Спосіб і пристрій формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості

 

Область техніки

Даний винахід відноситься до області систем кольорового телебачення з високою роздільною здатністю і може бути використано в системах мовної та прикладного телебачення при формуванні колірних складових сигналів зображень стандартної і високої чіткості. Винахід може знайти застосування в системах мовної та прикладного телебачення, наприклад в відеозв'язку, в мультимедійних системах передачі відеоінформації, системах спектрозонального і стереотелевидения, при кіновиробництві, формуванні програм телебачення, у телевізійних (ТВ) системах дистанційного зондування поверхні Землі і в інших системах формування та передачі відеоінформаційних сигналів зі стандартною, підвищеної або високою чіткістю зображення.

Рівень техніки

Як відомо, формування колірних складових сигналів ТВ зображень стандартної і високої чіткості в даний час найчастіше здійснюють з використанням фоточутливих матриць ПЗС (ФМПЗС). Однак удосконалення подібних перетворювачів "світло-сигнал" фактично досягло своєї межі, що обумовлено істотними обмеженнями, властивими даній техноло�у просторі даної матриці ПЗС;

втрати частини зарядів дискретних пакетів при їх перенесення (неефективність перенесення зарядових пакетів), яка зростає зі збільшенням числа світлочутливих елементів, розподілених у внутрикадровом просторі ФМПЗС, і відповідно числа і швидкості переносів при фіксованій (стандартної) тривалості окремого кадру телевізійного сигналу;

труднощі реалізації довільного і безпосереднього координатного доступу до пікселям заданих фрагментів внутрикадровой структури сигналу ТВ зображення;

відносно низька ступінь інтеграції (~106елементів на одному кристалі);

використовується багаторівнева технологія не забезпечує можливості суміщення на одному кристалі ПЗЗ і транзисторних схем обробки сформованих ТВ-сигналів;

високе енергоспоживання, яке, найчастіше, за рівнем напруги живлення для генератора (інтегральна схема) необхідних сигналів управління.

Певною мірою зазначені вище недоліки в даний час долаються в фототранзисторних матрицях на основі технології КМОП (ФМКМОП), що мають найчастіше організацію з довільним координатним доступом і високий ступінь інтеграції (>109�освіти (АЦП) в цифровий вигляд (8, 10 і більше розрядів двійкового коду) пікселів і задачі цифрової обробки сигналу зображень при їх формуванні.

Використання щодо високої частоти дискретизації (≥13,5 МГц) вже сформованого ТБ-сигналу може при цьому зумовити споживання інтегральної схеми АЦП (ІВ АЦП) щодо великої потужності, що призводить до збільшення температури кристала і відповідного збільшення рівня шумів, що вносяться в процесі формування сигналу телевізійного зображення. Тому АЦП здійснюють ФМКМОП окремими стовпцями пікселів. Цифрові потоки від кожної схеми АЦП при цьому надходять на мультиплексор, формує спільний телевізійний сигнал у цифровому вигляді. Таке рішення дозволило різко знизити частоту АЦП і, отже, зменшити рассеиваемую на кристалі потужність з відповідним зниженням рівня вносяться шумів. Деякі розробники ще більшою мірою знижують частоту перетворення аж до встановлення схем АЦП, в структурі ФМКМОП на кожен піксель телевізійного сигналу. Проте в даному випадку має місце збільшення частки площі кристала, що витрачається на реалізацію числа всіх необхідних схем АЦП, що знижує, природно, його сукупну площу, р�В-зображень з використанням ФМКМОП є також можливість перетворення параметрів і обробки лічених сигналів з доступом до заданих совокупностям пікселів в процесі формування відповідного вихідного цифрового сигналу ТВ зображення.

Розглянуті вище фоточутливі матриці (матричні перетворювачі світло-сигнал" (МПСС)) забезпечили можливість формування колірних складових сигналів зображень з використанням масиву світлочутливих елементів однієї ФМПЗС (ФМКМОП) і дискретних (мозаїчного типу) світлових фільтрів (світлофільтрів). Роботи по створенню таких камер були розгорнуті з кінця 70-х років (Гожу Р. Я. Матричні формувачі відеосигналу на приладах з зарядовим зв'язком для одноматричних кольорових телевізійних камер // Огляди по електронній техніці. Сер. Напівпровідникові прилади. - 1986. - Вип.4 (1186. - С. 60; Кузнєцов Ю. А., Шилін Ст. А. Мікросхемотехніка на приладах з зарядовим зв'язком // Радіо і зв'язок. - 1988. - 160 с.)). В даний час активно випускаються малогабаритні одноматричние ТБ-камери з нанесенням дискретних світлофільтрів безпосередньо на світлочутливі елементи. Такі камери активно використовуються для вирішення прикладних завдань (телевідеоконтроль охоронюваних об'єктів, виробничих процесів, космічне телебачення та ін).

Основним недоліком одноматричних камер кольорового телебачення є низька роздільна здатність і(або) невисока якість передачі кольору сформованим�м числом світлочутливих матриць.

У відомих методах формування сигналів зображення стандартної і високої чіткості, використовуваних в одноматричних пристроях, передані з перетворювачі світло-сигнал кодовані відліки різних колірних складових поділяють при прийомі на послідовність кодованих відліків кожного з основних кольорів. В межах області кожної з отриманих колірних складових проводиться відновлення відсутніх значень колірних складових кожного елемента зображення.

Одним з варіантів такого відновлення є відновлення за формулою ряду Тейлора [1]:

ξi(t)=k=0cξk(t0)k!(tt0)k+Rc(t)[1]

деξik0;

Rc(t)=ξik+1(tc)(k+1)!(tt0)k+1прозтатпрочнsїчленфпрормулsрядаТеїлпрора[2]

(tcлежить в інтервалі t0-t).

Необхідні складові формули ряду Тейлора знаходять по переданим групам елементів ТБ-сигналу в межах кадрів.

В результаті цього відновлення в кожному елементі зображення формується необхідна для формування повноцінного зображення кількість значень різних колірних складових.

Однак такі методи вносять существенедостающих значень колірних складових.

Відомо рішення, що забезпечує збільшення роздільної здатності, якості передачі кольору і звуження смуги частот при формуванні вихідного сигналу кольорових зображень в одноматричних телевізійних камерах на ФМПЗС (авт. свід. 1211892 СРСР від 15.02.1986, кл. H04N 11/00, 9/04. «Спосіб формування телевізійного сигналу кольорового зображення і пристрій для його реалізації»). Тут вихідний світловий потік поділяють при проектуванні на складові основних кольорів. Кожну з розділених складових світлового потоку попередньо дискретизируют в площині, ортогональній осі проекції, на ідентичні за формою комірки пропускання світлового потоку. Потім кожну з складових світлового потоку додатково дискретизируют в межах і за межами отриманих осередків пропускання на відповідні групи суміжних елементів дискретизації світлового потоку. При цьому загальне число елементів дискретизації кожної із складових світлового потоку в комірках пропускання і переривання встановлюють в n разів більшим числа світлочутливих елементів відповідних МПСС. Число елементів дискретизації в ділянках пропускання встановлюють рівним кількістю світлочутливих елементів з�асположенних на площині дискретизації вздовж фіксованих паралельних ліній, з'єднують центри суміжних елементів складових світлового потоку. Клітинки пропускання кожної із складових світлового потоку зміщують в парних (непарних) сторінках чергування вздовж відповідних смуг на інтервал, кратний половині діаметра елемента дискретизації відповідної складової світлового потоку.

Відносні в площині дискретизації координати клітинок пропускання колірних складових світлового потоку періодично змінюють у часі з частотою змін відносних координат. При цьому частоту змін відносних координат вибирають за величиною, яка дорівнює результату від ділення частоти послідовних зчитувань сигналів суміжних кадрів в датчиках ТВ-сигналів на ціле число. Клітинки пропускання кожної складової світлового потоку періодично повертають в положення з вихідними відносними координатами, а частоту повернення осередків в положення з вихідними відносними координатами встановлюють за величиною, яка дорівнює результату від ділення частоти зміни відносних координат на ціле число. Причому осередку пропускання фіксують в кожному з положень з різними відносними координатами протягом інтервалу часу, кратного длитее елементи відповідної МПСС лише групи елементів дискретизації кожної складової світлового потоку, збігаються з положенням осередків пропускання. Відповідно до цього періодично зчитують з ФМПЗС перетворені сигнали кадрів зі зменшеним числом елементів, а зчитування сигналів, що відповідають одним і тим же координатах осередків пропускання, реалізують групами суміжних під часу кадрів.

Лічені телесигнали послідовних кадрів кодують і передають по каналу зв'язку кодованими імпульсами (відліками, пікселями), кожен з яких відповідає окремих елементів дискретизації відповідної складової світлового потоку.

Передані кодовані відліки поділяють при прийомі на послідовність кодованих відліків кожного з основних кольорів. Кожен з розділених сигналів являє собою результат перетворення при передачі дискретизированних по групах складових елементів основних кольорів в сигнал, що відповідає рівномірному в просторі МПСС розподілу елементів груп при проектуванні.

Розділені сигнали піддають при прийомі зворотного перетворення до виду, відповідного вихідного групами розподілу дискретизированних складових елементів основних кольорів. Одночасно відновлюють і відсутні элемели осередків пропускання. Для цього розділені відліки паралельно затримують в послідовності кадрів на ціле число інтервалів часу, кратні по тривалості половині періоду прямування кадрів формуються телевізійні сигнали основних кольорів. Незадержанние і отримані затримані в послідовності кадрів відліки паралельно затримують в межах рядків на ціле число інтервалів часу, кратних за длительностям половині періоду прямування суміжних елементів формуються телевізійні сигнали основних кольорів.

Затримкою багаторазово поєднують у часі всі відліки суміжних груп, які спільно використовуються при подальшому відновленні відсутніх відліків в межах кадру і в послідовності кадрів.

Відновлення одних і тих же відліків сигналу, відповідних відсутнім між переданими групами елементів сигналів зображень, реалізують незалежно в межах та в послідовності кадрів з застосуванням спеціальних багаточленів, що забезпечують регенерацію відсутніх відрізків функції за її переданим значенням (ділянкам).

В результаті проведеного відновлення мають кілька відновлених проміжних значень амплітуди одних і тих же час, відпо�му супроводжується збільшенням похибки відновлення. Відповідно, окреме значення амплітуди відліку як результату проміжного відновлення даного елемента сигналу зображення може перевищити максимально можливу амплітуду ТБ-сигналу або стати менше мінімально можливої амплітуди. Усунення подібного типу спотворень досягають введенням відповідного амплітудного обмеження відновлених ТБ-сигналів. Зменшення похибки відновлення досягається також шляхом вагового усереднення незалежно отриманих проміжних значень сигналу, що відповідають одному і тому ж відсутнього елементу ТБ-сигналу, за рахунок зміни коефіцієнтів вагового усереднення. При цьому враховується той факт, що похибка відновлення зростає із збільшенням амплітуди похідних у формулі ряду Тейлора і з збільшенням відстані (вздовж напрямку відновлення) між відновлюваними і опорними (передають) відліками. Тому загальну суму вагових коефіцієнтів при виконанні кожного з підсумовувань встановлюють рівною одиниці, а відношення між величинами вагових коефіцієнтів встановлюють обернено пропорційним величині інтервалів в межах кадру і послідовності кадрів між опорними і про�ирований змінюють назад пропорційно змінам модуля амплітуди сигналів огинаючих, відповідним першим і вищим за порядком складових формули ряду Тейлора. Відновлені в межах сигналу кадру групи елементів ТБ-сигналу підсумовують з опорними групами елементів. Аналогічне підсумовування реалізують і в послідовності кадрів. При цьому отримують дві незалежно відновлені послідовності одних і тих же елементів ТБ-сигналу, які піддають аналогічним роздільного амплітудному обмеження і вагового усереднення. Отриманий загальний сигнал послідовності елементів обмежують щодо мінімального і максимального рівнів амплітуд і демодулируют. Демодулированние (в аналоговому вигляді) або цифрові сигнали кожної з складових і використовують для формування сигналів основних кольорів.

Формування сигналів від слабоизменяющихся (малорухомих) і швидкозмінних (рухомих) у часі об'єктів здійснюють з фіксованими по діапазону величин коефіцієнтами вагового підсумовування відновлених в межах сигналу кадру і сигналу послідовності кадрів кодованих відліків ТБ-сигналів.

Недоліком розглянутого способу є необхідність формування колірних складових сигналів телевізійних (ТВ) зображ�льного рельєфу при формуванні телевізійних сигналів окремих кадрів і, отже, знижується потенційно досяжну співвідношення сигнал/шум. Іншим недоліком є необхідність періодичної зміни у часі (микросмещений) відносних в площині дискретизації координат осередків пропускання колірних складових світлового потоку з частотами, кратними частоті кадрів, що ускладнює практичну реалізацію пристроїв, що розробляються у відповідності з даним способом.

В деякій мірі подібними за технічної сутності розглянутого вище і пропонованого винаходу є варіанти способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 23.06.2009, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H04N 9/00 (2006.01). «Pixel interpolation method»).

Перший із запропонованих тут варіантів заснований на введенні і запам'ятовуванні розподілених за напрямами в межах даного простору сукупностей реальних пікселів сигналів складових кольорових зображень, що відображають значення рівнів пікселів, суміжних за заданими напрямками і координат у просторі интерполируемим пікселям, кожен із сигналів відповідних колірних складових, знаходженні коефіцієнта ко�равлений в просторі, при цьому 2-е із зазначених напрямків перпендикулярно першому, третій напрям відрізняється від першого і другого, а четверте перпендикулярно третій, на інтерполяційний обчислення значення одного і того ж відсутнього пікселя окремої колірної складової по двох взаємно перпендикулярним напрямам з використанням значень рівня реальних, в просторі сусідніх пікселів даної складової, між якими знаходиться відсутній піксель по кожному із зазначених напрямків.

Іншими відмітними ознаками даного варіанту рішення є також те, що

- вводяться піксельні дані зумовленого колірного простору відповідають значенням колірних складових цих пікселів, одержуваних шляхом фільтрації колірного простору за методом Байєра;

- першим вибирається одне з двох напрямків - вертикальне або горизонтальне, а третій напрям має перебувати під кутом 45 градусів відносно до вертикального напрямку;

- у разі, якщо розподілені в просторі піксельні дані представляють собою R, G, B колірні складові, то коефіцієнти кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів сигнЕтве піксельні дані сигналів кольорових зображень містять яскравості складові, то коефіцієнти кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів сигналів складових знаходять для сигналу яскравісної складової;

- значення коефіцієнта кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів сигналів складових по першому обраному для інтерполяції напрямом позначається як С1, значення коефіцієнта кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів сигналів складових по другому обраному для інтерполяції напрямом позначається як С2, а коефіцієнти пропорційності, які використовуються при реалізації інтерполяції для кожного з обраних напрямку, приймають значення, рівніC1C1+C2іC2C1+C2;

- значення рівня шуканого пікселя, одержане в результаті його інтерполяції першого напрямку, позначається як Р1, значення шуканого пікселя, одержане в результаті його інтерполяції за другим напрямом, позначається як Р2, а рмі>r=P2C1C1+C2+P1C2C1+C2[3]

Дещо відрізняється від розглянутого вище варіанти другий варіант способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H04N 9/00 (2006.01). «Pixel interpolation method»), заснований на введенні і запам'ятовуванні розподілених за напрямами в межах даного простору сукупностей реальних пікселів сигналів складових кольорових зображень, що відображають значення рівнів пікселів, суміжних за заданими напрямками і координат у просторі интерполируемим пікселям, кожен із сигналів відповідних колірних складових, знаходженні коефіцієнта кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів окремою складовою у кожному з 4-х напрямків у просторі таких, що другий напрямок перпендикулярно першому, третє отличаеѼу пікселів і подальшої реалізації інтерполяції значення відсутнього пікселя в двох взаємно перпендикулярних з зазначених напрямків, при цьому значення интерполированного пікселя має бути пропорційно відношенню значень коефіцієнтів кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів з цим взаємно перпендикулярним напрямам.

