигналы с выходов устройств задержки 57, 38 и 59, выход которой подключен к схеме вычитателя 74. Детектор горизонтального края также включает схему объединения предварительного фильтра 72, получающую входные сигналы с входной линии 10, с выхода устройства задержки 35 и с выхода устройства задержки 45, выход которой соединен с вычитателем 74. Выходной сигнал вычитателя 74 подвергается двухполупериодному выпрямлению в выпрямителе 76, создавая на линии 25 сигнал, который не зависит от полярности и который подается на другой вход вычитателя 24.

Выходной сигнал вычитателя 24 на линии 26 подается на справочную таблицу 27, имеющую характеристику вход/выход, как изображена на фиг.5. Входной сигнал на линии 26, имеющий значение между минимальной или отрицательной величиной и максимальной или положительной величиной, создает выходной сигнал справочной таблицы, имеющий значение между 0 и 1. Преобразование может выполняться в соответствии с кривой 80, которая получена экспериментально как кривая, которая создает наилучшее устранение горизонтальной и вертикальной несущих. Однако найдено, что для определенных целей лучший результат может быть получен при характеристиках другой формы, таких как кривая 82 или кривая 83.

Блок 24, раскрытый выше для одного примера реализации как вычитатель, используется для вычитания выходного сигнала (23) детектора вертикального края из выходного сигнала (25) детектора горизонтального края, создавая разностный сигнал для подачи к справочной таблице 27. Как вариант, блок 24 может быть реализован в виде делителя или детектора отношения, который определяет отношение выхода 23 детектора вертикального края к выходу 25 детектора горизонтального края. В этом варианте реализации справочная таблица 27 будет рассчитана так, чтобы реагировать на входной сигнал отношения и создавать соответствующий выходной сигнал К.

При работе детекторов горизонтального и вертикального краев предположим, что вдоль вертикальной линии 90 на фиг.4 имеется яркостной переход между белым и черным, который включает пикселы b, e и h. Детектор вертикального края во время вертикального сканирования не встречает перехода (но детектор горизонтального края во время горизонтального сканирования сталкивается с краем). Детектор вертикального края включает схему объединения предварительного фильтра 56, которая принимает сигналы, представляющие белый пиксел a, смешанный пиксел b и черный пиксел c, которые складываются в сигнал промежуточного серого значения. Два сигнала серого значения вычитаются в вычитателе 60, создавая разностный сигнал очень малой величины, подаваемый через двухполупериодный выпрямитель 62 к вычитателю 24. Этот сигнал малого значения от детектора вертикального края имеет малое влияние или вовсе не влияет на выход 26 вычитателя 24.

Предыдущая операция проходит как описано, потому что схемы объединения предварительного фильтра 56 и 58 действуют как фильтры нижних частот, которые ослабляют вертикальную компоненту несущей свертки до значения -6 дБ. Следовательно, схема объединения предварительного фильтра складывает большие и малые видеосигналы, соответствующие белым и черным пикселам, и игнорирует чередующиеся по яркости компоненты несущей свертки смежных пикселов. Следует заметить, что вычитатель 60 составляет полосовый фильтр для сигнала детектирования вертикального края, пропускающий сигналы около значения 2,5 МГц. Эта частота детектируется в крае (не присутствующем в предыдущем примере) между рядом пикселов a, b и c и рядом пикселов g, h и i (фиг.4).

В примере яркостного перехода от белого к черному вдоль вертикальной линии 90 на фиг.4. Выходной сигнал на линии 25 детектора горизонтального края сильно влияет на выходной сигнал вычитателя 24. Схема объединения предварительного фильтра 70 в детекторе горизонтального края принимает сигналы с выходов устройств задержки 57, 38 и 59, соответствующих черным пикселам c, f и i, имеющие малое значение, а схема объединения предварительного фильтра 72 принимает сигналы с входа 10 и с выходов устройств задержки 35 и 45, соответствующие белым пикселам a, d и g, имеющим сравнительно высокое значение. Выходной сигнал схемы объединения предварительного фильтра 70 вычитается из высокого выходного сигнала схемы объединения предварительного фильтра 72 в вычитателе 74, создавая положительный выходной сигнал (заметим, что если имеется яркостной переход от темного к светлому, то выходной сигнал вычитателя будет отрицательным).

Здесь снова схемы объединения предварительных фильтров 70 и 72 действуют как фильтры нижних частот, эффективно устраняя компоненту несущей свертки в выходном сигнале схем объединения предварительных фильтров, препятствуя генерированию ложных сигналов края и обеспечивая генерирование сигналов края, когда переход действительно существует. Например, в предыдущем описании схема 72 принимает сигналы, представляющие белые пикселы a, d и g, имеющие высокое значение. Но пиксел d и пикселы a и g имеют различную полярность полупериодов несущей свертки, так что сумма сигналов от пикселов a, d и g была бы малой и выразилась бы в ложной индикации отсутствия края, если бы несущая свертки не была бы устранена схемой объединения предварительно фильтра 72.

