NL8801440A - Inrichting voor het reproduceren van gedigitaliseerde videobeelden, met hellend vlak foutrestauratie. - Google Patents

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Inrichting voor het reproduceren van gedigitaliseerde videobeelden, met hellend vlak foutrestauratie.

A. Acthterqrond van de uitvinding A(1) Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op inrichtingen voor het reproduceren van gedigitaliseerde videobeelden en meer in het bijzonder op een daarin toegepaste restauratieschakeling waarin door toepassing van een of andere restauratiemethode foutieve beeldelementen worden gerestaureerd.

Een dergelijke inrichting kan zijn een televisie-ontvanger voor ontvangst van digitale televisiebeelden die worden uitgezonden door een televisie-omroepzender, maar ook een afspeelapparaat voor digitaal opgeslagen beelden.

A(2) Beschrijving van de stand van de techniek

Een videobeeld wordt in het algemeen opgevat als een array van bij M2 beeldelementen. Voor een uit 625 lijnen bestaand videobeeld is M^=625 en is doorgaans 1^=720. Voor overdracht van een dergelijk videobeeld wordt het onderworpen aan een datareduktie-method ten einde de hoeveelheid per seconde over te dragen bit (bit rate) binnen bepaalde grenzen te houden. Een zeer veel toegepaste datareduktie-methode is de transformatiekodering. Daarbij wordt het videobeeld opgedeeld in deelbeelden van elk N bij N beeldelementen; een typische waarde voor N is vier of acht. Elk deelbeeld wordt vervolgens door middel van een twee-dimensionale transformatie omgezet in een aantal zogenaamde coëfficiënten die nauwkeurig dat deelbeeld beschrijven.

Voor meer informatie omtrent transformatiekodering zie bijvoorbeeld pagina's 225-232 van referentie 1.

De fysische betekenis van deze twee-dimensionale transformatie is de volgende. Elk deelbeeld wordt beschouwd als een som van een aantal onderling orthogonale basisbeelden die elk eveneens uit N

bij N beeldelementen bestaan en elk met zijn eigen gewichtsfaktor. Het zijn nu deze gewichtsfaktoren, gebruikerlijkerwïjze coëfficiënten genoemd, die door de twee-dimensionale transformatie worden verkregen.

Wanneer er nu in het overdrachtskanaal in één van de coëfficiënten een fout optreedt, dan heeft dat gevolgen voor alle beeldelementen van het betreffende deelbeeld. In de literatuur zijn enkele zogenaamde restauratiemethoden beschreven om in zijn algemeenheid foutieve signaalwaarden te restaureren. Deze bekende restauratiemethoden zijn in hun algemeenheid ook toepasbaar op videobeelden, zowel in één als in twee dimensies. In de referenties 2 en 3 zijn enige van dergelijke restauratiemethoden beschreven. Met name de in referentie 3 voorgestelde restauratiemethode lijkt voor videobeelden veel belovend.

De in referentie 3 voorgestelde restauratiemethode is gebaseerd op de gedachte dat voor elk beeldelement s(i,j) een prediktie- beeldelement s(i,j) kan worden bepaald dat slechts weinig afwijkt van het beeldelement en dat kan worden beschouwd als een lineaire combinatie van gewogen versies van in de omgeving van dit beeldelement liggende beeldelementen. Deze omgeving zal prediktieveld worden genoemd en hieronder wordt dus verstaan de verzameling van die beeldelementen die in beschouwing worden genomen voor het voorspellen van een ander beeldelement in het hiernavolgende referentiebeeldelement genoemd. Voor elk prediktie-beeldelement geldt aldus: (1) ... s(i,j) = Z Z a(k,l)s(i-k,j-1) k 1

De weegfaktoren a(k,l) worden hier gebruikelijkerwijze prediktie-coëfficiënten genoemd en de verzameling van in beschouwing genomen waarden k,l bepalen het prediktieveld.