Іншими відмітними ознаками другого варіанту рішення є також те, що

- реалізація інтерполяції пікселя проводиться в напрямку, має найбільший коефіцієнт кореляційних зв'язків з двох напрямів, що входять у кілька напрямків з найбільшою різницею значень відповідних кожному з напрямків коефіцієнтів кореляційних зв'язків;

- реалізація інтерполяції проводиться за двома напрямами, які включають напрямок з найбільшою різницею значень відповідних кожному з напрямків коефіцієнтів кореляційних зв'язків, і кожному з цих напрямків призначаються відповідні вагові коефіцієнти пропорційності, які залежать від величини коефіцієнтів кореляційних зв'язків у цих напрямках.

Третій варіант цього способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H�ного простору сукупностей реальних пікселів сигналів складових кольорових зображень, відображають значення рівнів пікселів, суміжних за заданими напрямками і координат у просторі интерполируемим пікселям, кожен із сигналів відповідних колірних складових, знаходженні коефіцієнта кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних интерполируемому пікселю пікселів окремої колірної складової в першому напрямку, другому напрямку, перпендикулярному першому, третьому напрямку, не співпадаючому з першим і другим, і в четвертому напрямку, перпендикулярному третій, з 4-х не співпадаючих напрямків у просторі, який відрізняється тим, що з метою збільшення точності знаходять коефіцієнти кореляційних зв'язків між рівнями двох найближчих, суміжних, интерполируемому пікселю, пікселів даної колірної складової по кожному окремому, з чотирьох напрямків у просторі навколо місця розташування интерполируемого пікселя використовують чотири значення коефіцієнтів кореляційних зв'язків, і виконують обчислення значення рівня відсутнього пікселя з використанням хоча б одного напрямку інтерполяції, що збігається з напрямком, що входять у кілька напрямків з найбільшою різницею коефіцієнтів кореляційних зв'язків, причие.

Четвертий варіант відомого способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H04N 9/00 (2006.01). «Pixel interpolation method») відрізняється від першого, другого і третього варіантів тим, що значення коефіцієнтів кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів сигналів складових за напрямами інтерполяції позначаються С1-С4 відповідно їх напрямами, і реалізацію інтерполяції значення відсутнього пікселя здійснюють за чотирма напрямами з використанням наступних коефіцієнтів пропорційності:C2+C3+C4C1+C2+C3+C4C1+C3+C4C1+C2+C3+C4C1+C2+C4C<"37" />C1+C2+C3C1+C2+C3+C4

П'ятий варіант представленого способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H04N 9/00 (2006.01). «Pixel interpolation method») відрізняється від першого, другого і третього варіантів тим, що реалізація інтерполяції рівня відсутнього пікселя проводиться за 4-ма напрямами назад пропорційно значенням коефіцієнтів кореляційних зв'язків кожного з цих напрямків.

Іншою відмітною ознакою п'ятого варіанту рішення є також те, що перший коефіцієнт пропорційності представляється у вигляді коефіцієнта кореляційного зв'язку за другим напрямом інтерполяції відсутнього пікселя, поділеного на суму коефіцієнтів кореляційного зв'язку за першим і другим напрямами інтерполяції, другий коефіцієнт пропорційності представляється у вигляді коефіцієнта кореляційного зв'язку за першим напрямом інте� напрямами інтерполяції, третій коефіцієнт пропорційності представляється у вигляді коефіцієнта кореляційного зв'язку за четвертим напрямком, поділеного на суму коефіцієнтів кореляційного зв'язку по четвертому і третьому напрямами інтерполяції, четвертий коефіцієнт пропорційності представляється у вигляді коефіцієнта кореляційного зв'язку по третьому напрямку, поділеного на суму коефіцієнтів кореляційного зв'язку по четвертому і третьому напрямами інтерполяції.

Шостий варіант способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01), H04N 9/00 (2006.01). «Pixel interpolation method) заснований на введенні і запам'ятовуванні розподілених за напрямами в межах даного простору сукупностей реальних пікселів сигналів складових кольорових зображень, що відображають значення рівнів пікселів, суміжних за заданими напрямками і координат у просторі интерполируемим пікселям, кожен із сигналів відповідних колірних складових, знаходженні коефіцієнта кореляційних зв'язків між рівнями кожних двох суміжних пікселів окремою складовою у кожному з 4-�першого і другого, а четверте перпендикулярно третій, знаходженні першої різниці між коефіцієнтами кореляційних зв'язків у першому і другому напрямках і другий різниці між коефіцієнтами кореляційних зв'язків у третьому і четвертому напрямку, визначенні першого і другого коефіцієнтів пропорційності з використанням першого і другого коефіцієнтів кореляційних зв'язків, визначенні третього і четвертого коефіцієнтів пропорційності з використанням третього і четвертого коефіцієнтів кореляційних зв'язків, перемножении першого і другого коефіцієнта пропорційності на першу різницю між коефіцієнтами кореляційних зв'язків, перемножении третього і четвертого коефіцієнта пропорційності на другу різницю між коефіцієнтами кореляційних зв'язків і на подальшій реалізації інтерполяції значень пікселя по 4-х напрямках, причому по кожному напрямку інтерполяція проводиться з урахуванням перемноженних коефіцієнтів пропорційності.

Недоліком розглянутого способу інтерполяції значень рівнів відсутніх пікселів по відомим значенням рівнів сусідніх пікселів (патент № US 7,551,214 від 07.06.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/335 (2006.01), H04N 9/04 (2006.01), H04N 9/83 (2006.01�надають.

Специфіка практичної реалізації пристрою і блоків паралельної інтерполяції відсутніх пікселів сигналів телевізійних зображень докладно представлена в роботі, присвяченій перетворення чересстрочной розгортки в построчную (патент РФ №2,454,822 від 27.06.2012, кл. H04N 7/01. «Спосіб перетворення сигналу телевізійного зображення та пристрій для його здійснення»).

Близькими по технічній сутності є також метод і пристрій інтерполяції пікселів колірних складових сигналу зображення (патент № US 7,206,021 від 21.08.2003, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/228 (2006.01), H04N 1/46 (2006.01), H04N 9/32 (2006.01), Apr.17, 2007. «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method»), засновані на використанні n-го числа варіантів паралельної, в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору, інтерполяції відсутніх пікселів окремою з колірних складових, на обчисленні для кожного з вказаних колірних складових пікселів сигналу зображення з урахуванням результатів попередньо виконаної оцінки статистичних параметрів (таких як загальна сума, середнє значення, дисперсія або стандартне відхилення яскравості, кольору, насиченості і ін) в області 3×3 або 5×5 пікселів, в межах окремих та суміжних�ові вагових коефіцієнтів, визначають внесок кожного з паралельно отриманих при реалізації зазначених варіантів здійснення інтерполяції відсутнього пікселя пікселів в загальний, відповідний кінцевого результату інтерполяції, піксель, множення кожного з паралельно отриманих при реалізації зазначених варіантів здійснення інтерполяції пікселів на відповідні вагові коефіцієнти і підсумовуванні помножених пікселів з отриманням зазначеного загального, відповідного кінцевого результату інтерполяції, пікселя.

Найбільш близьким по технічній суті аналогом заявленого винаходу за сукупністю ознак і операцій над сигналом зображень прийняті метод і пристрій інтерполяції пікселів колірних складових сигналу зображення (патент № US 7,206,021 від 21.08.2003, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/228 (2006.01), H04N 1/46 (2006.01), H04N 9/32 (2006.01). «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method»), засновані на використанні n-го числа варіантів паралельної інтерполяції відсутніх пікселів окремою з колірних складових, на обчисленні для кожного з вказаних колірних складових пікселів сигналу зображення з урахуванням результатів попередньо виконаної оцінки статистичних параметрів (таких як загальна �×3 або 5×5 пікселів даної колірної складової, оточуючих відсутні її пікселі, значень вагових коефіцієнтів, що визначають внесок кожного з паралельно отриманих при реалізації зазначених варіантів здійснення інтерполяції відсутнього пікселя пікселів в загальний, відповідний кінцевого результату інтерполяції, піксель, множення кожного з паралельно отриманих при реалізації зазначених варіантів здійснення інтерполяції пікселів на відповідні вагові коефіцієнти і підсумовуванні помножених пікселів з отриманням зазначеного загального, відповідного кінцевого результату інтерполяції, пікселя.

Відповідне даним методом пристрій містить перший регістр (блок пам'яті), підключений до входу пристрою, блок обчислення вагових коефіцієнтів, входи якого з'єднані з виходами блоку пам'яті і першими випусками кожного з блоків паралельної інтерполяції 41,42...4n, блок змішування, при цьому другі виходи DI1, DI2...DInблоків паралельної інтерполяції 41,42...4n пікселів колірних складових в блоці з'єднані змішування з сигнальними входами блоків зважування 61,62...6n отриманих в блоках паралельної інтерполяції пікселів, керуючі входи блоків зважування 61,62...6n з'єднані відповідно з�инени з окремим із входів першого блоку підсумовування, вихід якого підключений до виходу пристрою Dc.

Перший регістр може складатися в даному випадку з регістрів зсуву, або модулів пам'яті, які послідовно затримують інформацію пікселів заданого числа колірних складових двовимірної області зображення розмірами 3 на 3 або 5 на 5 пікселів. У першому регістрі піксель з колірної складової, як біля центрального пікселя, вважається поточною і відрізняється від інших пікселів. Блоки інтерполяції 41,42,...,4n-1,4 n різними варіантами здійснюють інтерполяцію пікселів відсутніх (по відношенню до поточного) пікселів інших колірних складових, використовуючи при цьому пікселів, що виводяться з першого регістра пам'яті і піддані певній вибірці.

У блоці обчислення вагових коефіцієнтів для кожного пікселя проводиться розрахунок вагових коефіцієнтів α1α2, ..., αn-1, αn, які призначаються відповідним їм блокам зважування, в яких присвоюють вага пикселів, що надходять з першого регістра пам'яті, або пікселям DP1, DP2, ..., DPnпаралельно отриманими в блоках інтерполяції 41-4n. Вагові коефіцієнти є значеннями, що показують відносний внесок кожного паралельно интерполированного >+...+αn-1nмає постійне значення.

Далі в блоках 61-6n блоку змішування проводиться зважування (множення) значень пікселів DI1-DIn, отриманих в блоках паралельної інтерполяції 41-41n, на відповідні їм коефіцієнти зважування α1α0, ..., αn-1, αnз блоку обчислення вагових коефіцієнтів, а в першому суматорі проводиться підсумовування усіх даних, що виводяться з блоків 61-6n. З виходу першого блоку підсумовування результуюче интерполированное значення пікселя Dc надходить на вихід пристрою.

В описаному вище пристрої інтерполяції різнорідних пікселів з блоків інтерполяції пікселів 41-4n отримують інтерпольовані значення пікселів сигналів колірних складових DI1-DIn, які зважуються згідно з індивідуальними ваговими коефіцієнтами α1n, заданими блоком обчислення вагових коефіцієнтів. Розрахунок цих вагових коефіцієнтів (α1n) проводиться з урахуванням зазначених вище статистичних вартостей. Передбачається, що в залежності від характеристик зображення блоки інтерполяції 41-4n будуть взаємно компенсувати супутні окремого варіанту інтерполяції �006.01), H04N 9/32 (2006.01). «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method») розглянуто також приватні варіанти реалізації (на основі вже розглянутого вище пристрої) двох пристроїв інтерполяції різнорідних пікселів, містять додатковий вхід St (режим зйомки) і другий регістр, і реалізації відповідних блоків обчислення вагових коефіцієнтів інтерполяції і змішування для випадків формування в межах світлочутливої поверхні матричного перетворювача "світло-сигнал" дискретних пікселів, відповідних трьох і чотирьох колірних складових.

Варіант блоку 41 з трьома колірними складовими включає в себе перший, другий і третій блоки усереднення, перший і другий блоки поділу і перший і другий блоки множення. При цьому перші, другі і треті незалежні виходи першого регістру з'єднані з входами кожного із зазначених блоків усереднення, вихід першого з яких паралельно з'єднаний з другими входами першого і другого блоків поділу, вихід другого з яких з'єднаний з першим входом першого блоку ділення, вихід третього з яких з'єднаний з першим входом другого блоку ділення, виходи блоків поділу з'єднані з керуючими входами блоків множення, сигнальні вхід� в блоці змішування з роздільними, першим і другим, сигнальними входами першого блоку зважування, третій із входів якого підключений паралельно до четвертого виходу першого регістру, до входу блоку обчислення вагових коефіцієнтів і до сигнальних входів першого і другого блоків множення, п'яті виходи першого регістру з'єднані з входами другого блоку інтерполяції, виходи якого з'єднані в блоці змішування з сигнальними входами блоку зважування.

Середні значення (статистичні вартості) AV1, AV2, і AV3 отримують у блоках усереднення шляхом роздільного усереднення значень відповідних пікселів (R, G і В) для кожної колірної складової всередині заданої (вибраної) області (3×3 або 5×5) суміжних пікселів. У першому блоці усереднення обчислюється середнє значення пікселів AV1 колірної компоненти, колір яких однаковий з кольором поточного (реального присутнього, а не интерполированного) пікселя, наприклад даної компоненти Ст. Отже, середнє значення AV1 є середнє арифметичне значень всіх реальних пікселів компоненти в межах заданої області їх розподілу. В інших блоках усереднення аналогічним чином проводиться розрахунок (з використанням реальних присутніх пікселів сигналів средни�мі компонентами будуть R і G складові.

На блоки поділу надходять пікселі сигналів середніх значень AV1-AV3. Тут обчислюють відносини AV1/AV2 і AV1/AV3, сигнали, що визначають значення яких надходять на керуючі входи блоків множення. У блоках перемноження здійснюється множення даних, що надійшли з блоків ділення відповідно на значення поточного пікселя Рс, і виводяться значення Sc приймаються як значення відсутніх у даному пікселі колірних складових.

Значення суміжних пікселів, оточуючих поточний піксель Рс, що використовуються для розрахунку вагових коефіцієнтів (AV1/AV2 і AV3/AV1), але не використовуються в методі інтерполяції пікселів колірних складових. Пікселі відсутніх складових отримують за рахунок множення реального (наявного) пікселя даної колірної складової на отримані відносини.

Недоліком здійснюваної в даному випадку варіанту інтерполяції, в блоці 41, є посилення впливу шумів при низькому відношенні сигнал до складових шуму. У таких випадках, коли пікселі сигналів колірних складових мають низькі значення і схильні до істотного впливу шумів, ваговий коефіцієнт сигналу від блоку інтерполяції 41 повинен бути якомога меншим. До того ж в області чорного щоб точно обчислити відсутні колірні компоненти за допомогою обчислення пікселів сигналів середніх значень AV1-AV3 в локальній області, необхідно точно знати рівень сигналу кожної колірної складової. Однак, при великій девіації кольору, середній рівень сигналу певної складової суттєво не зростає, що викликає знебарвлення і призводить до погіршення якості передачі кольору.

В блок інтерполяції пікселів 42 з першого регістра надходять значення пікселів сигналів колірних складових, що відповідають заданій локальної області. З їх використанням здійснюється другий, супутній першому, варіант інтерполяції пікселів, відображають відсутні колірні компоненти поточного пікселя. Отримані значення пікселів сигналів всіх колірних складових надходять в блок змішування на сигнальний вхід другого блоку зважування.

Для оцінки вагових коефіцієнтів для кожного блоку інтерполяції використовуються сигнали середніх значень AV1-AV3, що надходять з блоків усереднення.

