PL167349B1

PL167349B1 - Sposób generowania danych obrazu ze skompensowanym ruchem miedzyliniowym PL

Info

Publication number: PL167349B1
Application number: PL91298938A
Authority: PL
Inventors: Albert D Edgar
Original assignee: Ibm
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1995-08-31
Also published as: IL99743A; JPH0738834A; SG43723A1; IL99743A0; WO1992008316A1; US5191413A; RU2113770C1; JP2946871B2; EP0483957A1; CZ78893A3; IE913805A1; DE69120499T2; HU223699B1; HU9301264D0; IE75906B1; HUT64663A; ZA918467B; SK42793A3; EP0483957B1; CZ284194B6

Abstract

1. Sposób generowania danych obrazu ze skompensowanym ruchem miedzyliniowym z danych obrazu dwóch pól przeplatanych pikseli, w których dokonuje sie pomiaru danych ruchu z danych obrazu nieparzystej liczby pionowo wyrównanych granicza- cych pikseli, znamienny tym, ze dane obrazu srod- kow ego p ik sela niep arzy stej liczby pionow o wyrównanych graniczacych pikseli pozostawia sie niezmienione, jezeli dane ruchu sa mniejsze niz pie- rwsza wartosc progowa, zastepuje sie przez pierwsze dane obrazu, których wartosci sa pomiedzy danymi obrazu dwóch pionowo wyrównanych graniczacych pikseli, gdy dane ruchu sa wieksze niz druga wartosc progowa, oraz zastepuje sie przez drugie dane obrazu, których wartosci sa pomiedzy niezmienionymi dany- mi obrazu i pierwszymi danymi obrazu, gdy dane ruchu sa wieksze niz pierwsza wartosc progowa lecz mniejsze niz druga wartosc progowa. F IG . 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób generowania danych obrazu ze skompensowanym ruchem międzykinCtwym, przeznaczony w szczególności do urządzeń wizyjnych.

W technice cyfrowego przetwarzania sygnałów wizyjnych znane są urządzenia do rejestrowania albo przekształcania w postać cyfrową obrazów analogowych w różnych formatach jak złożony sygnał wizyjny albo sygnał RGB. Taka rejestracja może w typowym przypadku mieć postać rejestracji na żywo, w której obraz jest całkowicie zamieniany na postać cyfrową w momencie odbierania oraz w innym przypadku, kiedy proces rejestracji jest rozłożony w czasie 1 może zawierać składowe pochodzące z wielu ramek sygnałów wizyjnych.

Przykładem rejestracji rozłożonej w czasie jest rejestracja sekwencyjna sygnału RGB. Wadą jej jest to, że aby uniknąć zamazanych obrazów, cel musi pozostawać stosunkowo nieruchomo podczas rejestracji. Jednakże problem powstaje w przypadku generowania niezamierzonych ruchomych obrazów, nawet przy rejestracji na żywo stosunkowo nieruchomego obrazu z mCędzyliniowego sygnału wizyjnego. W technice wizyjnej międzyliπlowlj, która jest techniką konwencjonalną, pojedyńczy obraz albo ramka składa się z dwóch półobrazów albo pól rejestrowanych na przykład co 1/60 sekundy. Pierwszy półobraz zawiera parzyste linie wybierania, drugi półobraz - nieparzyste Ππιβ wybierania, usytuowane albo przeplatane między parzystymi liniami wybierania po wyświetleniu pierwszego półobrazu. Przykład takiej postaci wybierania mCęOzykCπCoolgt można znaleźć w konwencjonalnych telewizyjnych obrazach rastrowych.