Deze bekende restauratiemethode is verder gebaseerd op de gedachte dat de prediktie-coëfficiënten niet constant mogen worden verondersteld over het gehele beeld, maar slechts binnen een beperkt deelgebied dat referentie-deelbeeld zal worden genoemd en dat uit bij P2 beeldelementen bestaat. Zo een referentie-deelbeeld wordt zodanig gekozen dat het alle foutieve beeldelementen van een foutief deelbeeld bevat, ingesloten door niet foutieve (correcte) beeldelementen. Dit betekent dat voor elk referentie-deelbeeld de prediktie-coëfficiënten opnieuw moeten worden berekend alvorens de foutieve beeldelementen kunnen worden gerestaureerd. Voor het berekenen van de prediktie-coëfficiënten wordt eerst in een presetproces elk foutief beeldelement binnen het referentie-deelbeeld vervangen door een voorafbepaald hulp beeldelement bijvoorbeeld door nul, waardoor een aangepast referentie-deelbeeld wordt verkregen. Vervolgens wordt een iteratie-prediktieproces uitgevoerd. Dit proces omvat een coêfficiënten-prediktiestap waarin voor zover mogelijk, voor elk beeldelement in het aangepaste referentie-deelbeeld het bijbehorende prediktie-beeldelement bepaald overeenkomstig uitdrukking (1). Omdat de prediktie-coëfficiënten niet bekend zijn, betekent dit dat elk beeldelement wordt geschreven als een funktie in a(k,l) van de beeldelementen van het gekozen prediktieveld. Wordt verder het verschil tussen een beeldelement en zijn prediktie-beeldelement prediktie-fout genoemd en aangeduide met e(i,j), dan geldt: (2) ... e(i,j) = s(i,j) - s(i,j)

In deze uitdrukking is de prediktie-fout dus eveneens een funktie van de prediktie-coëfficiënten a(k,l). Door nu alle voor het referentie-deelbeeld definieerbare prediktie-fouten te kwadrateren en bij elkaar op te tellen wordt een prediktie-coëfficiëntenfunktie Q(a) verkregen die aldus als volgt is gedefinieerd: (3) ... Q(a) = l l e(i,j)2

i J

en die een funktie is van alle prediktie-coëfficiënten. Omdat de foutieve beeldelementen in eerste instantie nul waren gesteld kan nu een eerste benadering worden verkregen van de voor het gehele referentie-deelbeeld geldende set prediktie-coëfficiënten door minimatisering van de prediktie-coëfficiëntenfunktie Q(a). De minimumwaarde van deze prediktie-coëfficiëntenfunktie Q(a) voor een bepaalde prediktie-coëfficiënt wordt verkregen door deze funktie te differentiëren naar die prediktie-coêfficiënt en deze differentiaal gelijk nul te stellen. Omdat deze funktie kwadratisch is in die prediktie-coëfficiênten volgt zo de eerste benadering van elk van de prediktie-coëfficiënten.

Door nu met deze bekende (eerste benaderingen) prediktie-coëfficiënten in een beeldelementen-prediktiestap wederom voor elk beeldelement overeenkomstig uitdrukking (1) een prediktie-beeldelement te berekenen waarbij dan nu de te restaureren beeldelementen als de onbekenden worden verondersteld, wordt elk prediktie-beeldelement een funktie van de onbekende beeldelementen. Door ook nu een prediktiefout overeenkomstig (2) te bepalen en in analogie met uitdrukking (3) een beeldelementen-funktie Q(x) overeenkomstig (4) ... Q(x) = Z t e(i,j)2 i 3 te definiëren, volgt op overeenkomstige wijze als hierboven aangegeven een eerste benadering van de foutieve beeldelementen. Door nu in een substitueerstap de oorspronkelijke foutieve beeldelementen te vervangen door deze eerste benaderingen ontstaat opnieuw een aangepast referentie-deelbeeld en kan opnieuw de coëfficiënten-prediktiestap en de beeldelementen-prediktiestap worden doorlopen, wat tot een nog nauwkeuriger benadering van de oorspronkelijk foutieve beeldelementen leidt. Dit kan zo lang worden voortgezet totdat een voldoend nauwkeurige benadering is verkregen.

Tegen de verwachting in blijkt echter deze zoveel belovende restauratiemethode bij toepassing op videobeelden in de praktijk een teleurstellend resultaat op te leveren.

B. Doelstelling en samenvatting van de uitvinding

De uitvinding beoogt de bovenbeschreven restauratiemethode geschikt te maken voor toepassing op videobeelden.

Overeenkomstig de uitvinding omvat daartoe het presetproces een pré-correctieproces waarin elk correct beeldelement van het referentie-deelbeeld wordt verminderd met een van de plaatscoördinaten van het betreffende correcte beeldelement afhankelijke correctiewaarde ter opwekking van verschil-beeldelementen, waarbij al deze correctiewaarden worden bepaald door een door een aantal correctiefunktie-coëfficiënten bepaalde adaptieve correctiefunktie, waarbij de actuele waarden van de correctiefunktie-coëfficiënten worden verkregen door minimalisering van de som van de kwadraten van de verschil-beeldelementen.