Відповідний варіант блоку обчислення вагових коефіцієнтів з трьома колірними складовими містить перший блок перетворення, блок сортування, третій блок ділення, другий блок перетворення, другий блок підсумовування, блок віднімання, другий регістр, перший і другий блоки селекції. При цьому четвертий вихід первоЌний вхід першого блоку множення (у блоці змішування) паралельно підключені до входу першого блоку перетворення, вихід якого з'єднаний з першим входом другого блоку підсумовування, вихід першого блоку усереднення і другі входи першого і другого блоків поділу (у першому блоці інтерполяції) паралельно підключені до першого входу блоку сортування, вихід другого блоку усереднення і перший вхід першого блоку ділення (у першому блоці інтерполяції) паралельно з'єднані з другим входом блоку сортування, третій вхід якого паралельно з'єднаний з виходом третього блоку усереднення і першим входом другого блоку ділення (першого блоку інтерполяції), перший і другий виходи блоку сортування з'єднані з другим і першим входом блока ділення, вихід якого з'єднаний з другим входом другого блоку підсумовування, вхід St вибору режиму зйомки пристрою підключено до входу другого регістра, вихід якого паралельно підключений до керуючих входів першого і другого блоків селекції, вихід другого блоку підсумовування паралельно з'єднаний з першим сигнальним входом першого блоку селекції, з другим сигнальним входом другого блоку селекції і з входом блоку віднімання, вихід якого паралельно з'єднаний з другим сигнальним входом першого блоку селекції і з першим сигнальним входом другого блоку селекції,�торого з яких з'єднаний вихід другого блоку селекції.

У блоці перетворення виробляється перетворення значення поточного пікселя Рс, що надійшов з першого регістра відповідно до заданої таблицею функцією, форма якої дозволяє знизити вплив шумів в областях вихідних даних зображення з низьким рівнем яскравості. Отриманий результат надходить на перший вхід блока складання.

У блоці сортування розподіляються в порядку зростання або убування середні значення пікселів колірних складових AV1, AV2 і AV3, що надходять із згаданих вище блоків усереднення. У блоці розподілу проводиться розрахунок ступеня девіації, яка дорівнює відношенню (Mn/Мах) мінімального середнього значення, з числа середніх значень кожної колірної складової AV1, AV2, AV3, до максимального. Обчислення мінімального і максимального значень з подальшим обчисленням їх відносини дозволяє уникнути спотворень, що виникають при рівності значень нулю.

У другому блоці перетворення рівні вхідного сигналу, що надходить з блоку ділення, визначають значення дробу (Mn/Мх). Дане відношення відображає ступінь девіації кольору в заданій області розподілу пікселів колірних складових. На виході блоку перетворення значення сигналу перетворюються ввв дозволяє визначити або обчислити відповідні вихідні значення рівнів. Значення рівнів на виході блоку перетворення стають менше при зростанні девіації кольору і збільшуються при зменшенні девіації кольору. Отриманий в результаті перетворення сигнал надходить з виходу блока перетворення на другий вхід блока підсумовування.

У блоці підсумовування складаються значення, виводяться з блоків перетворення. Отриманий сигнал, який визначає значення внутрішнього коефіцієнта (µ), надходить на вхід блоку віднімання, а також на перший вхід («0») селектора і на другий вхід («1») селектора. У блоці віднімання реалізують віднімання сигналу, що визначає значення коефіцієнта з його можливого максимального значення. При цьому на вихід блоку віднімання і, отже, на другий вхід «1» селектора і на перший вхід («0») селектора надходять рівні сигналу, що визначають значення коефіцієнта як (1-µ).

На виходи селекторів надходять значення з виходів «0» або «1» в залежності від значення логічного сигналу селекції St від другого регістра («0» або «1»). Сигнали, отримані при цьому на виходах селекторів, визначають величини вагових коефіцієнтів і, отже, визначають внесок пікселів колірних складових, отриманих в блоках інтерполяції, в уровнного варіанту пристрою інтерполяції різнорідних пікселів.

Приватний варіант пристрою інтерполяції різнорідних пікселів чотирьох колірних складових за рішенням (патент № US 7,206,021 від 21.08.2003, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/228 (2006.01), H04N 1/46 (2006.01), H04N 9/32 (2006.01). «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method») суттєво не відрізняється за принципом побудови і функціонування від вищерозглянутого варіанту пристрою для трьох колірних складових. Відмінності в даному випадку не стосуються принципів побудови і функціонування пристроїв (конкретних блоків) і визначаються лише зростанням до числа чотирьох сукупностей реальних пікселів сигналів складових кольорових зображень, розподілених за напрямами в межах простору світлочутливої матриці і відображають значення рівнів реальних пікселів, суміжних за заданими напрямками і координат у просторі интерполируемим пікселям, кожен із сигналів колірних складових.

Недоліками розглянутого рішення (патент № US 7,206,021 від 21.08.2003, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/228 (2006.01), H04N 1/46 (2006.01), H04N 9/32 (2006.01). «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method»), таким чином, є лінійні спотворення просторової структури зображень, які проявляються втратами чіткості сигналів зображень интерполирова�мационних фрагментів у вигляді виникнення биття просторової структури зображень зі структурою розподілу пікселів колірних складових, погіршення кольоропередачі та знебарвлення різких колірних переходів при низькому відношенні сигналу до шуму і при великій девіації кольору.

Сутність винаходу

Завданням, розв'язуваної у пропонованому винаході, є покращення якості зображень, збільшення чіткості зображень, зменшення нелінійних, муар типу, спотворень і збереження кольоровості при низькому відношенні сигнал до шуму і значною девіації кольору за рахунок підвищення якості відновлення відсутніх значень колірних складових.

Рішення поставленої задачі в способі формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості досягається тим, що вихідний відеосигнал, що складається з послідовних у часі сигналів телевізійних кадрів, що містять спільний розподіл заданого числа n (n=3, 4...) сигналів незалежних колірних складових з вихідними, мінімальними за величиною, за напрямами внутрикадрового простору періодами проходження суміжних, в межах сигналів окремих рядків і за міжрядковим напрямами, вихідних пікселів не однойменних колірних складових, поділяють, у межах сигналів рядків і за міжрядковим напрямами, на відділеннях�х складових, запам'ятовують і поєднують у часі групи вихідних пікселів розділених сигналів колірних складових, суміжні, в межах сигналів окремих рядків і за міжрядковим напрямами, відсутнім, по відношенню до варіанту спільного розподілу, пікселям, кожній з колірних складових, здійснюють, з використанням зазначених груп вихідних пікселів, інтерполяційне відновлення значень рівня відсутніх пікселів колірних складових у кожному елементі зображення, при цьому обчислюють за кожним із напрямків інтерполяції зміни рівня сигналів різниці суміжних пікселів сигналів колірних складових, конкретизують значення рівнів сигналів різниці в точках з координатами, в межах окремих та суміжних рядків, збігаються з координатами попереднього і наступного, по відношенню до розташування відсутнього, пікселів, здійснюють, відповідно зі змінами рівня сигналів різниці, незалежні передбачення рівня двох проміжних пікселей по кожному з напрямків, координати першого з яких знаходяться в інтервалі між попереднім і интерполируемим пікселем, координати другого з яких знаходяться між наступним і � передбачених проміжних пікселів назад пропорційно змінам абсолютного значення рівнів сигналу різниці в точках з координатами попереднього і наступного пікселів, реалізують, з використанням отриманих рівнів зазначених двох проміжних пікселів, інтерполяцію відсутнього пікселя в скороченому протяжності інтервалі, реалізують вибране число незалежних варіантів зазначеної паралельної інтерполяції незалежним напрямами в межах внутрикадрового простору, забезпечують паралельні незалежні відновлення рівня кожного з відсутніх, за відношення до варіанту прямування з вихідним періодом, пікселів окремої колірної складової, обчислюють для відновлюваних пікселів кожній з колірною складових сигналу зображення значення вагових коефіцієнтів кореляційних зв'язків, що визначають, з урахуванням результатів попередньо виконаної оцінки, ступінь необхідного внеску кожного окремого паралельно з одержаних, з використанням незалежних варіантів інтерполяції по просторовому напрямку, значень рівня одного і того ж відсутнього пікселя, підсумковий його рівень, відповідний кінцевого результату процесу відновлення, множать кожен з паралельно отриманих з використанням зазначених варіантів здійснення інтерполяції по просторовому напрямку рівні�ні пікселів з відновленням відповідних підсумкового результату інтерполяції рівнів кожного з відсутніх, по відношенню до початкового періоду прямування, пікселів сигналів колірних складових, вводять з відповідним поєднанням за координатами в межах внутрикадрового простору розділені і незалежні послідовності вихідних пікселів сигналів окремих колірних складових відновлені, відсутні, пікселі з отриманням перетворених, періодичного виду, послідовностей пікселів зазначених розділених сигналів колірних складових з вихідним, мінімальним за величиною і фіксованим періодом проходження суміжних пікселів в межах сигналів окремих рядків і за міжрядковим напрямами, розподіляють групами або попарно, зазначені відновлені, співпадаючі по положенню в межах окремих та сукупності суміжних рядків внутрикадрового простору, пікселі послідовностей сигналів колірних складових, відновлюють на основі інтерполяції і екстраполяції і за аналогією з внутрішньокадровим відновленням, згідно з координатами розташування розподілених сигналів колірних складових у межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрямки, за значеннями рівнів послідовностей пікселів сигналів колір�ежуточной, за координатами в колірному напрямки, колірної складової, відновлюють крайові, за координатами в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрямки, пікселі сигналів колірних складових на основі екстраполяції та вагового підсумовування пікселів сигналів попередніх або наступних, за положенням відповідних координат в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрямки, сигналів колірних складових, при цьому обчислюють абсолютне значення різниці рівнів пікселів двох попередніх, з найближчими і більш далекими, по відношенню до восстанавливаемому сигналу колірної складової, координатами, або наступних, найбільш близькими і більш далекими, по відношенню до восстанавливаемому сигналу колірної складової, отримують екстрапольоване значення пікселів складової сигналу в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напряму з проміжними між координатами відновлюваним і найближчим зі сигналів колірних складових, зменшують тривалість першого інтервалу між координатами сигналу найближчій колірної складової і проміжної зі зростанням абсолютного значення уролн колірного напряму з сигналів колірних складових за межі встановленого діапазону значень, встановлюють вагові коефіцієнти для рівнів проміжного і экстраполированного значення сигналів колірних складових у межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрями у другому інтервалі між положеннями проміжної та відновлюваної колірної складової, знижують у цьому, другому, інтервалі значення відносної величини вагового коефіцієнта для экстраполированного значення із зростанням абсолютного значення рівня сигналу різниці, множать значення рівнів проміжного і экстраполированного у другому інтервалі значень на вагові коефіцієнти і підсумовують з отриманням рівня відновлених пікселів, обмежують значення рівнів тих відновлених пікселів сигналів колірних складових, які перевищують за рівнем максимально допустиме значення, поєднують в часі і підсумовують в межах внутрикадрового простору розділену сукупність вихідних пікселів кожної з колірних складових з отриманими відновленими по колірному напрямом однойменними послідовностями відсутніх пікселів з формуванням відновлених незалежних періодичних послідовностей пікселів сигналів кожної із цсє�будинок їх слідування, здійснюють розрахунок вагових коефіцієнтів, відповідних варіантів обчислення значень відсутніх пікселів даної колірної складової на основі внутрикадровой інтерполяції та отримання значення відсутніх пікселів колірної складової на основі інтерполяції або екстраполяції по колірному напрямку, множать паралельно відновлені по колірному і внутрикадровому напрямом значення однієї і тієї ж відсутньою колірної складової на відповідні розрахункові вагові коефіцієнти, підсумовують отримані після множення на вагові коефіцієнти значення рівнів паралельно відновлених пікселів для підсумкового обчислення значень результуючого відсутніх пікселів кожної колірної складової і за внутрикадровому і по колірному напрямами, здійснюють низькочастотну фільтрацію отриманих пікселів сигналів колірних складових в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору, скорочують протяжність області пропускання складових спектра сигналів зображень при здійсненні зазначеної фільтрації під кутами сорок п'ять і сто тридцять п'ять градусів у межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового пространс�дення стандартної і високої чіткості дозволяє поліпшити якість відновлення відсутніх значень пікселів сигналів колірних складових, збільшити чіткість зображень, зменшити нелінійні, муар типу, спотворення і зберегти кольоровість при низькому відношенні сигналу до шуму і значною девіації кольору.

Особливість підходу до такого принципу формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості базується на використанні кореляційних зв'язків пікселів колірних складових сигналів зображення, відповідних кожному окремому елементу внутрикадровой структури сигналу зображень, що забезпечує поліпшення загальної якості формування сигналів телевізійних зображень.

Використання відомих операцій формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості, поряд з новим запропонованим методом в новій запропонованої послідовності, та їх застосування в даному способі є суттєвими і забезпечують досягнення поставленої мети.

Рішення поставленої задачі дозволяє поліпшити якість формованих зображень, збільшити їх чіткість, зменшити нелінійні спотворення, зберегти кольоровість при низькому відношенні сигналу до шуму і значною девіації кольору.

Короткий опис креслень

Сурная схема пристрою формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості.

На фіг.2 иллюстрационно показані принципи інтерполяції відсутніх значень пікселів СЦС:

на фіг.2,а) показані способи інтерполяції невідомих значень рівня пікселя СЦС в межах внутрикадрового простору з незалежних напрямках;

на фіг.2,б) показано способи інтерполяції відсутніх значень рівня пікселів СЦС по колірному напрямку.

На фіг.3 иллюстрационно показані принципи відновлення невідомих значень рівня пікселів СЦС по колірному напрямку:

на фіг.3,а показаний варіант відновлення червоної RICскладовою пікселя при умові, що спочатку відомо значення синьої складової В;

на фіг.3,б показаний варіант відновлення червоної RICскладовою пікселя при умові, що спочатку відомо значення зеленої G складової;

на фіг.3,показаний варіант відновлення синьою BICскладовою пікселя при умові, що спочатку відомо значення червоної R складової;

на фіг.3,м показаний варіант відновлення синьою BICскладовою пікселя при умові, що спочатку відомо значення зеленої G складової;

на фіг.3,д показаний варіант відновлення зеленої GICскладовою пікселя при Ѹя зеленої GICскладовою пікселя при умові, що спочатку відомо значення синьої складової В.

На фіг.4 иллюстрационно показаний принцип экстраполяционно-інтерполяційного відновлення відсутніх значень пікселів СЦС:

На фіг.4,а представлений варіант відновлення відсутніх значень пікселів СЦС по просторовому напрямку,

На фіг.4,б представлений варіант відновлення відсутніх значень пікселів СЦС за межцветовому напрямом для варіанту з 4-ма кольоровими складовими.

На фіг.5 представлений блок 3 формування сигналів синхронізації та управління (БФССиУ).

На фіг.6 представлений блок 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових (БЗРиР).

На фіг.7 представлений блок 5 багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів (БМВИ).

На фіг.8 представлений блок 6 внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів СЦС.

На фіг.9 представлено блок 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових (БМПиИ).

На фіг.10 представлений блок 8 обчислення вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних составляющихигналов колірних складових (БВКМВ).

На фіг.12 представлений блок 10 відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення (БООВК).

На фіг.13 представлений блок 11 результуючого відновлення (БРВ).

На фіг.14 представлений блок 12 внутрикадровой низькочастотної фільтрації (БВНЧФ).