167 349

Jak wspomniano wyżej, problem pojawia się w przypadku niestacjonarnego celu ustawionego przed kamerą rejestrującą, kiedy rejestruje się te dwa pola sąsiadujące ze sobą w czasie, nawet jejeli rejeststcac sekwknenjyj ma mieescc co 1/60 s. Na ppryyład, ggyyy rejeettowany człowiek poruszył ręką podczas procesu rejektjaJSl, zostałyby wygenerowane pola sekwencyjne rtjestjusące rękę w dwóch różnych położeniach. Jednakże działanie typowego urządzenia z wybieraniem mięyzyliniwwym wymaga, aby te dwa pola były stale odświeżane na przemian na ekranie monitora. Wynikiem tego może być obraz ręki wykonującej drgający albo trzęsący się ruch o częstotliwości 30 Hz, powodujący powstawanie bardzo niepożądanych efektów.

W cece u niniięcia t ych projWym^w z ZdΓjWsetowndn uujzdyzeye, w ^otocc rodrzuc sse stku Ι^ιι whbetjaned odpowiadające jednemu z naprzemiennych pól. OczhwesCym niepożądanym efektem tego rozwiązaaL, było znaczne pogorsżenie rozdzielczości obrazu, zegor jzylkdytem mogą być magnetowidy sprzedawane na rynku lontumtyckem. Większość takich odtwarzaczy nizhjnych zawiera tryb zamrażania ramki. Ze względu na ograniczenia mechaniczne głowic nezysnhch, ten tryb pracy nyświwCla poJedhńcze pole o 240 liniach nybetjanea, co ktaywni tylko połowę z 480 Ιι^ϊ wynhyetjdy wyWhlwrzhscynayh w wizyjnej powszechne go użytuu. Widać to na obrazie jako znaczne pogorszenie jego jakości w stosunku do obrazu o pełnej rozdzielczości na taśmie magnetowidowej przed odtwarzaniem z zamrożeniem ramki.

Inna próba uniknięcia tego problemu jest opisana w opisu patentowym USA nr 4845557. Dokument ten ujawnia sposób kompensowania ruchu pola złożonego z dwóch pól przeplatanych danych weyhjyhJh, w międzhlinewwyJh monitorach ekranowych. W sposobie przedstawionym w tym opisie patentowym określa się dla każdego piksela w jednym polu wartości różnicy peerwkztgw pola i z sąsiadujących pionowo piksele na innhm polu wartości różnicy drugiego pola, oraz wyznacza się alternatywne wartości piksela dla każdego piksela z sąsiadujących pionowo pikseli na innym polu i wyznacza się wartości różnicy pola dla każdego piksela z wartości tego piksela e odpowiedniej alCtrnaChnyeS wartości piksela. Następnie zastępuje się każdy piksel przez alaecwryachn «awarto p^ikse, kieed jj^ wnhkrhndy rruc tceg plessla, pp cczruch ten jest funkcją jólnlJy wartości Crzecetgw pola, pod warunkiem, że kiedy dwa pola są kolejno eliminuje ei r rcc r . r tyuuCaJele . e^y r ucc. Isc t hkryndyhy wartość piksela jest zastępowana przez wartość interpolowaną.

Z kolei w opisie patentowym USA nr 4924305 jest przedstawiony układ wykjywayed ruchu obrazu w urządzeniu przetwarzającym sygnał CtlewlZhsyh. Rozwiązanie według tego patentu redukuje migotanie sygnału na ekranie odbiornika telenezhjnego, bez pogorszenia jakości obrazu, poprzez zmianę czułości wykrywania kkOjladJS mielyz ppWadi, przy czym korelajja między polami SekC określana na podstawie różnicy między lwiami, które są blisko albo w sąsiedztwie dla każdej ennej linei między sąsiednimi liniami.

Także w opisach patentowych USA nr nr 4891099 i 4907271 są przedstawione rozwiązania dotyczące interpolacje tltmeyCón obrazu w zastosowaniu do Celtwezsl o dużej rozdzielczości.