Afhankelijk van het feit of het referentie-deelbeeld één- dan wel twee-dimensionaal is, zal een één- dan wel tweedimensionale correctiefunktie worden gekozen als uitgangspunt. Als één-dimensionale correctiefunktie wordt bij voorkeur een door twee correctiefunktie-coëfficiënten bepaalde rechte lijn gekozen. Als twee-dimensionale correctiefunktie wordt bij voorkeur een door drie correctiefunktie-coëfficiënten bepaald hellend vlak worden gekozen.

De uitvinding berust op het inzicht dat de in referentie 3 beschreven restauratiemethode daarom zo succesvol kan worden toegepast op audiosignalen doordat dergelijke signalen een gemiddelde waarde nul hebben en geen discontinuïteiten vertonen. Een videobeeld heeft echter een geheel ander karakter dan een audiosignaal. Zo is bijvoorbeeld in een videosignaal de gemiddelde helderheid altijd groter dan nul en kan er een helderheidsgradiënt worden gedefinieerd die voortdurend van richting verandert. De correctiefunktie corrigeert de correcte beeldelementen van het referentie-deelbeeld eerst voor het feit dat de gemiddelde helderheid van deze beeldelementen niet nul is, terwijl de helling van lijn of vlak zodanig wordt bepaald dat hij goed aansluit aan de helderheidsgradiënt.

C. Referenties 1. Scene Adaptive Coder; W.H. Chen, W.K. Pratt; IEEE Transactions on Communications, Vol. COM-32, No. 3, Maart 1984.

2. Schaltungsanordnung zur Korrektur gestörter Abtastwerte bei einer PCM übertragungseinrichtung, insbesondere einer Digital-Tonplatte; W. Scholt;

Europese octrooiaanvrage nr. 0 044 963.

3. Method of correcting erroneous values of samples of an equidistantly sampled signal and device for carrying out the method; J.A. Janssen; R.N.J. Veldhuis, H.J. Prins, L.B. Vries;

Europese octrooiaanvrage nr. 0 146 988 D. Toelichting op de uitvinding D(1) Korte beschrijving van de figuren

Figuur 1 toont een uit beeldelementen samengesteld videobeeld met een referentie-deelbeeld dat te restaureren beeldelementen bevat.

Figuur 2 toont het referentie-deelbeeld op grotere schaal.

Figuur 3 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een prediktieveld.

Figuur 4 toont de algemene opbouw van de reproduceer-inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 5 toont een stroomdiagram dat de werking beschrijft van de in figuur 4 aangegeven restauratieschakeling.

Figuur 6 toont in de vorm van een stroomdiagram een verdere verbetering van de werking van de in figuur 4 aangegeven restauratieschakeling.

D(2) Theoretische achtergrond

In figuur 1 zijn door punten de beeldelementen aangegeven van een videobeeld dat uit 625 lijnen is opgebouwd. Elke lijn omvat 720 beeldelementen. In deze figuur zijn in vertikale richting de lijnnummers p en in horizontale richting de beeldelementnummers q van de beeldelementen op een lijn aangegeven. Verondersteld zal worden dat voor de overdracht van zo een videobeeld dit wordt onderworpen aan een transformatiekodering waarin deelbeelden worden toegepast van 4 bij 4 beeldelementen. Als nu één van de coëfficiënten van de beeldtransformatie niet kan worden gereconstrueerd, dan betekent dit dat alle beeldelementen van het bijbehorende deelbeeld fout zijn. In figuur 1 zijn van een dergelijk foutief deelbeeld de foutieve beeldelementen aangeduid met *. Voor het uitvoeren van het restauratieproces wordt nu eerst een referentie-deelbeeld gedefinieerd van bij P2 beeldelementen. Dit omvat de foutieve beeldelementen van het foutieve deelbeeld, alsmede niet-foutieve (correcte) deelbeelden, waarbij het foutieve deelbeeld door de correcte deelbeelden wordt ingesloten. Bij het in figuur 1 aangegeven videobeeld is zo een referentie-deelbeeld aangeduid met RSP. Opgemerkt zij dat hier, om de figuuur niet onnodig gecompliceerd te maken is gekozen voor een referentie-deelbeeld van 10 bij 10 beeldelementen. In figuur 2 is op een vergrote schaal nogmaals dit referentie-deelbeeld RSP aangegeven. Van dit referentie-deelbeeld is ieder beeldelement geïdentificeerd door zijn coördinaten i en j. In het hiernavolgende zal een beeldelement worden aangeduid met s(i,j).