Розкриття винаходу

Для підвищення якості відновлення відсутніх значень колірних складових, збільшення чіткості зображень, зменшення нелінійних, муар типу, спотворень і збереження кольоровості при низькому відношенні сигналу до шуму і значною девіації кольору в пристрій формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої (фіг.1) чіткості по прототипу (патент № US 7,206,021 від 17.04.2007, кл. H04N 3/14 (2006.01), H04N 5/228 (2006.01), H04N 1/46 (2006.01), H04N 9/32 (2006.01). «Hybrid pixel interpolating apparatus and hybrid pixel interpolating method»), що містить вхід пристрою 1, паралельно підключені до входу пристрою блок 3 формування сигналів управління, сформовані сигнали управління з виходів якого підключені до відповідних іншим незалежним входів блоків пристрою, і блок 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів всіх аналізованих колірних складових, вхід сигналів внешратной внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, перші виходи 26 блоку 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, які підключені до входів блоку 5 багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок 8 обчислення вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення, перші входи якого підключені до перших виходів 27 блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових і другі входи якого паралельно підключені до входів 26 блоку 5 багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок 6 внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, до незалежних входів якого підключені другі виходи 32 блоку 5 багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, перші незалежні виходи 34 блоку 8 вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення і другі виходи 23 блоку 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, інші незалежні входи якого підключені до виходів 17 блоку 6 внутрикадрового відновлення отсутствуствующих пікселів сигналів колірних складових, входи якого підключені до третім незалежним виходів 25 блоку 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, інші входи якого підключені до перших виходів 19 блоку 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів СЦС, блок 9 вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, перші, другі і треті входи якого з'єднані з другими 40 і 47 і третіми 46 виходами блоку 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів СЦС, блок 10 відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, перші незалежні входи якого підключені до інших виходів 50 блоку 8 вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових і другі незалежні входи якого з'єднані з виходами 54 блоку 9 вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, блок 11 результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, при цьому до виходів 60 блоку 10 відносної оцінки вагових коеф�чих підключені перші входи блоку 11 результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок 12 внутрикадровой низькочастотної фільтрації, четверті 21 і п'яті 24 незалежні виходи блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, які з'єднані з другими і третіми незалежними входами блоку 11 результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, а виходи 63 блоку 11 результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових підключені до входу блоку 12 внутрикадровой низькочастотної фільтрації, до другого входу якого підключений сигнал управління 67 і сигнальний вихід 70 якого підключений до виходу 13 запропонованого пристрою.

Причому блок 3 формування сигналів синхронізації та управління (БФССиУ) (фіг.5) містить вхід 1 вихідного сигналу сукупності, в межах сигналу кожного кадру, пікселей не однойменних колірних складових, селектор 14 сигналу синхронізації, вхід якого підключений до БФССиУ до входу 1 вихідного сигналу сукупності, в межах сигналу кожного кадру, пікселей не однойменних колірних складових і на вихід якого надходить сигнал синхронізації, логічний формувач 15 сигналів синхронізації та управління, перший вхід якого соеди� до другого входу логічного формувача 15 сигналів синхронізації, виходи 16 логічного формувача сигналів синхронізації та управління підключені до відповідних незалежних виходів БФССиУ і забезпечують необхідними відповідними сигналами всі блоки пристрою формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості в цілому.

Блок 4 затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових (БЗРиР) (фіг.6) містить вхід 1 вихідного сигналу суміщених пікселів не однойменних колірних складових, послідовно та періодично, з мінімальним фіксованим періодом, що надходять з перетворювачі світло-сигнал, незалежні входи 17 відновлених, в окремих інтервалах і суміжних рядків сигналів ТВ-кадрів, до мінімального періоду проходження пікселів сигналів кожної із колірних складових та інші незалежні входи 19 відновлених в межах окремих та суміжних рядків і в межах розподілу колірних складових пікселів сигналів до мінімального періоду проходження сигналів кожної із колірних складових, які підключені до виходів відповідних блоків 6 внутрикадрового відновлення і 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселі на інтервали часу, кратні вказаною фіксованого періоду проходження суміщених пікселів не однойменних колірних складових у вихідному ТВ-сигнал, перший вхід якого підключений до входу 1 вихідного сигналу суміщених пікселів не однойменних колірних складових, інші входи якого підключені до інших незалежних входів 19 відновлених до мінімального періоду прямування, в окремих інтервалах і суміжних рядків сигналів ТВ-кадрів і в межах розподілу колірних складових, пікселів сигналів кожної із колірних складових і 17 відновлених до мінімального періоду проходження пікселів в окремих інтервалах і суміжних рядків сигналів ТВ-кадрів, сигналів кожної із колірних складових, блок 20 поділу з незалежним виділенням затриманих вихідних сигналів пікселів кожної з колірних складових, з виділенням різнорідно, в межах окремих та суміжних рядків, орієнтованих по відношенню до відсутнього пікселю интерполируемих пар (интерполируемих кінцевих послідовностей) суміжних відсутньому, по положенню, що збігаються у часі, пікселів вихідного затриманого сигналу кожної з колірних складових і з виділенням відновлених, в окремих інтервалах едсказания і межцветовой інтерполяції, блок 22 адресного розподілу і підключення виділених пар і послідовностей пікселів до відповідних першим і інших виходів БЗРиР.

Причому в блок 5 багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів (БМВИ) (фіг.7), що містить незалежні входи 26 різнорідно, в межах окремих та суміжних рядків, орієнтованих по відношенню до відсутнього пікселю интерполируемих пар (интерполируемих кінцевих послідовностей) суміжних відсутньому, по положенню, що збігаються у часі, пікселів вихідного затриманого сигналу кожної з колірних складових, блок 31 вагового підсумовування, виходи якого підключені до перших виходів 32 блоку БМВИ, введені блок 28 інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних паралельно интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, входи якого паралельно підключені до входу 26 блоку БМВИ, блок 29 оцінки координат проміжних пікселів виконання інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових за значеннями рівня зазначених пікселів в суміжних інтервалах до і після відсутнього (интерполируемого) пікселя, входи якого підключ�лей в межах кожної з вхідних интерполируемих кінцевих послідовностей, блок 30 обчислення рівня проміжних пікселів сигналів колірних складових за напрямами інтерполяції, перші входи якого підключені до перших виходів блоку оцінки координат проміжних пікселів і другі входи якого паралельно підключені до входу блоку БМВИ, другі і треті виходи блоку 28 інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних паралельно интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, які відповідно підключені до третіх входів блоку 30 обчислення рівня проміжних пікселів і другим виходів 27 БМВИ, виходи блоку 30 обчислення рівня проміжних пікселів сигналів колірних складових за напрямами інтерполяції, які підключені до входів блоку вагового підсумовування, другі входи якого підключені до других виходів блоку оцінки координат проміжних пікселів.

Блок 8 вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових (БВКВВ) (фіг.10) містить незалежні перші входи 26 різнорідно, в межах окремих та суміжних рядків, орієнтованих по відношенню до відсутнього пікселю интерполируемих пар (ін�икселей вихідного затриманого сигналу кожної з колірних складових і незалежні другі входи 27 сигналів інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, блок 48 перетворення рівня сигналу різниці суміжних пікселів з урахуванням відносного положення интерполируемого і интерполируемих пікселів в межах відповідних послідовностей кожного з напрямів багаторазовою, внутрикадровой, інтерполяції відсутніх пікселів сигналів незалежних колірних складових, входи якого з'єднані з другими входами БВКВВ, блок 49 відносної оцінки вагових коефіцієнтів виконання багаторазової інтерполяції по кожному з напрямків, перші входи якого з'єднані з виходами блоку перетворення рівня сигналу різниці суміжних пікселів з урахуванням відносного положення интерполируемого і интерполируемих пікселів в межах відповідних послідовностей кожного з напрямів багаторазової інтерполяції відсутніх пікселів сигналів незалежних колірних складових і другі входи якого з'єднані з першими входами БВКВВ, перші і другі виходи блоку оцінки вагових коефіцієнтів виконання багаторазовою, внутрикадровой, інтерполяції по кожному з напрямків, які підключені до перших 50 і другим 34 виходів БВКВВ.

Блок 6 внутрикадрового відновлення (БВВ) (фіг.8) відсутніх пікселів сигналів ц�е входи 34 сигналів вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення, незалежні входи 32 сигналів багаторазовою, за різними напрямами, внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, які підключені до перших, сигнальним, входів блоку 33 множення, другі, керуючі вагою, входи якого з'єднані з входами 34 сигналів вагових коефіцієнтів, і незалежні входи 23 затриманих вихідних сигналів пікселів кожної з колірних складових, які з'єднані з другими, з незалежних, входами, блоку підсумовування, незалежні виходи, відновлених, з мінімальним фіксованим періодом проходження пікселів, сигналів кожної із колірних складових блоку підсумовування якого підключені до виходів 17 БВВ відсутніх пікселів СЦС.

Блок 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових (БМПиИ) (фіг.9) містить незалежні входи 25 збігаються у часі вхідних пікселів всієї сукупності, розділених, відновлених у межах внутрикадрового простору і вихідних сигналів затриманих колірних складових, блок 36 розподілу з отриманням з усієї сукупності вхідних пікселів сигналів затриманих колірних складових незалежних поєднань двох або більше пікселів, вихідного і �вого простору пікселів) сигналів не однойменних колірних складових, незалежно піддаються подальшим интерполяционному і экстраполяционному перетворення, входи якого з'єднані з входами 25 БМПиИ, блок 42 підсумовування з отриманням інтерполювання, проміжних, по положенню аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання в межах їх повної сукупності, пікселів сигналів колірних складових, входи якого з'єднані з виходами піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових, суміжних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожній з проміжних, интерполируемих, колірних складових, блоку 36 розподілу, перший блок 37 межцветового віднімання піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше колірних складових, суміжні, по положенню відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожній з проміжних, интерполируемих, колірних складових, входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку 36 розподілу, блок 38 оцін�рого підключені до перших виходів першого блоку межцветового віднімання, другі входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку 36 розподілу, блок 39 межцветовой інтерполяції з урахуванням відносного положення пікселів интерполируемого і интерполируемих сигналів колірних складових в діапазоні довжин хвиль, перші входи якого підключені до виходів 38 блоку оцінки сигналів першої межцветовой різниці, другі входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку 36 розподілу, перші виходи блоку 39 межцветовой інтерполяції, які підключені до других входів блоку підсумовування, другі виходи 40 блоку 39 межцветовой інтерполяції з урахуванням відносного положення пікселів интерполируемого і интерполируемих сигналів колірних складових в діапазоні довжин хвиль, другий блок 41 межцветового вирахування з обчисленням рівня пікселів межцветовой різниць сигналів, двох і більше суміжних колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання в межах�го електромагнітного випромінювання в межах їх повної сукупності, сигналам колірних складових, входи якого з'єднані з другими виходами піддаються экстраполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожному з двох крайових, экстраполируемих, сигналів колірних складових, блоку 36 розподілу, блок 43 оцінки рівня сигналу другий межцветовой різниці з урахуванням відносного положення в діапазоні довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання передбачаються пікселів сигналів колірних складових по відношенню до піддаються экстраполяционному перетворення пікселям сигналів двох і більше колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожному з двох крайових, экстраполируемих, сигналів колірних складових, входи якого підключені до виходів другого блоку межцветового віднімання, блок 44 обчислення прогнозованих значень пікселів сигналів экстраполируемих колірних складових, перші входи якого паралельно підключені до входів втоѸкселей сигналів другої межцветовой різниці, другі виходи 47 блоку 43 оцінки рівня пікселів сигналів другої межцветовой різниці, блок 45 формування вихідних СЦС межцветового відновлення, перші входи якого паралельно підключені до входів вихідних сигналів затриманих колірних складових блоку БМПиИ, другі входи якого з'єднані з виходами блоку 42 підсумовування, треті входи якого підключені до виходів блоку 44 обчислення прогнозованих значень пікселів экстраполируемих колірних складових, перші виходи 19, 46 БМПиИ, які з'єднані з виходами блоку 45 формування вихідних СЦС межцветового відновлення, другі 40 і 47 виходи блоку межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, які з'єднані з другими виходами блоків оцінки сигналів першої межцветовой різниці і другий межцветовой різниці.

Блок 9 вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових (БВКМВ) (фіг.11) містить незалежні перші входи 40 пікселів сигналів першої різниці межцветовой інтерполяції, незалежні другі входи 47 сигналів другої різниці межцветового передбачення і треті входи 46 пікселів межцветового відновлення сигналів цдлежности до варіантів відновлення пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, входи якого з'єднані з незалежними першими і другими входами БВКМВ, блок 52 множення розподілених пікселів сигналів межцветовой різниці на значення статичних коефіцієнтів залежно від характеристик помітності при відеоконтролю спотворень відновлення і відносного положення, у межах контрольованого діапазону довжин хвиль, конкретних відновлюваних сигналів колірних складових, входи якого підключені до виходів блоку 51 розподілу пікселів сигналів першої та другої межцветовой різниці за належністю до варіантів відновлення пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, блок 53 оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення, перші входи якого з'єднані з виходами блоку 52 множення розподілених пікселів сигналів межцветовой різниці на значення статичних коефіцієнтів, другі входи блоку оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення, які з'єднані з третіми входами БВКМВ, виходи 54 БВКМВ, які з'єднані з виходами блоку 53 оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення.

Блок 10 відносної �мі перші входи 50 сигналів вагових коефіцієнтів виконання багаторазовою, внутрикадровой, інтерполяції по кожному з напрямів і незалежні другі входи 54 сигналів вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, блок 55 оцінки коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення, входи якого з'єднані з першими входами 50 БООВК, блок 56 оцінки коефіцієнта ефективності межцветового відновлення, входи якого з'єднані з другими входами 54 БООВК, блок 57 множення сигналу коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення на значення статичних коефіцієнтів залежно від різниці характеристик візуального сприйняття просторових і межцветових спотворень відновлення сигналів колірних складових, входи якого з'єднані з виходами блоку оцінки коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення, блок 58 попарного розподілу сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового відновлення і сигналів коефіцієнтів ефективності межцветового відновлення пікселів сигналів кожної із колірних складових, перші входи якого з'єднані з виходами блоку 57 множення сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового відновлення на значективности межцветового відновлення, блок 59 обчислення значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, входи якого підключені до виходів блоку попарного розподілу сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового відновлення і сигналів коефіцієнтів ефективності межцветового відновлення пікселів сигналів кожної із колірних складових, виходи блоку відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, які з'єднані з виходами 60 блоку обчислення значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення.

Блок 11 результуючого відновлення (БРВ) (фіг.13) містить незалежні перші входи 21 відновлених в межах окремих та суміжних рядків, з мінімальним фіксованим періодом проходження пікселів, сигналів кожної із колірних складових, незалежні другі входи 24 відновлених в межах сукупності колірних складових, з мінімальним фіксованим періодом проходження пікселів, сигналів кожної із колірних складових, незалежні треті входи 60 сигналів значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення і сигналів значень вагових коефіцієнтів межцветового восс�ходи якого підключені до других входів і незалежні треті входи якого підключені до третіх входів БРВ, блок 62 підсумовування, входи якого підключені до виходів блоку 61 множення, виходи 63 БРВ, які підключені до виходів блоку підсумовування.

Блок 12 внутрикадровой низькочастотної фільтрації (БВФНЧ) (фіг.14) містить незалежні перші входи 63 відновлених сигналів колірних складових, другий вхід сигналу керування 67, блок 64 багаторазової затримки та суміщення в часі пікселів групи суміжних рядків окремих сигналів колірних складових, незалежні входи якого підключені до перших входів 63 відновлених сигналів колірних складових, блок 65 затримки та суміщення в часі пікселів в межах кожної з суміщених рядків окремих сигналів колірних складових, незалежні входи якого підключені до виходів блоку 64 багаторазової затримки та суміщення в часі пікселів групи суміжних рядків окремих сигналів колірних складових, блок 68 установки ваги і полярності кожного пікселя в межах усієї сукупності (матриці) суміщених пікселів з окремих сигналів колірних складових внутрикадрового простору, перші входи якого підключені до виходів блоку 65 затримки та суміщення в часі груп пікселів в межах кожної з суміщених рядків відділів�ок 69 підсумовування і нормування пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, входи якого підключені до виходів блоку 68 установки ваги і полярності кожного пікселя в межах усієї сукупності (матриці) суміщених пікселів кожного з сигналів колірних складових у межах внутрикадрового простору, виходи 70 блоку 69 підсумовування і нормування пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, які з'єднані з виходом 13 запропонованого пристрою.

Пристрій формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості (фіг.1) працює наступним чином.