Здесь снова следует заметить, что вычитатель 74 составляет полосовой фильтр для сигнала горизонтального края, пропуская сигналы около значения 2,5 МГц. Эта частота детектируется в бело-черном крае вдоль линии 90 (фиг.4) между пикселами a, d и g с одной стороны и c, f и i с другой стороны.

Положительный выходной сигнал вычитателя 74 подается по линии 75 через двухполупериодный выпрямитель 76, создавая положительный выходной сигнал на линии 25, не зависящий от того положительный или отрицательный выходной сигнал, к вычитателю 24, который создает на входе справочной таблицы 27 большой положительный сигнал и, таким образом, сигнал К = 1 на выходе 28. В результате на выходную линию 17 через смеситель 19 и сумматор 16 пропускается сигнал с вертикального гребенчатого фильтра. Таким образом, выход со схемы формирования сигнала 1-К представляет 1 - 1 = 0, который подается далее на смеситель 14, блокируя выходной сигнал с горизонтального гребенчатого фильтра, который в противном случае был бы подан через сумматор 16 на выходную линию 17.

Иными словами, детекторы краев (фиг.2) влияют на пропорции соответствующих выходных сигналов горизонтального гребенчатого фильтра и вертикального гребенчатого фильтра, которые возникают на выходной линии 17. В раскрытом примере сигнал от вертикального гребенчатого фильтра составляет 100%, а сигнал от горизонтального гребенчатого фильтра составляет 100%, а сигнал от горизонтального гребенчатого фильтра 0%. Понятно, что пропорция выходного сигнала горизонтального гребенчатого фильтра должна быть нулевой, так как он включает помехи или нарушения из-за бело-черного или черно-белого яркостного перехода.

В случае сканирования перехода от светло-серого к темно-серому детекторы краев создадут сигналы, которые заставят включить в выходной сигнал, например, 75% сигнала от вертикального гребенчатого фильтра и 25% от горизонтального гребенчатого фильтра. Если яркостной переход отсутствует, пропорция будет такой: 50% сигнала от вертикального гребенчатого фильтра и 50% от горизонтального гребенчатого фильтра.

Теперь будет раскрыта работа детекторов края для условия, при котором имеется бело-черный край, встречающийся во время вертикального направления сканирования поперек линии 92, проходящей через пикселы d, e и f с белым над линией и черным под линией. Детектор горизонтального края создает очень малый сигнал, так как схемы объединения предварительных фильтров 70 и 72 принимают устраняющие сигналы от белых и черных пикселов. То есть схема 70 принимает сигнал от устройства задержки 57, представляющий белый пиксел, c, смешанный сигнал от устройства задержки 38, представляющий сигнал смешанной яркости f, и сигнал от устройства задержки 59, представляющий черный пиксел i. А схема 72 принимает сигнал от входа 10, представляющий белый пиксел a, смешанный сигнал от устройства задержки на одну строку 35, представляющий смешанный пиксел d, и сигнал от устройства задержки на одну строку 45, представляющий черный пиксел g. Равные сигналы со схем 70 и 72 устраняются в вычитателе 74.

Детектор вертикального края создает большой выходной сигнал с вычитателя 60, так как схема объединения предварительного фильтра 56 принимает большие сигналы от входа 10, устройства задержки 47 и устройства задержки 57, представляющие белые пикселы a, b и c, а схема объединения предварительного фильтра 58 принимает малые сигналы от устройств задержки 45, 48 и 59, представляющие черные пикселы g, h и i. Разность представляет большой отрицательный сигнал, подаваемый по линии 26 к справочной таблице 27. Выходной сигнал таблицы 27 представляет К = 0, который подается на смеситель 19, блокируя видеосигнал с вертикального гребенчатого фильтра, а сигнал 1 - К = 1 со схемы 29 подается на смеситель 14, пропуская видеосигнал от горизонтального гребенчатого фильтра через сумматор 16 к выходной линии видеосигнала 17.

Работа фильтров горизонтального и вертикального краев в общем кратко отзывается следующим образом.

При сканировании по горизонтали яркостного перехода, который может быть от светлого к темному или от темного к светлому, детектор горизонтального края (22, фиг.1) создает положительный выходной сигнал, который пропускает на выход 17 большую часть видеосигнала от вертикального гребенчатого фильтра (12, фиг. 1) и меньшую часть искаженного видеосигнала от горизонтального гребенчатого фильтра (11, фиг.1).

При сканировании по вертикали яркостного перехода детектор вертикального края (21, фиг.1) создает положительный сигнал, который будучи преобразован вычитателем 24 в отрицательный сигнал, пропускает на выход 17 большую часть видеосигнала от горизонтального гребенчатого фильтра (11) и меньшую часть искаженного видеосигнала от вертикального гребенчатого фильтра (12).

В работе детектора горизонтального края и детектора вертикального края влияние ложных сигналов полупериодов чередующейся полярности горизонтальной компоненты предотвращается предварительными фильтрами нижних частот 70 и 72, а соответствующее влияние ложных сигналов вертикальной компоненты предотвращается предварительными фильтрами нижних частот 56 и 58. В то же время вычитатель 74 действует как полосовой фильтра для сигналов f_sh (4, например, 2,5 МГц) с детектора горизонтального края, а вычитатель 60 действует как полосовой фильтр для сигнала f_sv (4, например, 3933,5 Гц) с детектора вертикального края.