Voor het uitvoeren van het restauratieproces wordt voor zover dat mogelijk is voor elk beeldelement s(i,j) van het referentie-deelbeeld een prediktie-beeldelement s(i,j) bepaald. Wordt het beeldelement waarvoor een prediktie-beeldelement moet worden bepaald aangeduid met referentie-beeldelement, dan is zijn prediktie-beeldelement gelijk aan de som van gewogen versies van voorafbepaalde in zijn omgeving liggende beeldelementen. Deze laatstgenoemde beeldelementen vormen het prediktieveld voor het referentie-beeldelement. In figuur 3 is een en ander nog eens ter verduidelijking geïllustreerd. Daar is door het symbool Δ het referentie-beeldelement s(i,j) aangegeven en door het symbool o de beeldelementen van een gangbaar prediktieveld. Voor het prediktie-beeldelement geldt in dit geval dan overeenkomstig (1) 2 2 (5) ... s(irj) = r Γ a(k,l)s(i-k,j-1) k=0 1=0 met i,j=3, 4, 5, ...,10

In eerste instantie zal nu worden verondersteld dat alle beeldelementen van het referentie-deelbeeld RSP bekend zijn. Om dat te bereiken wordt eerst dit referentie-deelbeeld door het uitvoeren van een presetproces omgezet in een aangepast referentie-deelbeeld RSPq dat daarin verschilt van het oorspronkelijke referentie-deelbeeld RSP dat alle foutieve beeldelementen op een voorafbepaalde waarde zijn gezet; bijvoorbeeld de waarde nul. Om nu de nog onbekende en voor elk referentie-deelbeeld verschillende prediktie-coëfficiënten a(krl) te bepalen wordt een iteratie-prediktieproces uitgevoerd dat uit een aantal stappen bestaat. De eerste daarvan is een coëfficiënten-prediktiestap. Daarin wordt van elk overeenkomstig (5) gedetineerde prediktie-beeldelement het verschil genomen met het bijbehorende referentie-beeldelement in het aangepaste referentie-deelbeeld RSPq.

Dit verschil is de prediktiefout e(i,j) overeenkomstig uitdrukking (2) en is een funktie van de nog onbekende prediktie-coëfficiënten. Als prediktie-coëfficiënten worden nu diegene gekozen die de kleinste kwadratische fout voor het gehele referentie-deelbeeld opleveren.

Daartoe wordt overeenkomstig uitdrukking (3) de prediktie-coëfficiëntenfunktie Q(a) gedefinieerd als volgt: 10 10 o (6) ... Q(a) = E E e(i,j)2 1=3 ]=3 en deze funktie van de prediktie-coëfficiënten wordt geminimaliseerd, waardoor een set van in dit geval acht prediktie-coëfficiënten wordt verkregen.

Doordat de foutieve beeldelementen een voorafbepaalde beginwaarde hadden meegekregen die ook fout was, wordt in dit iteratie-prediktieproces nu een tweede stap uitgevoerd, de zogenaamde beeldelementen-prediktiestap. Daarin wordt gebruikmakend van de in de coëfficiênten-prediktiestap berekende en dus bekende prediktie-coëfficiënten a(k.l) wederom voor elk beeldelement van het referentie-deelbeeld RSP een prediktie-beeldelement bepaald overeenkomstig uitdrukking (5) met dien verstande dat de foutieve beeldelementen nu als onbekenden optreden. Vervolgens worden wederom de prediktiefouten e(i,j) berekend en alle prediktiefouten gekwadrateerd en bij elkaar opgeteld. Dit levert overeenkomstige uitdrukking (4) de beeldelementen-funktie Q(*) die voldoet aan: 10 10 9 (7) ... Q(*) = E E e(i,j)2 1=3 3=3 en die thans een funktie is van de onbekende (foutieve) beeldelementen. Minimalisering van deze funktie levert een set van in dit geval zestien beeldelementen. Door nu in het referentie-deelbeeld RSP de foutieve beeldelementen te vervangen door de aldus berekende beeldelementen ontstaat een aangepast referentie-deelbeeld RSP^. De nauwkeurigheid van de aldus verkregen beeldelementen kan worden verhoogd door uitgaande van dit aangepaste referentie-deelbeeld RSP^ de coëfficiënten-prediktiestap en de beeldelementen-prediktiestap nogmaals uit te voeren. Dit zal dan leiden tot een aangepast referentie-deelbeeld RSP2 dat op zijn beurt weer kan worden onderworpen aan achtereenvolgens coëfficiënten- en beeldelementen-prediktiestap enzovoorts. In de praktijk blijkt geen zichtbaar verdere restauratie van foutieve beeldelemenent meer te worden verkregen als coëfficiënten- en beeldelementen-prediktiestap zo een driemaal zijn doorlopen. In de praktijk blijken dan echter nog zeer storende fouten aanwezig te zijn.