Вибране розподіл дискретних світлофільтрів світлочутливої поверхні матричного формувача світло-сигнал визначає в межах окремих рядків і послідовності рядків вихідних сигналів ТВ-кадрів відповідний розподіл незалежних пікселів сигналів основних кольорів. Відповідно з виходу матричного перетворювача "світло-сигнал" на вхід 1 запропонованого пристрою поступає вихідний сигнал ТБ-зображення, що відображає фіксований розподіл пікселів сигналів кожного з основних кольорів в межах окремих та суміжних рядків загального внутрикадрового простору. Відповідно до такого розподілу, максимальн� сигналу ТВ зображення. Вхід пристрою паралельно підключений до блоку 3 (фіг.5) формування сигналів синхронізації та управління (БФССиУ) і блоку 4 (фіг.6) затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових (БЗРиР). Якщо на виході матричного перетворювача "світло-сигнал" має місце ТВ-сигнал сукупності пікселів колірних складових стандартного виду, то у селекторі 14 сигналу синхронізації БФССиУ здійснюється виділення сигналу синхронізації. Іншим варіантом є підключення зовнішнього відповідного сигналу синхронізації рядків і кадрів (СВС) 2 до логічного формирователю сигналів синхронізації 15 БФССиУ. Сигнали синхронізації дозволяють конкретизувати положення окремих пікселів в послідовності рядків сигналу кадру і з їх використанням отримують на виходах 16 формувача 15 всі необхідні сигнали керування роботою блоків запропонованого пристрою.

У блоці затримки 18, включеному на вході БЗРиР (фіг.6), здійснюють багаторазову затримку та суміщення в часі заданого числа ТБ-сигналів рядків (пікселів груп рядків) кадру і груп пікселів в кожній із зазначених сигналів рядків. Відповідно в кожен момент часу на виходах блоку затримки присутній�ляющих (СЦС), де N - число пікселів уздовж групи рядків (горизонтальний напрямок) в межах кадру, а М - міжрядкова, тобто вертикальний напрямок. На інші незалежні входи 17 і 19 блоку затримки 18 роздільно надходять з максимальною частотою проходження в часі пікселі сигналів кожної із СЦС, відновлені до такої частоті слідування з використанням внутрикадрового (в межах окремих та суміжних рядків) і межцветового (в межах аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання) відновлення. Пікселі зазначених відновлених, в межах внутрикадрового простору і межцветового напрямки СЦС, з еквівалентними координатами за рахунок компенсації відносної затримки поєднують в блоці 18 затримки в часі. Сукупність же S суміщених в часі вихідних СЦС надходить на вхід блоку 20 поділу, де здійснюється демультиплексування СЦС з виділенням незалежних послідовностей пікселів, відповідних окремим СЦС. В результаті має місце проріджування кожній (вихідної і затриманих) послідовності пікселів, відповідної окремої із суміщених пікселів СЦС. На тих позиціях в межах внутрикадрового простору сукупності про� довжин хвиль електромагнітного випромінювання) від даної конкретної СЦС, виникають, за рахунок стробування при демультиплексировании, фіксовані (частіше нульові) значення рівня пікселя, тобто відсутня значення пікселя сигналу даної колірної складової. При цьому конкретні СЦС відрізняються частіше всього за кількістю і характером розподілу відсутніх пікселів в межах окремих та суміжних рядків сигналів ТВ-кадрів. Чим більше чутливість зорового сприйняття (з урахуванням функції видности очі і, отже, довжини хвилі електромагнітного випромінювання) до точності відтворення сигналу ТВ зображення цієї колірної складової, тим менше число відсутніх пікселів міститься в структурі відповідного сигналу окремою складовою після демультиплексування.

Аналогічним чином в блоці затримки 18, як було зазначено вище, здійснюється суміщення в часі вихідних затриманих пікселів кожної колірної складової з еквівалентними координатами в межах окремих та суміжних рядків сигналу кожного ТВ-кадру (у внутрикадровом просторі) з відновленими, в межах окремих та суміжних рядків сигналу кожного ТВ-кадру, відсутніми пікселями інших колірних складових, що мають тут ті ж самі координати. Сов�ія, де здійснюється демультиплексування СЦС з виділенням незалежних послідовностей пікселів, відповідних межцветовому відновлення окремих СЦС. Крім того, в блоці затримки поєднують у часі відновлені за межцветовому і внутрикадровому напрямами СЦС для подальшого результуючого відновлення. Таким чином, через блок 20 поділу на входи блоку 22 адресного розподілу і підключення надходять суміщені в часі сигнали послідовностей пікселів СЦС для результуючого відновлення, багаторазової внутрикадровой інтерполяції і відновлення, для межцветовой інтерполяції, прогнозування та відновлення, для внутрикадрового відновлення.

Вступники на вхід блоку 22 (фіг.6) адресного розподілу суміщені у часі послідовності пікселів затриманих СЦС розподіляються тут по відповідним виходах: 21 - СЦС внутрикадрового відновлення для результуючого відновлення, 23 - затримані, збігаються у часі, сигнали вихідних пікселів кожної з колірних складових для внутрикадрового відновлення, 24 - затримані, відновлені до мінімального періоду прямування, в межах окремих та суміжних сттавляющих для результуючого відновлення, 25 - збігаються у часі пікселі всієї сукупності, розділених, відновлених у межах внутрикадрового простору і вихідних сигналів затриманих колірних складових для межцветовой інтерполяції і передбачення, 26 - затримані, збігаються у часі, сигнали вихідних пікселів кожної з колірних складових для багаторазової внутрикадровой інтерполяції і відновлення.

При цьому вихід 26 затриманих, які збігаються у часі, вихідних пікселів сигналів кожної із колірних складових паралельно підключений в блоці 5 (фіг.7) багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів кожного з СЦС запропонованого пристрою до входів блоку 28 інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних паралельно интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, і до входів блоку 30 обчислення рівня проміжних пікселів СЦС за напрямами інтерполяції. Відповідно на входах зазначених блоків 28 і 30 одночасно присутні сукупності пікселів кожної з розділених СЦС, які по своєму місцю розташування в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору розподілені в обла) пікселя сигналу даної колірної складової. При цьому два і більше можливих значення рівня кожного відсутнього пікселя (BI,RI,GI) можуть бути отримані з використанням відомих значень пікселів (B0,R0,G0), розташованих по різним незалежним у зазначеній галузі внутрикадрового простору варіантів напрямів (фіг.2а) відновлення, наприклад інтерполяції по горизонтальному і вертикальному напрямках. В результаті зазвичай мають кілька відновлених значень амплітуди одного і того ж відсутнього пікселя, відповідних даній СЦС. Причому похибка інтерполяції значення рівня пікселя по відомим значенням рівнів декількох попередніх і наступних, по відношенню до його розташування, пікселей по окремим напрямкам зростає із збільшенням амплітуди сигналу різниці рівнів пікселів, використовуваних для інтерполяції відсутнього пікселя.

Запропонований варіант блоку 5 (фіг.7) багаторазової внутрикадровой інтерполяції забезпечує зменшення похибки відновлення СЦС по кожному з напрямків за рахунок сполучення экстраполяционного (диференціальний) і інтерполяційного (інтегральний) варіантів при визначенні можливого рівня відсутнього пілов різниці суміжних, попереднього і наступного, по відношенню до відсутнього, пікселів в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору. Отримані пікселі сигналів різниці надходять на другий вихід 27 блоку 5. Тут же здійснюється крім того роздільна оцінка змін сигналу різниці двох і більше суміжних пікселів, попередніх і наступних по відношенню до відсутнього пікселю, з урахуванням координат в межах окремих та суміжних рядків. Наявність рівнів найближчих по місцю розташування, попереднього і наступного по відношенню до відсутнього, реальних пікселів і обчислювальна конкретизація в блоці 28 змін сигналу різниці, в точках з еквівалентними цим реальним пікселям координатами, дозволяють по кожному з напрямків екстраполювати (передбачити) можливі зміни рівня пікселів в межах кожного з двох наступних інтервалів:

1) від місця розташування передує реального пікселя до відсутнього;

2) від місця розташування подальшого реального пікселя до відсутнього.

Якщо вважати протяжність першого з вказаних, інтервалу Δх1pr, другого - Δx2psмісце відсутнього пікселя - при x межах τps>х≥0. При цьому в інтервалі від попереднього до відсутнього пікселя і в інтервалі від наступного до відсутнього пікселя положення на осі абсцис точок, до яких здійснюють екстраполяцію, визначається відповідними значеннями абсолютної величини сигналу різниці R1 і R2 (див. фіг.4, а). Чим більше, наприклад, оцінка сигналу різниці між попереднім і суміжних йому пікселями в діапазоні значень τpr≥x, тим менше довжина ділянки здійснення екстраполяції в інтервалі від попереднього до відсутнього пікселя. Аналогічним чином, чим більше оцінка сигналу різниці між наступним і суміжних йому пікселями в діапазоні значень τps≤х, тим менше довжина ділянки здійснення екстраполяції в інтервалі від наступного до відсутнього пікселя, і навпаки. Отже, зі зміною реальних відносин оцінки модулів різниці сигналів змінюється ставлення ділянок екстраполяції в першому (Δх1pr) і другому ділянках (Δх2ps) екстраполяції по кожному з напрямків відновлення відсутнього пікселя. З використанням підключених сигналів різниці в блоці 29 (фіг.7) оцінки координат промежуе протяжності ділянок виконання екстраполяції. Отримані значення протяжності ділянок виконання екстраполяції, сигнали різниці, значення рівнів попереднього і наступного пікселів і дозволяють, з використанням екстраполяції, оцінити в кожному конкретному випадку рівні двох проміжних пікселів, один з яких знаходиться у першому (від розташування передує реального пікселя до відсутнього), а другий - у другому (від розташування подальшого реального пікселя до відсутнього) положеннях. Необхідна оцінка здійснюється в блоці 30 (фіг.7) обчислення рівня проміжних пікселів сигналів колірних складових за напрямами інтерполяції. З іншого боку, отримані значення положення проміжних пікселів на осі абсцис дозволяють обчислити вагові коефіцієнти при реалізації, наприклад, наступної лінійної, по кожному з напрямків відновлення, інтерполяції в блоці 31 вагового підсумовування. При цьому асиметрія розташування интерполируемого (відсутнього) пікселя, по відношенню до розташування проміжних пікселів, відображається у вигляді відповідних змін отриманого в блоці 31 значення рівня останнього. На виходах 32 блоку 5 формуються паралельно отримані за різними н�ня кожного з відсутніх пікселів окремих СЦС.

З виходу 27 блоку 5 (фіг.7) сигнали різниці пікселів, суміжні з різних напрямків внутрикадрового простору кожному відсутньому пікселю розділених СЦС, надходять в запропонованому пристрої на блок 8 (фіг.10) обчислення вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення. Тут, у блоці 48 перетворення рівня сигналу різниці суміжних пікселів, з урахуванням відносного положення интерполируемого і интерполируемих пікселів в межах відповідних послідовностей кожного з напрямів багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів незалежних колірних складових, реалізують обчислювальне формування сигналів різниці по кожному з напрямків відновлення, що забезпечує облік можливих змін відносної протяжності інтервалів між вичитаемими пікселями при формуванні сигналу різниці пікселів в блоці 5. Отримані при цьому сигнали різниці відрізняються від періодичної частоти проходження пікселів за рахунок інтерполяційного відновлення проміжних значень їх рівнів у межах більш протяжних інтервалів внутрикадрового простору. По суті зміни рівня сигналів різниці суміжних пиксеьних і суміжних рядків внутрикадрового простору. Відповідно перетворені сигнали різниці з еквівалентною і досить високою просторовою частотою проходження відліків дозволяють визначити значення рівнів сигналів різниці і, отже, зміни ступеня кореляційного зв'язку в еквівалентних для всіх напрямів внутрикадрового простору умовах при багаторазовому відновлення. Отримані в результаті перетворення пікселі сигналів різниці надходять на другі входи блоку 49 (фіг.10) відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення. На перші входи 26 блоку 49 надходять також затримані, збігаються у часі, вихідні пікселі сигналів кожної із колірних складових, зміна рівня яких також враховується при оцінці вагових коефіцієнтів в блоці 49. Отримані сигнали вагових коефіцієнтів (виходи 34 і 50 блоку 49) використовуються далі в блоці 6 (фіг.8) внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів і в блоці 10 (фіг.12) відносної оцінки результуючих вагових коефіцієнтів. Крім сигналів вагових коефіцієнтів (входи 34) на відповідні входи блоку 6 надходять затримані, збігаються у часі, сигнали вихідних пікселів (входи 23) і паралельно отримані по р�чення рівня кожного з відсутніх пікселів СЦС (входи 32). У блоці 33 вагового множення, який входить в структуру блоку 6, паралельно отримані за різними напрямками внутрикадрового простору значення рівня відсутніх пікселів СЦС множать на відповідні відносні вагові коефіцієнти, сума яких дорівнює одиниці і значення яких зростають, як було показано вище, для даного напрямку при відносному зниженні рівня сигналу різниці між пікселями, суміжними відсутньому. Нормовані по вазі результати відновлення відсутніх пікселів підсумовують в блоці підсумовування 35 (фіг.8) і об'єднують з відповідними затриманими вихідними пікселями кожної з СЦС (вхід 23) з отриманням загальної відновленої послідовності пікселів даної СЦС. Відновлені в межах окремих та суміжних сигналів рядків у блоці 6 запропонованого пристрою до максимальної частоті проходження суміжних пікселів розділені сигнали колірних складових надходять на вхід 17 блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових (БЗРиР) 4 (фіг.6). Вступники на вхід блоку БЗРиР відновлені в межах внутрикадрового простору і розділені СЦС адресно розподіляються тут за відпо� пікселів сигналів колірних складових (БМПиИ) надходять збігаються у часі вхідні пікселі всієї сукупності, розділених, відновлених у межах внутрикадрового простору і вихідних сигналів затриманих колірних складових, що забезпечують можливість здійснення варіантів экстраполяционного і інтерполяційного формувань СЦС, які реалізують з урахуванням відносного розташування пікселів сигналів колірних складових у межах, що аналізується, за рахунок формування СЦС, діапазону довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання. При цьому в блоці розподілу 36 (фіг.9) сигналів не однойменних колірних складових для подальшої межцветовой інтерполяції і подальшого межцветового передбачення здійснюють поділ вхідних СЦС з урахуванням специфіки їх подальшої обробки. Зазначимо, що специфіка межцветовой обробки значною мірою залежить від кількості використовуваних при аналізі вхідного електромагнітного випромінювання СЦС або сигналів спектрозональних складових. Мінімальне число таких сигналів n=3. Розглянемо найпростіший випадок, коли всі три сигналу колірних складових перебувають в аналогічних умовах, і на вході блоку 36 має місце чергування, наприклад, у межах сигналів рядків, відповідних, вихідних і відновлених в межах вн(n)R(n+1)IR(n+2)IR(n+3)R(n+4)IR(n+5)IR(n+6)R(n+7)IR(n+8)IλRG(n)IG(n+1)IG(n+2)G(n+3)IG(n+4)IG(n+5)G(n+/msub>G(n+8)λGB(n)IB(n+1)B(n+2)IB(n+3)IB(n+4)B(n+5)IB(n+6)IB(n+7)G(n+8)λBλx

Тут R, G, В - позначення вихідних пікселів, (n+i) - позначення позиції пікселя по осі 0х (або 0t), I - позначення відновлених в межах внутрикадрового простору пікселів. По осі довжин хвиль 0λ складової R (червоний колір) відповідає найбільша для�на хвилі. Відповідно по осі 0λ маємо три відліку аналізованої функції, два з яких є граничними, а один проміжний. Це і визначає алгоритм межцветового відновлення в даному окремому випадку. На позиції по осі θх-(n), наприклад, присутня межцветовому напрямом вихідний піксель R (фіг.3,г), який немає необхідності відновлювати по даному напрямку. З урахуванням місця розташування відновлюваних пікселів по осі 0λ з використанням вихідного пікселя R і відновленого за внутрикадровому напрямом пікселя BIможе бути відновлений за межцветовому напрямом проміжний (по осі 0λ) піксель G(n)IC(фіг 2,б, 3,в, г) із застосуванням лінійної інтерполяції. З цією метою в першому блоці 37 межцветового віднімання отримують сигнал різниці пікселів R і BI, тобто Δ(n)RBI=Rn-BnI[4]. Далі в блоці 38 оцінки сигналів першої межцветовой різниці отримують значення інтерполюючого множника в точці локалізації на осі 0λ СЦС. Якщо, наприклад, довжина хвилі "синього" становить величину λB=450·10-9м, "зеленого" λG=550·10-9м і "червоного" -λR=620·10-9м, то в блоці 38 інтерполяції пікселів сигналів межцветовой різниці конкретизують величину і� λBλRλB0,587[5] і в першому блоці 31 обчислення рівня сигналу межцветовой різниці визначають величину Δ0RBIRBI·κ [6]. При алгебраїчному складання отриманого значення Δ0RBI, що надходить через блок межцветовой інтерполяції 39, с BI в блоці 42 межцветового підсумовування отримують значення "зеленого" пікселя, відновленого за кольоровим напрямку, тобто G(n)IC. У блоці 42 реалізується також підсумовування (мультиплексування) відновлених, із застосуванням інтерполяції межцветовому напрямку, пікселів "зеленого" та пікселів "зеленого", відновлених із застосуванням інтерполяції по просторовому напрямку. Відповідно отримують повністю відновлений по межцветовому напрямом СЦС "зеленого".