Istotą sposobu generowania danych obrazu ze skompensowanym ruchem meęyyhllnewnhm z danych obrazu dwóch pól przeplatanych pikseli, według wynalazku, w którym dokonuje się pomiaru danych ruchu z danych obrazu nltpαjzysCej liczby pionowo wyrównanych graniczących pikseli, charakterystyczne jest to, ze dane obrazu środkowego piksela yeepdrzhstts liczby pionowo nhrównanych graniczących piksele pozostawia się niezmienione, jeżeli dane ruchu są mneejkzt neż pierwsza wartość progowa, zastępuje się przez piejnkzt dane obrazu, których wartości są pomiędzy danymi obrazu dwóch pionowo wyrównanhch graniczących pikseli, gdy dane ruchu są wnelise nńż ódrga wnαrcWć p^gorce, oora zzatępuje ssę przez ddrgie aner brazzur ktjyJCh wartości są pomiędzy nitzmienionhmi danymi obrazu e piejwszymi yayhmi obrazu, gdy dane ruchu są większe niż pitrwsya wartość progowa lecz myiwjkzt niż druga wartość progowa. Jako peejwkze dane obrazu stosuje się wartości średnie danych obrazu z dwóch pionowo wyrównanych graniczących pikseli, zaś jako drugie dane obrazu stosuje się wartości średnie niezmeeneonych danych obrazu i piiowsz-cC danych obrazu.

KojZhkCye jwsC, gdy zgodnie z wynalazkiem jako dane ruchu stosuje się wartości wynikowe dzielenia H przez T,

167 349 gdzie: Η = /H^ + 2H₂ + Hjy

T — T J.9T T / ' ’ '1 ' ^Ł,2 '3' oraz ^Ηχ = ^Ai - 2B_l + 2C₁ - 2ϋ_χ + Ε_χ

H₂ = A₂ - 2B₂ + 2C₂ - 2D₂ + E₂ ^H3 = Aj - 2Bj + 2C₃ - 2D₃ + Ej Tj = /Aj - 2Cj + Ej/ + /Bj - Dj/

T₂ = /A₂ - 2C₂ + E₂/ * /B₂ - D₂/

Tj = /Aj - 2Cj + Ej/ + /Bj - Dj/, w których Aj, Bj, Cj, Oj, Ej, A₂, B₂, C₂, D₂, E₂, Aj, Bj, Cj, Dj i Ej to odpowiednio dane obrazu pięciu pionowo wyrównanych graniczących pikseli, i C₂ - dane obrazu środkowego z tych pięciu pionowo wyrównanych graniczących pikseli.

Korzystne jest także, gdy pierwsza wartość progowa wynosi 2 i druga wartość progowa wynosi 3.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest wyeliminowanie sztucznego ruchu przy rejestracji na żywo, objawiającego się jako niepożądane drżenie obrazu szybko poruszających się elementów obrazu przy równoczesnym zachowaniu rozdzielczości pełnego obrazu z wybieraniem międzylimowym.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig.1 przedstawia schemat blokowy skomputeryzowanego urządzenia do rejestracji, przetwarzania i wyświetlania obrazów wizyjnych, które realizuje sposób według wynalazku, fig. 2 - szczegółowy schemat blokowy urządzenia z fig. 1, fig. 3 - schematycznie nieparzyste i parzyste pola obrazu rejestrowanego i prezentowanego przez urządzenie z fig. 1 i 2, fig. 4 - schemat blokowy etapów przetwarzania obrazu zarejestrowanego do wyeliminowania sztucznego ruchu międzyliniowego w urządzeniu z fig. 1.

Typowe urządzenie do rejestracji i przetwarzania w postać cyfrową obrazów wizyjnych, a także wyświetlania obrazów wizyjnych jest przedstawione na figurach 1 i 2. W szczególności urządzenie, oznaczone na tych figurach cyfrą 10, w odniesieniu do fig. 1, ma postać komputera osobistego i zawiera klawiaturę 6, zapewniającą użytkownikowi możliwość wprowadzania danych, przyłączoną do komputera głównego 4. Komputer główny 4 zawiera urządzenia pamięci, które mogą zawierać pamięci zarówno ulotne jak i nie ulotne oraz pamięci pomocnicze jak dysk magnetyczny albo pamięć taśmowa. Komputer główny 4 jest również przyłączony do jednego albo kilku sterowników ekranu, nie pokazanych na rysunku, które wykorzystuje się do wizualnego przedstawiania obrazów wizyjnych poprzez przesyłanie odpowiednich sygnałów sterujących danych między komputerem głównym 4 i monitorem obrazowym 5 oraz jednym albo wieloma monitorami 7. Monitor obrazowy 5 i monitor 7 mogą składać się z różnych urządzeń przystosowanych do odbiera ma analogowych sygnałów wizyjnych w różnych formatach takich jak sygnały RGB, Y/C, NTSC, PAL itp.