Zoals reeds is opgemerkt is in de praktijk gebleken dat de hierboven beschreven restauratiemethode alleen dan goede resultaten oplevert als de beeldelementen gemiddeld nul zijn, wat voor videobeelden normaal gesproken niet het geval is. Verder is de gemiddelde helderheid van een videobeeld ook niet constant, maar varieert deze over het beeld.

Om nu de bovenbeschreven restauratiemethode toch met succes te kunnen toepassen op videobeelden, wordt er een correctiefunktie 0(i,j) gedefinieerd die voor het hele referentie-deelbeeld RSP geldig is. Deze funktie legt een door correctiefunktie-coëfficiënten bepaald verband tussen een correctiewaarde voor een bepaald beeldelementen en de coördinaten i,j van dat beeldelement. Bijvoorbeeld stelt dit verband de eerder genoemde rechte lijn voor van het type (8) ... U(i,j) = α0 + a^i of een vlak van het type (9) ... U(i,j) = ö0 + a.|i + a2j.

In deze uitdrukkingen stellen de grootheden 0^, , a2 de genoemde correctiefunktie-coëfficiënten voor. Elk correct beeldelement s(i,j) van het referentie-deelbeeld RSP wordt nu vervangen door een verschil-beeldelement §(i,j) dat gelijk is aan het verschil tussen het oorspronkelijke correcte beeldelement en de correctiewaarde die de correctiefunktie aanneemt voor de plaatscoördinaten van dat beeldelement; met andere woorden (10) ... s(i,j) = s(i,j) - U(i,j).

De correctiefunktie wordt nu zodanig gekozen dat de verschil-beeldelementen de eigenschap hebben dat hun gemiddelde waarde nul is. Om dit te bereiken zullen de correctiefunktie-coëfficiënten voor elk referentie-deelbeeld opnieuw moeten worden bepaald. Daartoe worden de verschil-beeldelementen onderworpen aan een minimum kwadraten methode.

Met andere woorden er wordt een correctie-coëfficiëntenfunktie Q(u) bepaald, die als volgt is gedefinieerd.

10 10 (8) ... Q(u) = Γ Z (s(i,j) - D(i,j)}2 i=1 j=1 waarbij s(i,j) ongelijk is aan een foutief beeldelement. Met andere woorden voor de bepaling van de correctiefunktie worden de foutieve beeldelementen (in figuur 2 aangegeven met *) buiten beschouwing gelaten. Minimalisering van de in (8) aangegeven funktie levert de gezochte correctiefunktie-coëfficiënten en daarmee de volledige correctiefunktie U(i,j) en de verschil-beeldelementen s(i,j). Door nu in het referentie-deelbeeld RSP elk beeldelement te vervangen door zijn corresponderende verschil-beeldelement en vervolgens de oorspronkelijk foutieve beeldelementen te vervangen door nul, ontstaat een aangepast referentie-deelbeeld RSP^ dat nu aan het eerder genoemde iteratie-prediktieproces kan worden onderworpen. Na uitvoering van laatstgenoemde proces staat een set gerestaureeerde verschil-beeldelementen ter beschikking voor de oorspronkelijk foutieve beeldelementen. Door daarbij de bijbehorende correctiewaarde op te tellen worden de gezochte gerestaureerde beeldelementen verkregen.