На наступній позиції по осі 0х-(n+1) є, по межцветовому напрямку, вихідний піксель, який немає необхідності відновлювати по даному напрямку. З використанням ж вихідного пікселя В і відновленого за внутрикадровому напрямом пікселя RI(фіг.2,б, 3,а, е) може бути також, як показано вище, із застосуванням линейтствует вихідний піксель "зеленого" (фіг.3, б, д), який немає необхідності відновлювати межцветовому напрямку. Позиція (n+3) по осі 0х фактично еквівалентна по здійсненню межцветового відновлення позиції (n), позиція (n+4)-позиції (n+1) і т. д. Відповідно процедура межцветового відновлення періодично повторюється через дві позиції по осі 0х.

Зі збільшенням числа СЦС, використовуваних у межах аналізованого діапазону по осі 0λ, за аналогією з запропонованим і розглянутим вище внутрішньокадровим відновленням реалізується (поєднується) экстраполяционное і інтерполяційне межцветовое відновлення. В такому випадку з'являється можливість зниження протяжності по осі 0λ ділянки межцветовой інтерполяції, яка реалізується у відповідному блоці 39, за рахунок экстраполяционного (двостороннього або одностороннього) передбачення рівня пікселів додаткових (додаткового) СЦС. Якщо, наприклад, по відношенню до положення СЦС, відновлюваного по осі 0λ, має місце наявність двох попередніх і одного подальшого СЦС (фіг.4,б), то використовується одностороннє экстраполяционное передбачення пікселя додаткового СЦС в проміжку між відновлюваним і найближчим (по відношенню до положення восстанавлиного СЦС в даному проміжку (по осі 0λ) конкретизуються при цьому за допомогою значення рівня пікселя сигналу різниці зазначених двох попередніх СЦС, отриманого в блоці 37. Збільшенням значення модуля отриманого сигналу різниці пікселів передують СЦС визначає скорочення протяжності по осі 0λ ділянки від положення найближчого до попереднього экстраполированного додаткового СЦС. Якщо позначити r1 - рівень пікселя першого попереднього станом на осі 0λ восстанавливаемому СЦС, r2 - рівень пікселя більш далекого (другого) передує станом на осі 0λ восстанавливаемому СЦС, rs - рівень пікселя подальшого осі 0λ після відновлюваного СЦС, Δ12=(r1-r2) - рівень сигналу різниці першого і другого попередніх СЦС, γ12інтервал між першим і другим попередніми по осі 0λ восстанавливаемому СЦС, γ0=(γdν) - інтервал на осі 0λ від найближчого до попереднього відновлюваного СЦС, γ01- інтервал на осі 0λ від відновлюваного до подальшого СЦС, γd- від найближчого до попереднього додаткового, γν- від додаткового до відновлюваного СЦС. При встановленому значенні γdрівень rd пікселя додаткового СЦС обчислюється в блоці 42, наприклад, у відповідності із співвідношенням:[7]. Екстраполяція рівня доолняется при фіксованому значенні γ0. Відповідно, у кожному конкретному випадку, в залежності від значення модуля параметра χ, змінюється співвідношення між γdі γν. Враховується також рівень найближчого передує СЦС (по відношенню до восстанавливаемому СЦС). Чим більше параметра χ і зазначений рівень, тим більшою мірою відносно скорочується на осі 0λ інтервал γd. В іншому випадку відносно скорочується інтервал γν.

Лінійна інтерполяція значення відсутнього пікселя на основі отриманого значення додаткового СЦС і вихідного значення подальшого станом на осі 0λ по відношенню до восстанавливаемому СЦС здійснюється в інтервалі γIν01. При цьому отримують значення рівня відновлюваного пікселя СЦС:rν=rsrdγIγν+rd=χIγν+rd[8]. При подальшому збільшенні числа СЦС, використовуваних у межах аналізованого діапазону по осі 0λ,кстраполяционного передбачення пікселів додаткових СЦС, перший з яких отримують у проміжку між положенням найближчого (по відношенню до положення відновлюваного) до попереднього положення відновлюваного СЦС, а другий - між положенням найближчого (по відношенню до положення відновлюваного) до подальшого положення відновлюваного СЦС. Отримані пікселі додаткових СЦС, положення і рівень яких у межах попереднього і наступного, по відношенню до восстанавливаемому СЦС, інтервалів по осі 0λ визначаються відповідно величинами параметрів (χ) сигналів різниці пікселів двох попередніх і двох наступних СЦС і залежать від рівня пікселів найближчих на осі 0λ (по відношенню до восстанавливаемому СЦС) СЦС, піддаються інтерполяції в блоці 39 межцветовой інтерполяції. Тут же формують сигнали межцветовой різниці додаткових СЦС, які вступають на другий вихід 40 блоку межцветовой інтерполяції СЦС. Слід зазначити, що у варіанті межцветового передбачення в межах аналізованого діапазону по осі 0λ, де використовуються лише три СЦС, сигнал межцветовой різниці з виходу блоку 38 оцінки сигналів першої межцветовой різниці безпосередньо підключається до другого виходу 40 блоку 39. По суті�ановлению їх значень за відомих значень відліків, а центрального - до интерполяционному відновленню. Отримані з застосуванням экстраполяционного і інтерполяційного межцветового відновлення пікселі окремих СЦС об'єднуються з однойменними вихідними пікселями в блоці 42 підсумовування.

Экстраполяционное межцветовое передбачення значень крайових, в діапазоні розподілу по осі 0λ СЦС, реалізується у другому блоці 41 межцветового віднімання піддаються экстраполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше СЦС, в блоці 43 обчислення рівня сигналу другий межцветовой різниці і в блоці 44 межцветового обчислення прогнозованих значень рівня пікселів СЦС. При цьому у другому блоці 41 межцветового віднімання отримують, наприклад, згідно приватному варіанту чергування сигналів трьох колірних складових, представленому вище, на n-й позиції сигнал різниціΔ(n)RGI=G(n)IR(n)на (n+1)-й позиції -Δ(n+1)IB(n+1)на (n+2)-й позиції -Δ(n+2)GBI=G(n+2)B(n+1)IіΔ(n+2)GBI=G(n+2)R(n+2)Iна (n+3)-й позиції -Δ(n+3)RGI=G(n+3)IR(n+3)і т. д. Відповідно на n-й позиаевого, в діапазоні розподілу СЦС по осі 0λ, пікселя В(n)pm(вихідний крайової піксель R(n)на цій позиції є), на (n+1)-й позиції - передбачення крайового пікселя R(n+1)pm(вихідний крайової піксель(n+1)на цій позиції є), на (n+2)-й позиції - передбачення вже двох крайових пікселів R(n+2)pmі B(n+2)pm. На (n+3)-й позиції повторюється варіант передбачення по n-й позиції, на (n+4)-й варіант передбачення повторює (n+1)-ю позицію і т. д. Якщо позначити g(n)I- значення рівня поточного пікселя найближчого (першого) з наступних, "зеленого" по положенню на осі 0λ по відношенню до положення відновлюваного СЦС "синього", r(n)- значення рівня пікселя більш далекого (другого) подальшого, "червоного" станом на осі 0λ по відношенню до положення відновлюваного СЦС "синього", Δgr=g(n)I-r(n)- рівень пікселя сигналу різниці першого і другого наступних СЦС, γgrінтервал між першим і другим станом на осі 0λ наступними, по відношенню до восстанавливаемому СЦС, γge- інтервал на осі 0λ від найближчого до подальшого відновлюваного СЦС, γge- інтервал на осі 0λ від найближчого до подальшого додаткового�мого СЦС, екстраполяція рівня додаткового СЦС, віддаленого на осі 0λ від першого наступного СЦС на інтервал γge, виконується з адаптаційною регулюванням величини останнього. Конкретна величина протяжності інтервалу γgeваріюється в межах 0≤γge. У зв'язку з тим, що γ=const, зв'язаних чином по відношенню γgeзмінюється і значення інтервалу γgeв межах γ≥γ≥0. Сигнал різниці поточних пікселів отримують у другому блоці 41 межцветового віднімання піддаються экстраполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше СЦС. У блоці 43 обчислення рівня сигналу другий межцветовой різниці конкретизують зміни значень рівня останньої в межах інтервалу γпо осі 0λ. Необхідні значення сигналу різниці в кінцевій точці інтервалу заданої довжини γigможуть бути в розглянутому випадку наближено оцінені з використанням співвідношення [9]:

Δi=Δgrγgrγig=κr(n)γgrγig[9]

де 0≤γig≤γ.

Отримані в блоці 43 сигнали результату оцінки параметрів сигналу другий межцветовой різниці надходять на перші і другі (47) його виходи. При цьому з першого із зазначених виходів на входи блоку 44 межцветового обчислення прогнозованих значень рівня пікселів СЦС надходять результати оцінки параметра κ, що визначає можливу величину змін значень рівня сигналу другий межцветовой різниці в межах інтервалу γпо осі 0λ, і збігаються у часі вхідні пікселі розділених, відновлених у межах внутрикадрового простору і вихідних сигналів затриманих колірних складових, з використанням яких здійснюються передбачення пікселів крайових, в діапазоні розподілу по осі 0λ, СЦС. Зазначені сигнали дозволяють оцінити співвідношення інтервалів здійснення екстраполяції γgeі вагової оцінки γпри реалізації межцветового передбачення пікселів крайових, ється відносна величина(γgeγgν)інтервалу γgeі, отже, зростає величина(γeνγgν), тобто інтервал γ. Відносна величина інтервалу γgeтакож знижується і в тому випадку, коли значення рівня пікселя найближчого по відношенню до положення відновлюваного на осі 0λ СЦС перевищують максимально допустимих або знижується нижче мінімально допустимих граничних значень. На встановленому інтервалі γgeздійснюється, як зазначено вище, конкретизація рівня проміжного пікселя, за положенням на осі 0λ між найближчим і відновлюваним СЦС. Відповідно, обчислюється рівень сигналу різниці Δge=κ·γgeі конкретизується рівень проміжного (додаткового) пікселя е(n)p=g(n)Ige. Потім на інтервалі γреалізується вагове передбачення рівня пікселя відновлюваного за рахунок вагового підсумовування результату "чистої" подальшої екстраполяції та отриманого рівня проміжного пікселя СЦС. Якщо позначити встановлений ваговий коефіцієнт вкладу рівня пікселя проміжної СЦС як α (0≤α≤1), то ваговий коефіцієнт β результату екстраполяції на інтервалі γвизначається різницею β=(1-α). Відповідно, рівень пікселя відновленого СЦС відображається співвідношенням наступного виду [10]:

e(n)p=α(g(n)I+Δge)+(1α)[(g(n)I+Δge)+g(n)Ir(n)γgrγeν][10]

Встановлення величини вагового коефіцієнта α які�еньшают значення коефіцієнта β у співвідношенні для е(n)p.

На (n+1) позиції має місце межцветовое передбачення крайового, в діапазоні розподілу СЦС по осі 0λ, пікселя R(n+1)Pm (вихідний крайової піксель(n+1)на цій позиції є). По суті даний випадок передбачення відрізняється від розглянутого (позиція n) наявністю пікселів двох попередніх, по положенню в діапазоні розподілу по осі 0λ, восстанавливаемому СЦС, тобто відрізняється лише напрямом реалізації передбачення по осі 0λ. Для випадку позиції (n+2) характерне поєднання передбачень і по наступним, і за попереднім, за положенням на осі 0λ, СЦС. На наступних позиціях ситуація повторюється. До входів блоку 45 формування СЦС підключені відновлені з застосуванням межцветовой екстраполяції та інтерполяції сигнали СЦС, що мають проміжне і крайове положення в діапазоні розподілу по осі 0λ, що надходять з виходів блоків 42 підсумовування і 44 межцветового обчислення прогнозованих значень рівня пікселів СЦС. Перші ж входи блоку 45 формування СЦС з'єднані з вхідними сигналами вихідних затриманих колірних складових блоку межцветового передбачення та інтерполяції пікселів СЦС. З використанням зазначених сигналів в даному блоці реалізують объеименних пікселів крайових станом на осі 0λ СЦС і забезпечують формування незалежних СЦС заданого виду, які і поступають на виходи 46 блоку 7 межцветового передбачення та інтерполяції пікселів СЦС.

Блок 8 вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових (БВКВВ) призначений для формування сигналів, що визначають вага (внесок) кожного з варіантів отриманого при реалізації багаторазової інтерполяції за різними напрямками внутрикадрового простору рівня пікселя в результуюче значення. Чим більше градієнт зміни рівня СЦС в ділянці локалізації интерполируемого по даному напрямку інтерполяції пікселя, тим вище ймовірність зростання помилки інтерполяції конкретної СЦС за даним напрямом. В реальних умовах має місце відносна зміна розмірів інтервалів у межах внутрикадрового простору між найближчими, попереднім і наступним, по відношенню до положення интерполируемого, пікселями по різних напрямках інтерполяції. Останнє може бути пов'язано як з обраної специфікою розподілу пікселів окремих СЦС в межах внутрикадрового простору, так і з параметрами структури загальної сукупності дискретних світлочутливих елементів у межах соотви суміжних з незалежним напрямами пікселів в блоці перетворення 48 піддають амплітудної корекції. Завданням вказаної корекції є облік змін інтервалів між суміжними і интерполируемим пікселями, які мають місце в умовах конкретної реалізації багаторазової інтерполяції в межах внутрикадрового простору одного і того ж відсутнього пікселя по сукупності незалежних напрямків. Перетворені (нормовані) таким чином сигнали різниці піддають відносному порівнянні в блоці 49 відносної оцінки вагових коефіцієнтів виконання багаторазової інтерполяції по кожному з напрямів. На інший (26) вхід блоку 49 надходять затримані, збігаються у часі, сигнали вихідних пікселів кожної з колірних складових. З використанням зазначених вхідних сигналів в даному блоці формують сигнали вагових коефіцієнтів κiпо кожному з i напрямів інтерполяції, відносний рівень яких знижується зі збільшенням значення модуля сигналу різниці по конкретному із напрямків та з перевищенням допустимих меж діапазону (вище максимального і нижче мінімального) суміжних рівнів, интерполируемому, затриманих вихідних пікселів СЦС. Слід також зазначити, що забезпечується виконання умовипри інтерполяції кожного пікселя конкретної СЦС.

Сигнали результатів оцінки першої та другої межцветовой різниці з виходів (40, 47) блоку 7 межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових надходять у блоці 9 оцінки вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових (БВКМВ) на входи блоку 51 розподілу пікселів сигналів першої та другої межцветових різниць за належністю до варіантів відновлення пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових. В даному блоці має місце розподіл отриманих сигналів різниці з урахуванням не тільки специфіки відновлення, яка у багато визначає виникають помилки передбачення рівнів пікселів незалежних СЦС, але і з урахуванням помітності останніх при відеоконтролю. Далі, в блоці 52, реалізують множення розподілених пікселів сигналів межцветовой різниці на значення статичних коефіцієнтів. При цьому забезпечується не тільки облік впливу на необхідну точність відновлення характеристик помітності (при відеоконтролю зображень) виникають спотворень відновлення, але і учитиваетагнитного випромінювання і вплив специфіки використовуваних алгоритмів передбачення. Перетворені таким чином за рівнем сигнали різниці надходять на блок 53 оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення, де здійснюється формування сигналів вагових коефіцієнтів поточних межцветових пророкувань кожного пікселя незалежних СЦС. Сигнали, що відображають результати оцінки вагових коефіцієнтів, що надходять на вихід 54 БВКМВ 9.