ul urządzeniu 10 występuje ponadto kamera wideo 3, mająca analogowe połączenie wizyjne z komputerem głównym 4. Kamera 3 skierowana jest na obiekt 2, którego obraz wizualny ma być zamieniony na postać cyfrową przez urządzenie 10. Chociaż dla wygody obiekt 2 pokazano jako stacjonarny, to należy zauważyć, że aby odnieść jak największe korzyści z przedstawionego wynalazku, obiekt ten może najlepiej przyjąć postać obiektu ruchomego jak człowiek, pojazd itp. zarejestrowany obraz takiego obiektu powoduje efekty zamazania obrazu. Kamera 3 przekazuje obraz wizualny obiektu 2 jako analogowe sygnały elektroniczne przewodem 32 do komputera głównego 4, gdzie następuje ich przekształcenie w postać cyfrową, przetworzenie i ponowna zamiana na postać analogową, wyprowadzenie następnym przewodem 34, a następnie wyświetlanie na jednym lub wielu monitorach 7.

Komputer główny 4 zawiera szynę transmisji danych sygnałów sterujących i adresów do różnych elementów urządzenia 10. W szczególności stosuje się system szyny Micro Channel. Ponadto należy zaznaczyć, że chociaż analogowe wejściowe sygnały wizyjne przewodem 32 pochodzą z kamery 3, to taka analogowa źródłowa informacja wizyjna może być generowana przez

167 349 szereg innych źródeł jak na przykład magnetowid. Zgodnie z wynalazkiem dopuszcza się wiele źródeł o różnych formatach celem przekształcenia w postać cyfrową w komputerze głównym 4 odpowiednich obrazów wizyjnych i danych, ich przetworzenia a następnie ponownej konwersji na analogowe sygnały wizyjne dla ich równoczesnego wyświetlania na jednym albo wielu monitorach. Na fig. 1 pokazano monitor komputerowy 5, który zwykle wchodzi w skład ogólnego systemu komputera osobistego, który zawiera komputer główny 4. Jednakże jak wspomniano wyżej, włączono ponadto monitor 7 do wyświetlania tych otrzymanych po powtórnej konwersji analogowych sygnałów wizyjnych.

W komputerach głównych 4 przyjęte jest stosowanie wielu kart albo szczelin rozszerzających. Celem tych szczelin jest umożliwienie użytkownikowi dostosowanie konfiguracji urządzenia do pożądanych funkcji. Karta rozszerzająca w jednej z tych szczelin będzie posiadała złącza do odbioru surowych, analogowych, źródłowych sygnałów wizyjnych w różnych formatach i układy do multipleksowania danych i sterowania, które pod kontrolą komputera głównego i przy współpracy z wyżej wspomnianą szyną będą wybierać jeden z tych sygnałów do przekształcania w postać cyfrową. Ta karta rozszerzająca będzie ponadto zawierać przetwornik analogowocyfrowy potrzebny do przekształcania w postać cyfrową wybranego sygnału. Karta ta zapewnia przetwarzanie i edycję przetworzonego na postać cyfrową obrazu pod kontrolą komputera głównego 4 poprzez szynę w celu eliminacji sztucznego ruchu zgodnie z wynalazkiem. Innym zadaniem karty rozszerzającej jest następnie ponowna zamiana przetworzonej/zredagowanej informacji wizyjnej na postać analogową, którą to funkcję spełnia umieszczony na karcie odpowiedni przetwornik cyfrowo-analogowy. Na karcie rozszerzającej znajduje się także układ kodujący przetwarzający sygnały na różne formaty po ich uprzednim przetworzeniu na postać analogową. Karta posiada wiele złącz, z których każde przenosi po ponownej zamianie sygnałów cyfrowych konwencjonalne sygnały analogowe w innym formacie wizyjnym. W ten sposób przez przyłączenie monitora do każdego z takich złączy, przystosowanego do odbioru określonego formatu sygnału, uzyskuje się równoczesne wyświetlenie obrazu wizyjnego w kilku formatach. Ponowna zamiana sygnałów odbywa się również pod kontrolą komputera głównego 4, jako że karta rozszerzająca i przynależny układ kodujący podłączone są do szyny interfejsu komputera głównego 4.