D(3) De reproduktie-inrichting

In figuur 4 is schematisch de opbouw weergegeven van een reproduktie-inrichting die in deze figuur is aangeduid met 1. Hij ontvangt aan een ingang 1(0) een gedigitaliseerd videosignaal van een bron 2 (bijvoorbeeld een magneetband) en levert aan zijn uitgang 1(1) een analoog videosignaal dat geschikt is voor weergave op een monitor 3. Verondersteld zal worden dat het door de bron 2 geleverde digitale signaal is verkregen door toepassing van een transformatiekodering van het oorspronkelijke videobeeld. Zoals reeds is opgemerkt wordt bij transformatiekodering een videobeeld opgedeeld in deelbeelden van N bij N beeldelementen en elk zo een deelbeeld onderworpen aan een tweedimensionale transformatie waardoor een blok van N bij N coëfficiënten wordt verkregen. In het voorgaande is voor N de waarde vier gebruikt. Deze coëfficiënten worden vervolgens herkodeerd.

Daardoor worden kleine coëfficiënten doorgaans nul. Alleen de van nul verschillende coëfficiënten worden verder onderworpen aan een foutencorrigerend algorithme, waardoor elke niet-nul coëfficiënt wordt omgezet in een foutencorrigerende kode. Het zijn nu deze foutencorrigerende kodes van de niet-nul coëfficiënten die door de bron 2 worden geleverd samen met informatie die aangeeft welke kodes tot eenzelfde blok behoren en dus samen een deelbeeld definiëren.

In de reproduktie-inrichting 1 worden de foutencorrigerende kodes van een blok coëfficiënten in een correctie-inrichting 4 omgezet in de oorspronkelijke niet-nul coëfficiënten.

Deze worden op hun beurt in een dekodeerschakeling 5 gedekodeerd, waardoor deze het oorspronkelijke blok met nul en niet-nul coëfficiënten levert. Dit blok coëfficiënten wordt in een tweedimensionale inverse transformatie-inrichting 6 getransformeerd naar een deelbeeld dat verregaand overeenkomt met het oorspronkelijke deelbeeld waaruit de ontvangen coëfficiënten waren afgeleid. Dit deelbeeld wordt samen met de andere deelbeelden waaruit het beeld is opgebouwd opgeslagen in een ingangsbeeldgeheugen 7(0) van een restauratieschakeling 7. Deze restauratieschakeling 7 is tevens voorzien van een uitgangsbeeldgeheugen 7(1) waarvan de inhoud beeldelement na beeldelement en lijn na lijn wordt gelezen. Deze beeldelementen worden in een digitaal-analoog-omzetter 8 omgezet in een analoog videosignaal dat op monitor 3 kan worden weergegeven.

Behalve de oorspronkelijke niet-nul coëfficiënten levert de correctie-inrichting 4 een fout-vlag EF. Deze heeft de logische waarde "0" als alle foutencorrigerende kodes van een blok in de oorspronkelijke coëfficiënten kunnen worden omgezet. Als dat voor één of meer van deze foutencorrigerende kodes van een blok niet het geval is, dan wordt EF=1. Dit betekent dat de betreffende foutencorrigerende kodes meer foutbits bevatten dan gecorrigeerd kunnen worden. De voor elk blok coëfficiënten optredende fout-vlag EF wordt direkt toegevoerd aan de restauratieschakeling 7 en aldaar opgeslagen in een vlaggeheugen 7(2) en wel op een geheugenplaats die correspondeert met de plaats van het betreffende deelbeeld in het complete beeld.

De restauratieschakeling 7 omvat behalve het ingangsbeeldgeheugen 7(0), het uitgangsbeeldgeheugen 7(1) en het fout-vlaggeheugen 7(2) een processor PR die als microcomputer kan zijn uitgevoerd. Deze processor schrijft de beeldelementen van een deelbeeld van het ingangsbeeldgeheugen 7(0) onveranderd in adequate geheugenlokaties van het uitgangsbeeldgeheugen 7(1) indien voor dat deelbeeld geldt dat EF=0. Deze werkwijze is in het stroomdiagram van figuur 5 aangegeven door de stappen 70 en 71. Meer in het bijzonder wordt in 70 nagegaan of voor een over te brengen deelbeeld EF=0. Indien dat het geval is worden in stap 71 de beeldelementen van dat deelbeeld één voor één en onveranderd in adequate geheugenlokaties van het uitgangsbeeldgeheugen 7(1) opgeslagen. Blijkt echter EF=1, dan bestaat het betreffende deelbeeld uit foutieve beeldelementen, welke moeten worden gerestaureerd. Daartoe wordt een restauratieproces 72 uitgevoerd. Dit omvat een referentie-deelbeeld-defineerstap 72.1 waarin de foutieve beeldelementen en de correcte beeldelementen die samen een referentie-deelbeeld RSP vormen van het ingangsbeeldgeheugen 7(0) worden overgebracht naar een werkgeheugen van de processor PR. Dit werkgeheugen omvat dan dus bijvoorbeeld het in figuur 2 aangegeven referentie- deelbeeld RSP. Vervolgens wordt een presetproces 72.2 uitgevoerd dat een aantal stappen omvat. In een correctie-coëfficiëntenstap 72.2(1) wordt de in uitdrukking (8) aangegeven correctie- coëfficiëntenfunktie Q(u) geminimaliseerd. Dit levert de gewenste correctiefunktie-coëfficiënten en daarmee de verschillende correctiewaarden U(i,j) voor de verschillende beeldelementen van RSP. In

