DE924939T1

DE924939T1 - Verfahren und Gerät zur Einführung von Referenzstörungen in Videosignalen

Info

Publication number: DE924939T1
Application number: DE0924939T
Authority: DE
Inventors: Marco Quacchia
Original assignee: CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 1999-11-04
Also published as: EP0924939A1; CA2256197C; EP0924939B1; IT1296643B1; ITTO971093A1; DE69802255T2; JP3243753B2; CA2256197A1; US6307980B1; JPH11317966A; DE69802255D1

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einführen von Referenz-Störungen in digitale Videobilder, wobei man wenigstens eine erste Verzerrung in ein Testbild einführt, die durch eine Wertemodifikation wenigstens von Luminanzpixeln von Pixelblöcken wiederge

geben wird, die in nächster Nähe von Bildkanten liegen und die von einer Bewegung des Bilds betroffen sind, und bei dem man für diese Modifikation in jedem Bildrahmen folgende Vorgänge durchführt:
a) man identifiziert die Bildkanten;

— 10 b) man selektiert an diese Kanten angrenzende Flächenbereiche, die diese

Pixelblöcke enthalten, und identifiziert unter den zu diesen Flächenbereichen gehörenden Blöcken über eine Analyse der Bewegungscharakteristiken Blöcke, die potentiell verzerrbar sind;

c) Man ersetzt den Pixelluminanzwert für jeden Block, der tatsächlich der Verzerrung zu unterwerfen ist, durch einen Wert, der mit der individuellen

Pixelluminanz und mit der mittleren Blockluminanz zusammenhängt;
dadurch gekennzeichnet, daß man für die Identifizierung der potentiell verzerrbaren Blöcke solche Blöcke, die eine Anzahl von Kantenpixeln aufweisen, die innerhalb eines oberen Bereichs liegen, und solche Blöcke, die eine Anzahl von Kantenpixeln aufweisen, die innerhalb eines unteren Bereichs liegen,

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ermittelt und für die ermittelten Blöcke bei jedem Rahmen einen Verschiebungsindikator in Bezug zu einer Gruppe von entsprechenden Blöcken in einem vorherigen Rahmen bestimmt; daß man den Verschiebungsindikator mit einer ersten Schwelle vergleicht und die Verzerrung nur auf Blöcke anwendet, für die der Verschiebungsindikator nicht geringer ist als die erste Schwelle, um die Anwendung der Verzerrung an Blöcken zu verhindern, bei denen die Bewegung sich nur auf die Bewegungen einer Kamera beziehen, die die Bilder aufnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luminanzwert-Ersetzung den Ersatz des Luminanzwerts jedes Pixels in einem zu verzerrenden Block durch einen Mittelwert zwischen dem ursprünglichen Pixelluminanzwert und einem mittleren Blockluminanzwert umfaßt, wobei man diese Werte mit jeweiligen variablen Gewichtungen gewichtet, die aus einer Gruppe gewählt werden, die während eines Verfahrens-Initialisierungsschritts gespeichert wurde.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungen für den ursprünglichen Pixelluminanzwert und für den mittleren Blockluminanzwert unterschiedlich und zueinander komplementär sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen des oberen Bereichs und des unteren Bereichs für die Kantenpixeln innerhalb jeweiliger Bereiche gewählt werden, die man während eines Verfahrens-Initialisierungsschritts gespeichert hat.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verzerrung an einer Maximalzahl von Blöcken anwendet, die innerhalb eines Wertebereichs gewählt wird, der während des Verfahrens-Initialisierungsschritts etabliert wurde, und man für jeden verzerrten Block die Verzerrung für eine Anzahl aufeinanderfolgender Rahmen aufrechterhält, deren Zahl von Block zu Block variiert, wobei diese Anzahl von Rahmen auch im Verfahrens-Initialisierungsschritt etabliert wurde und wobei ein Block