Na fig. 2 przedstawiono bardziej szczegółowo schemat blokowy urządzenia 10 z fig. 1. Wizyjna karta rozszerzająca 16, która realizuje generowanie danych obrazu zgodnie z wynalazkiem, odbiera analogowe, wejściowe sygnały wizyjne w różnych formatach. Karta 16 przyłączona jest do komputera 12 za pomocą sterownika wizyjnego 18, który odbiera sygnały stanu z tej karty przewodem 36 i wysyła rozkazy i dane do rejestrów karty 16 innym przewodem 38. Szyna urządzenia 10 przedstawiona jest graficznie częściowo jako wyjście po przewodach 26, prowadzących od karty 16 do buforów 28 wewnątrz komputera 12. Dalsza funkcja tej szyny jest przedstawiona w postaci kolejnych przewodów 30 wskazujących, ze informacja zapamiętana w tym buforze wizyjnym 28 może zostać załadowana do pamięci dyskowej 22 komputera 12 np. dysku twardego. Z pamięci dyskowej 22 przez szynę, przedstawioną znowu w postaci przewodów 24, dane można odbierać z dysku i umieszczać z powrotem w buforze 2B komputera 12. Z tych buforów 28 dane można także czytać, a potem odsyłać z powrotem przez złącze szyny komputera 12 do pamięci wideo na karcie wizyjnej 16.

Sterownik wizyjny 18 posiada wizyjny programowy interfejs użytkowy 20, który styka się bezpośrednio, poprzez przewód 15, z układem do rejestracji i edycji sygnałów wizyjnych 14 urządzenia 10. Programowy interfejs użytkowy 20 dostarcza mikrorozkazów do układu do rejestracji i edycji sygnałów wizyjnych 14, które doprowadza się do wizyjnej karty rozszerzającej 16 poprzez układ sterownika wizyjnego 18. W wyniku wykonania rozkazów przez układ rejestracji i edycji 14 następuje przesłanie rozkazów przewodem 40 do komputera 12 i odebranie od niego informacji o stanie innym przewodem 42. W wyniku następuje wyświetlanie obrazu na ekranie jednego albo kilku monitorów 7 na fig. 1. Ekran 17 komputera 12 rezerwuje się zwykle dla wyświetlania materiału nieźródłowego, tzn. bardziej konwencjonalnych danych we/wy związanych z układem komputera osobistego. Takie dane dotyczą danych wprowadzanych przez operatora z klawiatury 6 i informacji interfejsu użytkownika z komputera 12 niezbędnych do pracy układu realizującego sposób generowania danych obrazu według wynalazku. Wyświetlany obraz może być obrazem na żywo albo obrazem złożonym, zawierającym obrazy sterowane przez

167 349 funkcję wybraną przez układ rejestracji i edycji 14. Łączność między układem rejestracji i edycji 14 oraz użytkowym interfejsem programowym 20 realizowana jest za pomocą mikrorozkazów, które z kolei zamieniane są na poszczególne oddzielne rozkazy i żądania stanu poprzez przewody 36 i 38. Wszystkie funkcje wskazane przez przewody 32, 30, 24 i 26 są realizowane przez samą szynę urządzenia 10 i w zasadzie przedstawiają sobą szyny we/wy pamięci dyskowej 22 i wizyjnej karty rozszerzającej 16.