een verschilvormerstap 72.2(2) wordt van elk beeldelement s(i,j) van RSP

de thans bekende correctiewaarde U(i,j) afgetrokken. Dit levert een verschil-deelbeeld RSP' van verschil-beeldelementen. Alvorens dit verschil-deelbeeld RSP' te onderwerpen aan het iteratie- prediktieproces 72.3 worden in een stap 72.2(3) die verschil- beeldelementen die gelegen zijn op de plaatsen die corresponderen met de foutieve beeldelementen op nul gezet. Dit levert een verschil-deelbeeld

RSP^ op. In een tussenstap 72.4 wordt eerst aan een telgrootheid H

de waarde nul toegekend en vervolgens wordt het verschil-deelbeeld RSP^ onderworpen aan het iteratie-prediktieproces 72.3. Dit omvat een coëfficiënten-prediktiestap 72.3(1), waarin uitgaande van het verschil-deelbeeld RSP^ de in uitdrukking (6) aangegeven prediktie- coëfficiëntenfunktie Q(a) wordt geminimaliseerd. Dit levert een set prediktie-coëfficiënten a(k,1). Deze set wordt vervolgens gebruikt in een beeldelementen-prediktiestap 72.3(2) ter bepaling van een set gerestaureerde verschil-beeldelementen s (k,l) door * minimalisering van de in uitdrukking (7) aangegeven beeldelementenfunktie Q(*). In een vervangingsstap 72.3(3) worden in het verschil-deelbeeld RSP^ die verschilelementen die in plaats corresponderen met de foutieve beeldelementen in het referentie-deelbeeld RSP vervangen door de gerestaureerd verschil-beeldelemente s (k,l). Dit levert een verschil-deelbeeld RSPi dat opnieuw

* I

aan het iteratie-prediktieproces kan worden onderworpen. Of dit daadwerkelijk zal gebeuren hangt af van de waarde die de telgrootheid H heeft nadat het stap 72.3(4) heeft doorlopen, waarin deze telgrootheid met één wordt opgehoogd. Blijkt nu in een vergelijkingsstap 72.3(5) dat de nieuwe waarde van deze telgrootheid H een bepaalde waarde (in dat geval vier) nog niet heeft bereikt, dan worden de stappen 72.3(1) tot en met 72.3(5) nogmaals doorlopen, maar wordt daarbij nu uitgegaan van het verschil-deelbeeld RSP ij. Heeft de telgrootheid H genoemde voorafbepaalde waarde wel bereikt, dan worden in een optelstap 72.4 bij de beeldelementen van het laatst verkregen verschil-deelbeeld RSP| de correctiewaarde U(i,j) opgeteld zoals die na het uitvoeren van correctie-coëfficiëntenstap 72.2(1) bekend zijn. Van het aldus verkregen referentie-deelbeeld RSPrest met gerestaureerde beeldelementen worden in een substitueerstap 72.5 de gerestaureerde beeldelementen in adequate geheugenlokaties van het uitgangsbeeldgeheugen 7(1) van de restauratieschakeling opgeslagen. Daarna wordt gekeken wat de fout-vlag EF is van een volgend deelbeeld in ingangsbeeldgeheugen 7(0) enzovoorts.

Omdat voor het bepalen van de correctiefunktie in stap 72.2(1) alleen de correcte beeldelementen van het referentie-deelbeeld RSP in beschouwing worden genomen, is deze correctiefunktie slechts een globale benadering van de correctiefunktie die verkregen zou zijn als de foutieve beeldelementen bekend waren geweest en in beschouwing waren genomen.