Для описания модификации системы (фиг.2) обратимся к фиг.6, где для элементов общих для двух примеров реализации используются те же обозначения. На фиг. 6 схема объединения 36 горизонтального гребенчатого фильтра дополнительно используется в качестве схемы объединения предварительного фильтра, обеспечивая третий входной сигнал на линии 100 к схеме объединения 160, от которой получается сигнал детектирования вертикального края. Схема объединения 160 аналогична схеме объединения на фиг.3 в том, что имеет три входа (для удобства схемы объединения 160 и 174 показаны в одинаковых кружках как первоначальные сумматоры 60 и 74 на фиг.2). Схема объединения 160 принимает выходной сигнал на линии 100 от схемы объединения 36 с весом плюс 1/2 и выходные сигналы схем объединения предварительных фильтров 56 и 58 с весом минус 1/4 каждый.

Схема объединения 49 в вертикальном гребенчатом фильтре дополнительно используется в качестве схемы объединения предварительного фильтра, обеспечивая на линии 102 третий входной сигнал для схемы объединения 174, с которой получается сигнал детектирования горизонтального края. Схема объединения 174 принимает по линии 102 выходной сигнал от схемы объединения 49 с весом плюс 1/2 и выходные сигналы схем объединения предварительных фильтров 70 и 172 с весом минус 1/4 каждый.

Работа системы фиг. 6 лучше, чем у системы фиг.2, в том отношении, что детекторы краев реагируют на более резкие, более близкие бело-черные и черно-белые края. Эта разница в работе вытекает из того, что трехвходовая схема объединения 160 в детекторе вертикальных краев и трехвходовая схема объединения 174 в детекторе горизонтальных краев представляют фильтры верхних частот, которые пропускают более высокий диапазон частот, нежели двухвходовые схемы объединения 60 и 74. (фиг.2). Трехвходовые схемы объединения пропускают частоты в диапазоне между f_s/8 и 3f_s/8.

В предыдущем описании работа системы (фиг.2) было показано, что горизонтальное сканирование вдоль линии 92 (фиг.4) бело-черного края, простирающегося вдоль вертикальной линии, создает большой сигнал белого для пикселов a, d и g и малые сигналы черного для пикселов c, f и i. Результатом является детектирование в вычитателе 74 резкого горизонтального края вдоль вертикальной линии (фиг.4), где пикселы a, d и g белые, а пикселы c, f и i черные.

Рассмотрим теперь случай, где пикселы a, d и g белые, пикселы b, e и h черные, а пикселы c, f и i белые. Система (фиг.2) не обнаружит бело-черного края между белыми пикселами a, d и g и черными пикселами b, e и h и не обнаружит черно-белого края между черными пикселами b, e и h и белыми пикселами c, f и i. Однако эти высокочастотные бело-черные и черно-белые края детектируются системой (фиг.6) следующим образом.

В описанном случае, где пикселы a, d и g белые, а пикселы b, e и h черные, и пикселы c, f и i белые, на линиях 75 и 25 образуется выходной сигнал детектора горизонтального края для бело-черно-белых краев между пикселами a, d и g и пикселами c, f и i.

Схема объединения 72 принимает высокие сигналы с линии 10 и устройств задержки 35 и 45, представляющие белые пикселы a, d и g, схема объединения 49 принимает малые сигналы от устройств задержки 47, 37 и 48, представляющие черные пикселы, а схема объединения 70 принимает высокие сигналы от устройств задержки 57, 38 и 59, представляющие белые пикселы. Высокий отрицательный сигнал со схемы объединения 72, низкий положительный сигнал со схемы объединения 49 и высокий отрицательный сигнал со схемы объединения 70 создают большой положительный сигнал детектирования края на выходной линии 75. Отрицательный сигнал преобразуется выпрямителем 76 в положительный сигнал и подается по линии 25 к вычитателю 24. Если бы пикселы были в другом порядке, черный-белый-черный, схема объединения 174 создала бы на линии 25 большой положительный сигнал. Выпрямитель 76 образует положительный сигнал детектирования края независимо от того, детектируются ли края белый-черный-белый или черный-белый-черный.

Работа системы (фиг.2 и 6)была описана субъективным образом со ссылкой на диаграмму пикселов фиг.4. Работа также может быть рассмотрена в выражениях теории фильтров. На фиг. 2 вычитатель 74 выполняет функцию: y/n/= x/n+1/-x/n-1/, что выражается в детектировании перехода, имеющего частотный диапазон с центром возле f_s/4. Однако (фиг.6) схема объединения 174 выполняет функцию y/n/=1/2x/n/-1/4x/n+1/-1/4x/n-1/, что выражается в детектировании более резких переходов или краев, имеющих более высокочастотный диапазон около f_s/4 с серединой около f_s/2. Короче говоря, система фиг.2 детектирует края, разнесенные на большую величину, такую как расстояние между пикселами d и f фиг.4. Система фиг.6 детектирует края, расположенные ближе, как между пикселами d и e и между e и f на фиг.4.