Po zarejestrowaniu obrazu w postaci cyfrowej reprezentacji pikseli różnych ramek danych wizyjnych za pomocą urządzenia opisanego na fig. 1 i 2, komputer 12 można wyposażyć w program do manipulacji tymi danymi w dowolny sposób. Pożądaną manipulację i przekształcenie tych cyfrowych reprezentacji pikseli zapamiętanych w pamięci dyskowej 22 i w buforach 28 realizuje się z wykorzystaniem interfejsu, opartego o użytkowy interfejs programowy 20, wykorzystującego generowanie danych obrazu zgodnie z wynalazkiem. Ta zmodyfikowana reprezentacja będzie następnie z powrotem zapamiętana w pamięci dyskowej 22 albo wyprowadzona przez kartę wizyjną 16 jako sygnał analogowy celem wyświetlenia udoskonalonego obrazu z wyeliminowanymi sztucznymi ruchami międzyliniowymi.

Teraz, po opisie urządzenia do rejestracji, przetwarzania i wyświetlania, podany zostanie szczegółowy opis, z odniesieniem do figur 3 i 4, sposobu przetwarzania tych cyfrowych reprezentacji zarejestrowanych pikseli za pomocą przetwarzania użytkowego 49.

Rozwiązanie według wynalazku zachowuje w znacznym stopniu rozdzielczość pełnego obrazu z międzyliniowością przy równoczesnym wyeliminowaniu drżenia obrazu szybko poruszających się obiektów. W przykładzie wykonania wynalazku dokonuje się tego w dwóch etapach. Pierwszy etap identyfikuje te miejsca w obrazie, które wykazują drżenie i wahania, to znaczy przedstawiają niepożądane zakłócenia ruchu. Drugi etap odrzuca drugie pole tylko w tych zidentyfikowanych miejscach, zastępując je danymi oszacowanymi na podstawie pozostałego pola. W ten sposób straty rozdzielczości są ograniczone do niewielkich obszarów, które i tak ze względu na szybki ruch nie były określone wyraźnie.

Zgodnie z powyższym, w pierwszym etapie rozpoznawania miejsc z drżeniem obrazu zauważa się, że takie miejsca wykazujące drżenie ze względu na ruch posiadają szczególne własności rozpoznawalne okiem obserwatora, mogą zostać również rozpoznane przez urządzenie 10. U miejscu z drżeniem obrazu pomiędzy dwoma polami występuje mniejsza różnica częstotliwości przestrzennej. Różnica ta rozpościera się na wiele pikseli bez zmiany znaku.

Ruch sztuczny, często mylony z drżeniem obrazu, jest pożądanym szczegółem częstotliwości przestrzennej. Chociaż szczegół ten może powodować duże różnice między dwoma polami, to różnica połowa ma bardzo rzadko niską częstotliwość przestrzenną, to znaczy jej znak i wartość tej różnicy międzypolowej szybko zmieniają się, szczególnie w kierunku pionowym. Także szczegółowi przy najwyższych częstotliwościach przestrzennych towarzyszy prawie zawsze szczegół przy niskich częstotliwościach przestrzennych. Szczegół o wyższej częstotliwości przestrzennej pojedyńczego pola leży w połowie maksymalnej częstotliwości ramki i ponieważ pochodzi on od pojedyńczego pola nie jest on zniekształcony przez drżenie. Dlatego ten szczegół międzypolowy twarzy próg, poniżej którego różnica między polami jest prawdopodobnie szczegółem międzypolowym. Zatem aby rozpoznać drżenie, zgodnie z ideą wynalazku, kontroluje się cyfrowe reprezentacje zarejestrowanych pikseli na wystąpienie różnic międzypolowych, rozciągających się pionowo i spójnie poprzez kilka pikseli, to znaczy wykazujących małe różnice międzypolowe częstotliwości przestrzennej, i mających większą wartość aniżeli szczegół międzypolowy w tym miejscu.