Een betere benadering van de correctiefunktie-coëfficiënten en daarmee tevens van de foutieve beeldelementen kan worden verkregen door het iteratie-prediktieproces uit te voeren op de wijze zoals is aangegeven in figuur 6. In deze figuur 6 zijn met figuur 5 overeenkomende bewerkingsstappen met gelijke referentiecijfers aangeduid.

Het in figuur 6 aangegeven iteratie-prediktieproces verschilt daarin van dat aangegeven in figuur 5 dat in een optelstap 72.3(6) bij elk van de verschil-beeldelementen van het verschil-deelbeeld RSP^+1 dat na uitvoering van de vervangingsstap 72.3(3) is verkregen een correctiewaarde U(i,j)H opgeteld. Dit levert dan een gerestaureerd referentie-deelbeeld RSPH. Indien de telgrootheid H nog niet gelijk is aan vier, wordt dit gerestaureerde referentie-deelbeeld RSPH onderworpen aan een correctie-coêfficiëntenstap 72.3(7) waarin evenals in stap 72.2(1) de in uitdrukking (8) aangegeven correctie-coëfficiëntenfunktie Q(u) wordt geminimaliseerd, waarbij nu alle beeldelementen van het gerestaureerde referentie-deelbeeld in beschouwing worden genomen. Dit levert de gewenste correctiefunktie-coëfficiënten en daarmee de verschillende correctiewaarden U(i,j)jj voor de verschillende beeldelementen van RSPfj. Door deze correctiewaarden ö(i,j)in een subtraktiestap 72.3(8) af te trekken van de beeldelementen van het gerestaureerde referentie-deelbeeld RSPjj wordt opnieuw een verschil-deelbeeld RSP£ verkregen dat wederom wordt onderworpen aan de coëfficiënten-prediktiestap 72.3(1) enzovoorts. Door invoeging van de optelstap 72.3(6) is de aanvankelijke optelstap 72.4 vervallen.

Claims (3)

1. Inrichting voor het reproduceren van in digitale vorm ontvangen videobeelden bestaande uit een array beeldelementen, welke inrichting is voorzien van een restauratieschakeling voor het restaureren van foutieve beeldelementen, waartoe de restauratieschakeling is ingericht voor het uitvoeren van een restauratieproces op de binnen een referentie-deelbeeld gelegen foutieve beeldelementen, binnen welk referentie-deelbeeld deze foutieve beeldelementen zijn ingesloten door niet-foutieve beeldelementen, welk restauratieproces een presetproces en een iteratie-prediktieproees omvatten, met het kenmerk, dat in het presetproces een correctie-coëfficiëntenstap wordt uitgevoerd waarin van elk van de niet-foutieve beeldelementen van het referentie-deelbeeld een van de plaatscoördinaten van het betreffende beeldelement afhankelijke correctiewaarde wordt afgetrokken ter opwekking van verschil-beeldelementen, welke correctiewaarden een door een aantal correctiefunktie-coëfficiënten bepaalde adaptieve correctiefunktie bepalen, waarbij de actuele waarden van de correctiefunktie-coëfficiënten worden verkregen door minimalisering van de som van de kwadraten van de verschil-beeldelementen.

2. Inrichting volgens conclusie 1 waarbij het iteratie-prediktieproces een coëfficiënten-prediktiestap bevat voor het bepalen van een set prediktie-coëfficiënten voor de beeldelementen van een voorafbepaald prediktieveld, door minimalisering van een prediktie-coëfficiêntenfunktie; een beeldelementen-prediktiestap voor het op basis van de in de voorafgaande coëfficiënten-prediktiestap verkregen prediktie-coëfficiënten bepalen van gerestaureerde beeldelementen door minimalisering van een beeldelementenfunktie, met het kenmerk, dat in een optelstap bij elk van de beeldelementen van een referentie-deelbeeld waarin foutieve beeldelementen zijn vervangen door gerestaureerde beeldelementen een correctiewaarde wordt opgeteld die wordt bepaald door een bepaalde correctiefunktie ter opwekking van een aangepast referentie-deelbeeld; dat verder in zijn geheel wordt onderworpen aan de correctie-coëfficiëntenstap voor het opnieuw opwekken van verschil-beeldelementen ter onderwerping aan het iteratie-prediktieproces.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de adaptieve correctiefunktie een vlak voorstelt dat voor elk beeldelement binnen het referentie-deelbeeld een door een eerste correctiefunktie-coëfficiënt bepaalde constante waarde en een door twee verdere correctiefunktie-coëfficiënten bepaalde helling heeft.