Сформовані сигнали вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлень надходять у блоці 10 відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення на перші і другі входи (відповідно 50 і 54) блоку 55 оцінки коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення і блоку 56 оцінки коефіцієнта ефективності межцветового відновлення. Ефективність відновлення по кожному з напрямків видеоинформационного простору визначається, насамперед, ступенем кореляції суміжних незалежних відліків відповідного сигналу по конкретному напрямку і, отже, їх щільністю розподілу в межах кожного з напрямів. Збільшення, наприклад, числа пікселів на одиницю кута поля зору телевізійної камери в ТВЧ суѷирующих відеоінформаційний сигнал у фіксованому інтервалі довжин хвиль електромагнітного випромінювання, відображається збільшенням ступеня кореляції СЦС і, отже, збільшенням ефективності відновлення за даним напрямом. При цьому щільність розподілу окремих відліків і суміжних СЦС під внутрикадровом просторі і в межах діапазону довжин хвиль (по осі 0λ) може бути суттєво нерівномірною. Облік впливу зазначених факторів забезпечується в запропонованому пристрої за рахунок введення в його структуру зазначених блоків 55 і 56. Перетворений сигнал вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення з виходів блоку 55 надходить на блок 57 множення сигналу вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення на фіксований множник, що забезпечує врахування специфіки характеристик відносної помітності просторових і межцветових спотворень відновлення СЦС. Відкориговані зазначеним чином сигнали вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлень кожного пікселя незалежних СЦС надходять відповідно на перший і другий входи блоку 58 попарного розподілу відновлених пікселів, що відрізняються використаним при відновленні напрямом (межцветовое або внутрикадровое). На виході цього блоку отримують відповідні�гнала значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення здійснюють відносну оцінку і обчислення підсумкових (нормованих) значень сигналів вагових коефіцієнтів, сума яких має фіксоване значення (наприклад, дорівнює одиниці), а відносний внесок двох (внутрикадровой і межцветовой) складових може змінюватися при відновленні окремих пікселів кожного з СЦС.

На перші і другі входи (21 і 24) вагового блоку множення 61, що входить в структуру блоку 11 результуючого відновлення (БРВ) запропонованого пристрою, роздільно надходять затримані (суміщені у часі) відновлені до мінімального періоду прямування в окремих інтервалах і суміжних рядків сигналів ТВ-кадрів і відновлені до мінімального періоду прямування в межах окремих та суміжних рядків і в межах розподілу колірних складових пікселі кожного з СЦС. На третій вхід (60) надходять сигнали відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення. Отримані після вагового множення (відновлені за внутрикадровому і межцветовому напрямами) СЦС підсумовують у відповідному блоці 62. На виході 63 блоку підсумовування 62 формують незалежні СЦС, що відображають кінцевий результат процедури відновлення. Кожен з вихідних СЦС (вихід 63 блоку 62) надходять на окремі блоки 12 внутрикадровой (просторової) н�онних двовимірних цифрових фільтрів. З використанням блоків затримки 64 і 65 тут формують поєднану у часі матрицю суміжних, в межах внутрикадрового простору, пікселів. Кожен з суміщених пікселів матриці перемножують на абсолютне значення заданого вагового коефіцієнта з подальшим встановленням полярності (блок 68). Отримані значення пікселів піддають сумуванні (блок 69), результат якого призводять до заданої розрядності за рахунок поділу (блок 69). З використанням сигналів управління (вхід 67) у блоці 68 установки ваги і полярності кожного пікселя при цьому визначають вид двовимірної імпульсної характеристики цифрового фільтра низьких частот таким чином, щоб забезпечити більш високу ступінь придушення складових просторового спектру вихідного сигналу зображення під кутом 45 градусів у межах внутрикадрового простору. Застосування такої фільтрації забезпечує, з урахуванням характеристик зору людини, збільшення співвідношення сигнал/шум і придушення похибок внутрикадрового відновлення. Зазначений позитивний результат досягається в даному випадку без істотного погіршення візуальної чіткості при відеоконтролю відповідних СЦС зображень.

Пропону�ения стандартної і високої чіткості дозволяють збільшити точність відновлення значень рівня відсутніх пікселів сигналів колірних складових (СЦС) і за рахунок цього підвищити чіткість відповідних сигналів зображень з просторового і кольорового напрямами, зменшити виникнення нелінійних спотворень в структурі відтворених сигналів телевізійних зображень. Реалізація даного способу в запропонованому пристрої дозволяє збільшити продуктивність існуючих одноматричних пристроїв формування сигналів телевізійних зображень стандартної і високої чіткості, не вимагаючи при цьому додаткових економічних та матеріальних витрат. З його допомогою можна без додаткових конструкторських і інженерних розробок підвищити якість одержуваних зображень в деяких вже існуючих і розроблюваних пристроях. Даний спосіб може бути реалізований як у вигляді програмного забезпечення, так і у вигляді окремої логічної схеми і застосований безпосередньо в пристрої або при постобробці отриманого сигналу.

1. Спосіб формування сигналів зображення в системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості, що включає в себе поділ загальної вихідної сформованої сукупності пікселів сигналів колірних складових, періодично перевозяться із заданим, за окремим із напрямів у межах рядків і послідовності рядків внутрикадрового простору, мінімальним періодом, на незалежні совокупнос�ового простору пікселів розділених сигналів колірних складових з вихідним мінімальним періодом, реалізується на основі обраного числа незалежних варіантів паралельної інтерполяції відсутніх пікселів в межах розподілених сукупностей з багаторазовою обчислювальної оцінкою рівня кожного окремого, з відсутніх, пікселів розділених сигналів колірних складових на основі розрахунку вагових коефіцієнтів, відповідних окремим з варіантів напрямів багаторазової обчислювальної оцінки рівня кожного відсутнього пікселя розділених сигналів колірних складових, перемножування одержаних при багаторазової оцінці окремих значень рівня відсутніх пікселів сигналів колірних складових на розрахункові вагові коефіцієнти, знайдені за відповідними напрямами інтерполяції і екстраполяції, з підсумовуванням отриманих перемножуванням значень рівнів сигналу кожного окремого, з відсутніх, пікселя сигналів колірних складових за обраним незалежним напрямами інтерполяції для отримання у результаті підсумовування значення результуючого рівня відсутніх пікселів сигналів зображення колірних складових при їх поновлення в межах внутрикадрового простору, формування незалежних сукупностей пі�справах внутрикадрового простору з відсутніми пікселями даної складової, суміщення та підсумовування в межах внутрикадрового простору розділених сукупностей вихідних пікселів кожної з колірних складових з отриманими сукупностями відсутніх пікселів вихідного рівня кожної з колірних складових з формуванням відновлених незалежних періодичних сукупностей пікселів сигналів окремих колірних складових з заданим, за окремим з напрямків внутрикадрового простору, мінімальним періодом їх слідування,
відрізняється тим, що перед паралельною інтерполяцією відсутніх пікселів обчислюють за кожним із напрямків інтерполяції зміни рівня різниці суміжних пікселів сигналів колірних складових, конкретизують значення рівнів сигналів різниці в точках з координатами, в межах окремих та суміжних рядків, що збігаються з координатами попереднього і наступного, по відношенню до розташування відсутнього, пікселів, здійснюють, відповідно зі змінами рівня сигналів різниці, незалежні передбачення рівня двох проміжних пікселей по кожному з напрямків, координати першого з яких знаходяться в інтервалі від попереднього до интерполируемого �зменяют інтервал від попереднього і наступного пікселів до місця першого і другого передбачених проміжних пікселів обернено пропорційним змін абсолютного значення рівня сигналу різниці в точках з координатами попереднього і наступного пікселів, реалізують, з використанням отриманих рівнів зазначених двох проміжних пікселів, інтерполяцію відсутнього пікселя в скороченому протяжності інтервалі, а після формування відновлених, в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору, незалежних періодичних послідовностей пікселів сигналів окремих колірних складових з заданим, за окремим з напрямків внутрикадрового простору, мінімальним періодом їх прямування розподіляють групами або попарно, зазначені відновлені, співпадаючі по положенню в межах окремих та сукупності суміжних рядків внутрикадрового простору, пікселі послідовностей сигналів колірних складових, відновлюють на основі інтерполяції і екстраполяції і за аналогією з внутрішньокадровим відновленням, згідно з координатами розташування та змінами рівня розподілених сигналів колірних складових у межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрямки, за значеннями рівнів послідовностей пікселів сигналів колірних складових, кожної з груп (пар) значення рівнів пікселів сигналу інший, не увійшла в цю групу, проміжної, поам в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрями, пікселі сигналів колірних складових на основі екстраполяції та вагового підсумовування пікселів сигналів попередніх або наступних, за положенням відповідних координат в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напрямки, сигналів колірних складових, при цьому обчислюють абсолютне значення різниці рівнів пікселів двох попередніх, з найближчими і більш далекими, по відношенню до восстанавливаемому сигналу колірної складової, координатами, або наступних, найбільш близькими і більш далекими, по відношенню до восстанавливаемому сигналу колірної складової координатами, отримують, з використанням зазначених сигналів різниці, екстрапольоване значення пікселів складової сигналу в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напряму з проміжними між координатами відновлюваним і найблищої з попередніх і наступних сигналів колірних складових, зменшують тривалість першого інтервалу між координатами сигналу найближчій колірної складової і проміжної зі зростанням абсолютного значення рівня сигналу різниці, встановлюють вагові коефіцієнти для отриманих рівнів промежуто�ін хвиль колірного напрями у другому інтервалі між положеннями проміжної та відновлюваної колірної складової, знижують у цьому, другому, інтервалі значення відносної величини вагового коефіцієнта для экстраполированного значення із зростанням абсолютного значення рівня сигналу різниці і виходом значення рівня найближчого за координатами в межах аналізованого діапазону довжин хвиль колірного напряму з сигналів колірних складових за межі встановленого діапазону значень, множать значення рівнів проміжного і экстраполированного у другому інтервалі пікселів на вагові коефіцієнти і підсумовують з отриманням рівня відновлених пікселів, обмежують значення рівнів тих відновлених пікселів сигналів колірних складових, які перевищують за рівнем максимально допустиме значення, поєднують в часі і підсумовують в межах внутрикадрового простору розділену сукупність вихідних пікселів кожної з колірних складових з отриманими відновленими по колірному напрямом однойменними послідовностями відсутніх пікселів з формуванням відновлених незалежних періодичних послідовностей пікселів сигналів кожної із колірних складових з заданим, за окремим з напрямків внутрикадрового простору, Ћчисления відсутніх значень пікселів даної колірної складової на основі внутрикадровой інтерполяції і на основі інтерполяції або екстраполяції по колірному напрямку, множать паралельно відновлені по колірному і внутрикадровому напрямом значення однієї і тієї ж відсутньою колірної складової на відповідні розрахункові вагові коефіцієнти, підсумовують отримані після множення на вагові коефіцієнти значення рівнів паралельно відновлених пікселів для підсумкового обчислення підсумкових значень відсутніх пікселів кожної колірної складової і за внутрикадровому і по колірному напрямами, здійснюють низькочастотну фільтрацію отриманих пікселів сигналів колірних складових в межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору, скорочують протяжність області пропускання складових спектра сигналів зображень при здійсненні зазначеної фільтрації під кутами сорок п'ять і сто тридцять п'ять градусів у межах окремих та суміжних рядків внутрикадрового простору.

2. Пристрій формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості, що містить вхід пристрою, паралельно підключені до входу пристрою блок формування сигналів керування, сформовані сигнали управління з виходів якого підключені до відповідних д�ех аналізованих колірних складових, вхід зовнішньої синхронізації сигналів, який підключений до другого входу блоку формування сигналів керування, блок багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, перші виходи блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, які підключені до перших входів блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок обчислення вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення, перші входи якого підключені до перших виходів блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових і другі входи якого паралельно підключені до перших входів блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, до незалежних входів якого підключені другі виходи блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, перші незалежні виходи блоку вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення і другі виходи блоку задержкиключени до виходів блоку внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових,
відрізняється тим, що пристрій введені блок межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, входи якого підключені до третім незалежним виходів блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, а перші виходи якого підключені до третім незалежним входів блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів всіх аналізованих колірних складових, блок вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, перші, другі і треті входи якого з'єднані з виходами блоку межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, перші незалежні входи якого підключені до других виходів блоку вагових коефіцієнтів внутрикадрового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових і другі незалежні входи якого з'єднані з виходами блоку вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів цвЏющих, при цьому до виходів блоку відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових підключені перші входи блоку результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок внутрикадровой низькочастотної фільтрації, четверті і п'яті незалежні виходи блоку затримки, поділу і розподілу пікселів сигналів колірних складових, які з'єднані з другими і третіми незалежними входами блоку результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових, а виходи блоку результуючого відновлення відсутніх пікселів сигналів колірних складових підключені до входу блоку внутрикадровой низькочастотної фільтрації, на другий вхід якого подається окремий сигнал управління і вихід якого підключений до виходу запропонованого пристрою.

3. Пристрій формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості з п. 2, відмінне тим, що включає в себе блок багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, що містить незалежні входи різнорідно, �ар (интерполируемих кінцевих послідовностей) суміжних відсутньому по положенню, збігаються у часі, пікселів вихідного затриманого сигналу кожної з колірних складових, блок вагового підсумовування, виходи якого підключені до перших виходів блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, причому в нього введено блок інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних паралельно интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, входи якого паралельно підключені до входу блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, блок оцінки координат проміжних пікселів виконання інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових за значеннями рівня зазначених пікселів в суміжних інтервалах до і після відсутнього (интерполируемого) пікселя, входи якого підключені до перших виходів блоку інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних интерполируемих кінцевих послідовностей, блок обчислення рівня проміжних пікселів сигналів колірних складових за напрямами інтерполяції, перші входи якого підключені до перших виходів блогократной внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, другі і треті виходи блоку інтерполяційної оцінки змін рівня пікселів сигналу різниці суміжних пікселів в межах кожної з вхідних паралельно интерполируемих кінцевих послідовностей пікселів, які відповідно підключені до третіх входів блоку обчислення проміжних пікселів і другим виходів блоку багаторазової внутрикадровой інтерполяції відсутніх пікселів, виходи блоку обчислення рівня проміжних пікселів сигналів колірних складових за напрямами інтерполяції, які підключені до входів блоку вагового підсумовування, другі входи якого підключені до других виходів блоку оцінки координат проміжних пікселів.