Odnosząc się do fig. 3 należy zauważyć, że w miejscach z ruchem zachowuje się tylko piksele należące do jednego pola. Mówi się o nim jako o pierwszym albo parzystym polu zawierającym parzyste piksele 50. Pozostałe pole nazywa się drugim albo nieparzystym polem zawierającym nieparzyste piksele 52. Zgodnie z ideą wynalazku zmienia tylko pole nieparzyste, ograniczając piksele, na których może wystąpić operacja do połowy całkowitej liczby pikseli w obrazie. Proces opisany niżej przeprowadza się na każdym pikselu w tym polu nieparzystym. Wynik dla każdego piksela nie musi wpływać na kolejne obliczenia. Jednym sposobem realizacji tego celu jest utworzenie drugiego Obrazu w trakcie pracy przy niezmienionym obrazie źródłowym. Jednak byłoby to nieskuteczne, ponieważ rzadko piksel jest zmieniony. Zgodnie z tym zostanie objaśniony alternatywny sposób po omówieniu metody ooólnego sposobu w oparciu o fig. 3 i 4.

167 349

Fig. 3 przedstawia schematycznie reprezentację części pikseli zawierających zarejestrowany obraz. Należy przypomnieć, że te piksele będą się składać z dwóch grup, najpierw pikseli nieparzystych 50, a następnie drugiego zestawu pikseli parzystych 54 usytuowanych między pikselami nieparzystymi. Dla celów poglądowych poszczególnym pikselom przypisano oznaczenie jak piksel 56 /C2/, którego zadanie wyjaśnione zostanie potem i które odnosi się do wartości skali szerokości określonego piksela.

Można zdefiniować szereg równań w stosunku do parzystych i nieparzystych pikseli 50 i w sposób następujący:

^H1	= A¹ -	2B1 c 2C1 - 2D1 +	^E1	Równanie	la
Hl	= AA -	-BA + 2CA - 2DA +	D2	Róówame	1 1
H3	= Α3 -	2B3 c 2C3 - 2D3 +	^E3	Równanie	lc
^Tl	= ^/A1	- 2C1 C E1/ C /B1	- V	Równanie	2a
T2	= /AA	- 2C2 c E₂/ C /B₂	- -	Równanie	2b
^T3	= ^/A3	- 2C3 C E3/ C /B3	^- D^3/	Równanie	2c
H	= /HA c	2H3 C H4/		Równanie	3a
T	= h +	2T² C T³		Równanie	3b

W preferowanym przykładzie wykonania wymaga się kilku cech charakterystycznych współczynnika C2 i odpowiednio ustala się jego wartość. Najpierw C2 pozostanie niezmienione, jeżeli H podzielone przez T jest mniejsze niż wybrana pierwsza wartość progowa. W rozwiązaniu alternatywnym C2 przypisuje się wartość równą wartości przeciętnej θ2 i D2, jeżeli H podzielone przez T jest większe niż wybrana druga wartość progowa. Ostatecznie C2 ustala się na wartość pożądaną między wyżej podanymi dwoma przypadkami, to znaczy pozostaje ona niezmieniona albo przypisuje się jej wartość przeciętną θ2 i D2, jeżeli H podzielone przez T leży między dwiema wartościami progowymi. Należy zauważyć, że wartości H z równań 1a - 1c przedstawiają szczegóły międzypolowe wysokiej częstotliwości rozciągające się poprzez wiele pikseli pionowo i mające taką samą fazę. Wartości T z równań 2a - 2c przedstawiają względne wartości progowe wyliczone na podstawie szczegółu międzypolowego.

Pierwszą i drugą wartość progową ustala się doświadczalnie. Stwierdzono, że przypisanie pierwszej wartości progowej wartości 2, a drugiej - wartości 3 daje dobre wyniki. Jeżeli wartości progowe są za duże, niektóre ze sztucznych ruchów nie zostaną usunięte. Gdy są one za małe, niektóre szczegóły obrazu są zamazane.