von der weiteren Verzerrungsanwendung für die gesamte Aufrechterhaltungsperiode ausgeschlossen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man für den Vergleich mit der ersten Schwelle den Minimum-Verschiebungsindikator für den gegenwärtigen Block wählt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man Blöcke, deren Verschiebungsindikator nicht geringer ist als die Schwelle und für die die Aufrechterhaltungsperiode noch nicht abgelaufen ist, nach abnehmenden Verschiebungsindikatorwerten ordnet und, wenn die Anzahl dieser Blöcke größer ist als die Differenz zwischen der Maximalzahl von gesetzten Blöcken und der Zahl von Blöcken, für die die Aufrechterhaltungsperiode der in vorhergehenden Rahmen angelegten Verzerrung noch nicht abgelaufen ist, die Verzerrung an denjenigen mit den höheren Verschiebungsindikatoren in einer Zahl gleich dieser Differenz durchführt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man alternativ oder zusätzlich zur ersten Verzerrung eine zweite Verzerrung anwendet, die wiedergegeben wird durch Hinzufügen von Pixeln, die in einem Abstand vom Bild angeordnet sind, und die für eine Anzahl von Rahmen andauern kann, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem laufenden Rahmen wenigstens ein Pixelpaar einführt, das aus einem ersten Pixel, dessen Abstand vom Bild man sowohl entlang einer vertikalen Bildkoordinate als auch entlang einer horizontalen Bildkoordinate willkürlich innerhalb einer Gruppe von möglichen horizontalen und vertikalen Abständen, die im Verfahrens-Initialisierungsschritt etabliert wurden, wählt, sowie aus einem zweiten Pixel, das das zum ersten Pixel symmetrische Pixel in Bezug zum Bild ist, zusammengesetzt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man ein einziges Paar von Pixeln einführt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrzahl

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von Paaren von Pixeln einführt und jedes von diesen für eine Anzahl von Rahmen aufrechterhält, die von Paar zu Paar variiert und im Verfahrensinitialisierungsschritt festgelegt wurde, und zwar so, daß verschiedene Paare zu verschiedenen Zeiten wechseln.
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11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man am Ende der Aufrechterhaltungsperiode für ein Pixelpaar die Koordinaten für ein neues Pixelpaar, das auf die folgenden Rahmen anzuwenden ist, willkürlich in der selben Gruppe von horizontalen und vertikalen Abständen

&iacgr;&ogr; wählt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man alternativ oder zusätzlich zur ersten und/oder zur zweiten Verzerrung eine dritte Verzerrung anwendet, die wiedergegeben ist durch eine Rahmenfrequenzreduktion eines Testbilds, die man durch einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen des selben Rahmens erhält, dadurch gekennzeichnet, daß man im Fall, daß das Testbild ein aus ineinandergeschachtelten Halbbildern aufgebautes Bild ist, die Halbbildaltemierung beseitigt, indem man zweimal ein gleiches Halbbild präsentiert.

13. Vorrichtung zum Einführen von Bezugsstörungen in Folgen digitaler Videobilder, mit:

einer ersten Speichereinrichtung (8) für die vorübergehende Speicherung aufeinanderfolgender Rahmen eines zu verzerrenden Bildes und von Rahmen, die aus der Verzerrungsanwendung resultieren;

einer Verarbeitungseinheit (7), die Eingang zur ersten Speichereinrichtung zum Lesen von Bildteilen, zum Identifizieren von Flächenbereichen, in denen eine oder mehrere der Verzerrungen einzuführen ist, zum Modifizieren dieser Flächenbereiche nach Bedarf durch die spezifischen Verzerrungen und zum Schreiben des modifizierten, an Darstellein

richtungen (6) zu liefernden Bilds hat;

einer zweiten Speichereinrichtung (9), die zum Speichern von zum Anlegen der Verzerrungen notwendigen Operationsinformationen ausge-