4. Пристрій формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості з п. 2, відмінне тим, що блок межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових містить незалежні входи збігаються у часі вхідних пікселів всієї сукупності, розділених, відновлених у межах внутрикадрового простору і вихідних сигналів затриманих колірних складових, блок розподілу з отриманням поєднань двох або більше �сований колірних складових, незалежно піддаються подальшим интерполяционному і экстраполяционному перетворень, входи якого з'єднані з входами блоку межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, блок підсумовування з отриманням інтерполювання, проміжних, по положенню аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання в межах їх повної сукупності, пікселів сигналів колірних складових, входи якого з'єднані з першими випусками піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку розподілу, перший блок межцветового віднімання піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше колірних складових, входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку розподілу, блок оцінки сигналів першої межцветовой різниці, перші входи якого підключені до виходів першого блоку межцветового віднімання, другі входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів цветозоне довжин хвиль, перші входи якого підключені до виходів блоку оцінки сигналів першої межцветовой різниці, другі входи якого паралельно підключені до перших виходів піддаються интерполяционному перетворення пікселів сигналів колірних складових блоку розподілу, перші виходи блоку межцветовой інтерполяції, які підключені до других входів першого блоку підсумовування, другі виходи блоку межцветовой інтерполяції, другий блок межцветового вирахування з обчисленням рівня пікселів межцветовой різниці сигналів, двох і більше суміжних колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання двох крайових, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання сигналів колірних складових, входи якого з'єднані з другими виходами піддаються экстраполяционному перетворення пікселів сигналів двох і більше колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожному з двох крайових, экстраполируемих, сигналів кол�урахуванням відносного положення в діапазоні довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання передбачаються пікселів сигналів колірних складових по відношенню до подвергаемим экстраполяционному перетворення пікселям сигналів двох і більше колірних складових, попередніх або наступних, за положенням відповідних аналізованих ділянок довжин хвиль вихідного електромагнітного випромінювання, кожному з двох крайових, экстраполируемих, сигналів колірних складових, входи якого підключені до виходів другого блоку межцветового віднімання, блок обчислення прогнозованих значень пікселів сигналів экстраполируемих колірних складових, перші входи якого паралельно підключені до входів другого блоку межцветового віднімання, другі входи якого підключені до перших виходів блоку оцінки рівня пікселів сигналів другої межцветовой різниці, другі виходи блоку оцінки рівня пікселів сигналів другої межцветовой різниці, блок формування вихідних СЦС межцветового відновлення, перші входи якого паралельно підключені до входів вихідних сигналів затриманих колірних складових блоку межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, другі входи якого з'єднані з виходами блоку підсумовування, треті входи якого підключені до виходів блоку обчислення прогнозованих значень пікселів экстраполируемих колірних складових, перші виходи блоку межцветового предс�блоку формування вихідних сигналів колірних складових межцветового відновлення, другі виходи блоку межцветового передбачення та інтерполяції відсутніх пікселів сигналів колірних складових, які з'єднані з другими виходами блоків оцінки сигналів першої межцветовой різниці і другий межцветовой різниці.

5. Пристрій формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості з п. 2, відмінне тим, що блок вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових містить незалежні перші входи пікселів сигналів першої різниці межцветовой інтерполяції, і незалежні другі входи сигналів другої різниці межцветового передбачення, і треті входи з пікселів межцветового відновлення сигналів колірних складових, блок розподілу пікселів сигналів першої та другої межцветових різниць за належністю до варіантів відновлення пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, входи якого з'єднані з незалежними першими і другими входами блоку вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, блок множення розподілених пікселів сигналів межцветовой різниці на значення статическихсительного положення, в межах контрольованого діапазону довжин хвиль, конкретних відновлюваних сигналів колірних складових, входи якого підключені до виходів блоку розподілу пікселів сигналів першої та другої межцветовой різниці за належністю до варіантів відновлення пікселів сигналів кожної окремої з колірних складових, блок оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення, перші входи яких з'єднані з виходами блоку множення розподілених пікселів сигналів межцветовой різниці на значення статичних коефіцієнтів, другі входи блоку оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення, які з'єднані з третіми входами блоку вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, виходи блоку вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, які з'єднані з виходами блоку оцінки вагових коефіцієнтів межцветовой інтерполяції і межцветового передбачення.

6. Пристрій формування сигналів зображень у системах цифрового телебачення стандартної та високої чіткості з п. 2, відмінне тим, що блоисимие перші входи сигналів вагових коефіцієнтів виконання багаторазовою, внутрикадровой, інтерполяції по кожному з напрямів і незалежні другі входи сигналів вагових коефіцієнтів межцветового відновлення пікселів сигналів колірних складових, блок оцінки коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення, входи якого з'єднані з першими входами блоку відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, блок оцінки коефіцієнта ефективності межцветового відновлення, входи якого з'єднані з другими входами блоку відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, блок множення сигналу коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення на значення статичних коефіцієнтів, входи якого з'єднані з виходами блоку оцінки коефіцієнта ефективності внутрикадрового відновлення, блок попарного розподілу сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового відновлення і сигналів коефіцієнтів ефективності межцветового відновлення пікселів сигналів кожної із колірних складових, перші входи якого з'єднані з виходами блоку множення сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового восстанффициента ефективності межцветового відновлення, блок обчислення відносних значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, входи якого підключені до виходів блоку попарного розподілу сигналів коефіцієнтів ефективності внутрикадрового відновлення і сигналів коефіцієнтів ефективності межцветового відновлення пікселів сигналів кожної із колірних складових, виходи блоку відносної оцінки вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення, які з'єднані з виходами блоку обчислення значень вагових коефіцієнтів внутрикадрового і межцветового відновлення.



 

Схожі патенти:

Пристрій формування кольорового зображення

Винахід відноситься до пристрою формування кольорового зображення, яке пригнічує генерацію колірних комбінаційних спотворень (кольорового муару). Технічним результатом є пригнічення генерації помилкового кольору високочастотної секції шляхом простої обробки зображення. Запропоновано елемент формування кольорового зображення з матрицею колірних фільтрів, що включає в себе періодично розміщені фільтри RGB, що відповідає кольорам RGB і включають в себе секції, де використовуються два або більше фільтрів G, які вносять найбільший внесок в отримання сигналів яскравості, сусідять один з одним у горизонтальному, вертикальному і похилих (З-З-З) напрямках (в чотирьох напрямах). На підставі піксельних значень пікселів G, які сусідять один з одним в напрямках, яке з чотирьох напрямків є напрямком кореляції яскравості, визначається з мінімальними піксельними інтервалами. Растрові значення пікселя іншого кольору в певному напрямку кореляції використовується для обчислення піксельного значення іншого кольору в піксельної позиції цільового пікселя обробки демозаицирования, виділеного з мозаїчного зображення. Таким чином, растрові зна

Пристрій формування кольорового зображення

Винахід відноситься до пристрою формування кольорового зображення, яке пригнічує формування кольорового муару (колірних комбінаційних спотворень). Технічним результатом є придушення формування помилкового кольору високочастотного сегмента шляхом простої обробки зображення. Зазначений технічний результат досягається тим, що використовується одноплатний елемент формування кольорового зображення, що включає: колірні фільтри, що мають матрицю колірних фільтрів, де колірні фільтри всіх кольорів RGB періодично розміщені на кожній лінії в горизонтальному і вертикальному напрямках; фільтри зваженого середнього, що включають в себе коефіцієнти фільтра з рівними пропорціями сум коефіцієнтів фільтра кожного кольору на лініях в горизонтальному і вертикальному напрямках, що використовуються для розрахунку середньозважених значень кожного кольору значень пікселів в пікселів в мозаїчному зображенні, що видаються з елемента формування кольорового зображення. При розрахунку значення пікселя іншого кольору в положенні пікселя цільового пікселя обробки усунення мозаїчності у центральному сегменті фільтрів зваженого середнього значення пікселя цільового пікселя интерполи� оцінки значення пікселя іншого кольору. 12 з.п. ф-ли, 12 іл.

Пристрій формування зображення

Винахід відноситься до області телевізійної техніки. Технічним результатом є забезпечення пристрою, що дозволяє проводити точну корекцію рівня чорного і підсилення для різних каналів фотоприймача, використовуючи лише в якості апріорних даних захоплене зображення. Результат досягається тим, що пристрій формування зображення включає фотоприймач 1, що містить два вихідних пристрою, кожен з яких приєднаний до одного з двох ідентичних каналів I і II обробки відеосигналу, кожен з яких містить послідовне з'єднання блоку подвійний коррелированной вибірки 2, блоку підсилювача 3 і аналого-цифрового перетворювача 4, вихід кожного з яких з'єднаний з одним із входів блоку прив'язки рівня чорного 5. Далі відбувається послідовна обробка в блоці поділу 6, блок побудови гістограми 7, блоці визначення максимуму 8, блок формування коефіцієнта поправки, вихід якого з'єднаний з входом блоку підсилювача в одному з каналів обробки. 5 іл.

Пристрій формування зображення і система камери

Винахід відноситься до пристрою формування зображення, такого як датчик зображення CMOS, та до системи камери. Технічним результатом є формування зображень або вимірювання при низької інтенсивності, з низьким рівнем шумів, навіть при низькій освітленості і з широким динамічним діапазоном. Результат досягається тим, що пристрій формування зображення включає в себе: блок матриці пікселів, що виконує функцію блоку прийому світла, який включає в себе пристрої фотоелектричного перетворення, і в якому безліч пікселів, які виводять електричні сигнали, коли падають фотони, розташовані у вигляді матриці; блок чутливої схеми, в якому безліч чутливих схем, які беруть електричні сигнали від пікселів і виконують двійкове визначення щодо того, що відбулося чи ні падіння фотонів на пікселі в заданий період, розташовані у вигляді матриці; та блок схеми інтегрування результату визначення, має функцію інтегрування безлічі результатів визначення чутливих схем для відповідних пікселів або для кожної групи пікселів, в якому блок схеми інтегрування результату визначення виводить кількість попа�ів визначення в безлічі пікселів. 2 н. і 11 з.п. ф-ли, 17 іл.

Формувач сигналів зображення і система камери

Винахід відноситься до формирователям сигналів зображення. Технічним результатом є зменшення ефективної ємності затвора підсилення транзистора без зміни площі затвора для значного зменшення загальної паразитної ємності. Результат досягається тим, що елемент 200 зображення містить прихований фотодіод 111, підсилює транзистор 114 і передавальний транзистор 112. Передавальний транзистор 112 передає заряд, отриманий за рахунок фотоелектричного перетворення з допомогою фотодіода 111, до затвору підсилення транзистора 114. Транзистор підсилює 114 формує схему истокового повторювача, входом якої є затвор підсилення транзистора 114, виходом - истоковая область. Транзистор підсилює 114 сформований в другій напівпровідниковій підкладці 206, щонайменше, електрично ізольованою від першої напівпровідникової підкладки 202, в якої сформовані прихований фотодіод і передавальний транзистор. Підкладка для підсилення транзистора з'єднана з витоком підсилення транзистора. 2 н. і 5 з.п. ф-ли, 18 іл.

Спосіб формування спектрозональних відеокадрів і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до засобів формування спектрозональних електронних зображень. Технічним результатом є забезпечення оперативного зміни ширини спектра спектрозональних відеокадрів. У способі розкладання оптичного зображення за спектральним зон здійснюють змінним інтерференційним фільтром (ПІФ), розташованим в площині оптичного зображення. ПІФ за час формування одного відеокадру зміщують відносно оптичного зображення на величину спектральної зони, формують із запам'ятованих відеокадрів спектрозональние відеокадри шляхом вибірки з запомненних кадрів масивів рядків з видеоизображениями, отриманими в одних і тих же спектральних зонах. 2 н. і 4 з.п. ф-ли, 2 іл.

Твердотільне пристрій формування зображення, спосіб обробки сигналу твердотільного пристрої формування зображення і пристрій формування зображення

Винахід відноситься до твердотілим пристроїв формування зображення. Технічним результатом є підвищення чутливості твердотільного пристрої формування зображення. Результат досягається тим, що твердотільне пристрій формування зображення включає в себе модуль кольорового фільтра, розташований на модулі масиву пікселів, що включає в себе пікселі, розміщені двомірне у вигляді матриці, і модуль обробки перетворення, розташований на підкладці, на якій розташований модуль масиву пікселів. Модуль кольорового фільтра має компонування кольорів, в якій колір, використовуваний як первинний компонент сигналу яскравості, розташований в вигляді структури шахової дошки і безліч квітів, що використовуються як компоненти інформації кольорів, розташовані в іншій області структури шахової дошки. Модуль обробки перетворення перетворює сигнали, що виводяться з пікселів модуля масиву пікселів, і які відповідають компонування кольорів модуля кольорового фільтра, в сигнали, які відповідають байеровской компонуванні, і виводить ці перетворені сигнали. 6 н. і 5 з.п. ф-ли, 175 іл.

Пристрій формування зображення і система камери

Винахід відноситься до винахід відноситься до пристроїв формування зображення. Технічним результатом є виключення обробки аналогових сигналів, щоб усунути шум у схемі, що виникає в AD перетворювачі і при обробки аналогових сигналів, без зменшення числа діафрагми пікселів. Результат досягається тим, що пристрій формування зображення включає в себе: блок матриці пікселів, має масив пікселів, кожен з яких має пристрій фотоелектричного перетворення і виводить електричний сигнал у відповідності з вхідним фотоном; блок чутливої схеми, має безліч схем датчика, кожна з яких виконує двійковий вибір, вступив вхідний фотон в піксель в заданий період після прийому електричного сигналу від нього; і блок IC результату рішення, який інтегрує результати рішення, отримані з чутливих схем, піксель за пікселем або для кожної групи пікселів, безліч разів для генерування відображуваних даних з градацією, причому блок IC результату рішення включає в себе схему підрахунку, яка виконує обробку підрахунку, щоб інтегрувати рішення, отримане з чутливих схем, і запам'ятовуючий пристрій, првствительних схем спільно використовують схему підрахунку для інтегрування результатів рішення. 2 н. і 17 з.п. ф-ли, 31 іл.

Пристрій формування зображень

Винахід відноситься до пристрою формування зображень. Технічним результатом є підвищення точності аналого-цифрового перетворення поряд з усуненням збільшення масштабу схеми. Результат досягається тим, що пристрій формування зображень містить: піксель, що формує сигнал фотоелектричного перетворення; компаратор, сконфігурований для порівняння основного сигналу на основі пікселя у вихідному стані з мінливим у часі першим опорним сигналом і для порівняння ефективного сигналу на основі пікселя не у вихідному стані з мінливим у часі другим опорним сигналом, причому другий опорний сигнал має більший коефіцієнт зміни в часі, ніж коефіцієнт зміни в часі першого опорного сигналу; лічильник, сконфігурований для відліку першого значення відліку до інверсії співвідношення величин між основним сигналом і першим опорним сигналом, і сконфігурований для відліку другого значення відліку до інверсії співвідношення величин між ефективним сигналом і другим опорним сигналом; коригуючий блок, сконфігурований для корекції різниці дозволів першого і другого значень відліку і сконфігурований для

Твердотільне пристрій формування зображення та спосіб управління ним

Винахід відноситься до пристроїв формування зображення. Технічним результатом є надання твердотільного пристрої формування зображення і способи управління твердотілим пристроєм формування зображення, які можуть реалізувати обробку переповнення при стримуванні збільшення розмірів схеми. Результат досягається тим, що твердотільне пристрій формування зображення включає в себе безліч пікселів, які розташовані двомірне в матриці, схему генерації опорного сигналу, виконану з можливістю генерувати пилкоподібний сигнал, схему лічильника, виконану з можливістю здійснювати операцію відліку згідно висновку пилоподібного сигналу, компаратори, розташовані постолбцово і виконані з можливістю порівнювати сигнали, що зчитуються з пікселів з пилкоподібним сигналом, і блоки пам'яті, розташовані постолбцово і виконані з можливістю зберігати цифрові дані, причому якщо вихід компаратора не змінюється протягом періоду АЦ перетворення, то цифрові дані заздалегідь заданого значення зберігаються в блоці пам'яті. 2 н. і 7 з.п. ф-ли, 4 іл.

Система телебачення

Винахід відноситься до техніки радіозв'язку, може бути використано для цифрового телемовлення

Цифрова система стереотелевидения

Винахід відноситься до техніки радіозв'язку у наземних мережах ТБ

Спосіб відображення сигналів телевізійного зображення в приймачі твч

Винахід відноситься до телевізійної техніки

Спосіб інтерактивного телебачення, використовує фовеационние властивості очей індивідуальних і групових користувачів і захищає відеоінформацію від несанкціонованого доступу, поширення та використання

Винахід відноситься до областях радіоелектроніки, зв'язку, інформатики, телебачення, інтерактивного телебачення, відеотелефонії та відеоконференцзв'язку

Цифрова система телебачення високої чіткості

Винахід відноситься до техніки радіозв'язку і може бути використане для телемовлення в дециметровому діапазоні наземних мереж ТБ і по супутникових лініях зв'язку

Цифрова система телебачення високої чіткості

Винахід відноситься до техніки радіозв'язку і може бути використане для телебачення, починаючи з дециметрового діапазону наземних мереж ТБ, відведеного для аналогового телебачення
Up!