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bildet ist; und

einer Steuereinheit (10)₁ die zum Wählen von Betriebsvorrichtungsmoden und Parameterwerten, die verwendet werden sollen, und zum Speichern von Ausführungsmoden und Parameterwerten, die gerade verwendet - 5 werden, ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (7) programmiert ist zum Einführen wenigstens einer Verzerrung, die durch eine Wertemodifikation wenigstens von Luminanzpixeln in einer Anzahl von Pixelblöcken, die nahe den Bildkanten angeordnet sind und einer Bildbewegung unterworfen sind, wiedergegeben ist, und zwar durch die folgenden Operationen:

a) Identifizierung der Bilderkanten in jedem Rahmen;

b) Identifizierung von Pixelblöcken mit einer Anzahl von Kantenpixeln, die innerhalb eines oberen Wertebereichs liegen, und von Pixelblöcken mit einer Anzahl von Kantenpixeln, die innerhalb eines unteren Wertebereichs liegen;

c) Berechnen, für jeden im Schritt b) identifizierten Pixelblock, der Verschiebung in Bezug zu jedem Block einer vorgegebenen Gruppe von Pixelblöcken in einem vorhergehenden Rahmen, Erzeugen eines jeweiligen Verschiebungsindikators und Feststellen des Minimum-Verschiebungsindikators für den gegenwärtigen Block;

d) Auswahl der Pixelblöcke mit einem Minimum-Verschiebungsindikator, der höher als eine Schwelle liegt;

e) Ordnen der im Schritt d) ausgewählten Pixelblöcke gemäß dem Wert des Verschiebungsindikators;

f) Berechnen der Maximalzahl von Blöcken, auf die die Rahmenverzerrung

angewendet werden kann;

g) Modifizieren des Luminanzwerts für die Pixel in einem Block durch Ersetzen des ursprünglichen Werts durch einen Mittelwert zwischen dem ursprünglichen Wert und einem mittleren Blockluminanzwert, wobei diese Werte mit jeweiligen Gewichtungsfaktoren gewichtet sind, und Hinzufügen

eines innerhalb eines Bereichs, der vorgegeben sein kann, mit Hilfe der Steuereinheit (10) gewählten Zufallswerts zu diesem Mittelwert, wobei die Modifikationsoperationen für alle im Schritt d) ausgewählten Blöcke

durchgeführt wird, wenn deren Zahl nicht die Maximalzahl überschreitet, oder nur für diejenigen mit höheren Verschiebungsindikatoren in einer Zahl gleich der Maximalzahl, wenn die Zahl der im Schritt d) ausgewählten Blöcke die Maximalzahl übertrifft.
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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (7) programmiert ist zum Einführen auch einer zweiten Verzerrung alternativ oder zusätzlich zur ersten Verzerrung in die Folge von Bildern, wobei die zweite Verzerrung wiedergegeben wird durch eine Zufallsaddition von Pixeln, die von der Bildkante durch einen horizontalen und einen vertikalen Abstand beabstandet sind, die innerhalb einer vorgegebenen Gruppe von möglichen Abständen gewählt sind, und die für eine Periode anhalten können, die innerhalb einer vorgegebenen Gruppe von möglichen Aufrechterhaltungsperioden gewählt ist, wobei die hinzugefügten Pixel wenigstens ein Pixelpaar enthalten, dessen Abstände von der Bildkante gleichen Absolutwert und entgegengesetztes Vorzeichen aufweisen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit (7) programmiert ist zum Einführen noch einer dritten Verzerrung alternativ oder zusätzlich zur ersten und/oder zweiten Verzerrung in die Folge von Bildern, wobei die dritte Verzerrung wiedergegeben ist durch eine Reduktion der Rahmenfrequenz, und, wenn diese dritte Verzerrung auf Bilder aus ineinandergeschachtelten Halbbildern angewandt wird, zum Unterdrücken der Halbbildalternierung durch zweimalige Darstellung des selben Halbbilds.