Poziome uśrednienie H i T zmniejsza czułość zakłócenia i szczegół ukośny. Współczynniki i uporządkowanie bezwzględnych wartości są ważne dla opisanych charakterystyk filtra zależnych od procesu przetwarzania opisanego z odniesieniem do fig. 3 i 4 w celu eliminacji zakłóceń. Selekcji tych współczynników dokonuje się dla uwypuklenia detekcji wyżej wspomnianych charakterystyk sztucznego ruchu przy ograniczeniu złożoności obliczeń do rozsądnych granic.

W oparciu o fig. 4 podany zostanie szczegółowy opis etapów procesu przetwarzania pikseli zgodny z ideą wynalazku. Jak łatwo zauważyć, etapy działań można korzystnie zrealizować w kodzie programu wykonywanego przez urządzenie 10.

Zgodnie ze schematem blokowym z fig. 4, kamera wideo 60 połączona jest z kartą przetwarzania analogowo/cyfrowego 62 do rejestracji sygnałów wizyjnych i rejestruje dwa przeplatane pola, każde oddzielone w czasie od drugiego, przy czym obydwa obrazy zawierają pełną ramkę. W bloku 64 następuje sprawdzenie tego obrazu, czy występuje w nim szczegół o wysokiej częstotliwości przestrzennej, który jest kandydatem dla ruchu sztucznego. Obliczana jest wartość tego szczegółu H za pomocą wyżej podanych równań. Blok wartości progowej 65 sprawdza w' obrazie szczegóły o średniej częstotliwości w celu określenia wartości progowej czułości, aby odróżnić szczegół obrazu od ruchu sztucznego. Wartość progową T oblicza się za pomocą równań podanych wyżej.

Następnie porównuje się szczegół o wysokiej częstotliwości z wartością w bloku wykrywania ruchu 68 w celu określenia dla każdego segmentu zarejestrowanego obrazu, czy miejsce to jest zniekształcone przez ruch, oraz stopień tego zniekształcenia.

167 349

W Cym czasie blok zamrożenia cCwilwwwgw 70 eliminuje wszysCkie ruchy sztuczne z obrazu.

W pjwfwjwwayym pjzhkłαdzew wykonania realizuje się Co przez odrzucenie jednego z dwóch pól zarejestrowanych przez blok 02 i zastąpienie go wartością oszacowaną Swyhniw na podstawie pozostałego pola. W wyniku uzyskuje się obraz bez ruchu sztucznego ale ze ymniwjszwyą rozdzielczością.

Następnie blok mieszania 72 dokonuje selekcji i mieszania między oyraztm orygiyalyhm w przewodzie 74 e obrazem bez ruchu sztucznego ale o zmnetstzwnls rozdzielczości w przewodzie 70 pod kontrolą sygnału wyjściowego z bloku nhirywayeα ruchu 08. Tej kwltkJSi i mieszania dokonuje się na zasadzie miwssct po miejscu. Można zauważyć, że funkcja zamrażania chwilowego w bloku 70 działa stdyyiw w miwskCdJC nybjayhch przez blok w-ko-wanea ruchu 08, przez co skraca się czas obleczeii.

Ostatecznie z wynekonhm zmieszanym oyjazwm wyjściowym z bloku 72 można postępować Cak, jak z każdym obrazem Jyfrwwym. Na przykład można Co wprowadzić na przetwornik J-frwnw6anαlogowy 70 nhśniwtldyla obrazu i obejrzeć na monitorze 80.

Wynalazek nie ogranicza funkcji bloku zamrażania JCnelwwągw 70 do całkowitego odrzucania jednego pola e dopuszcza realizacje, kiedy whiwjZhkCujw się informację w tym polu. Na przykład blok 70 w niektórych zastosowaniach dokonywałby korelacji skrośnej na obu polach z wieloma przesunięciami w celu określenia wielkości ruchu, a następnie jwdlizonałbh funkcję zamrożenia chwilowego przez miwkzdniw obu pól po przesunięciu jednego w stosunku do drugiego po określeniu wielkości ruchu.

Teraz podany zostanie opis prtfwjwndnwgo procesu operującego na wartościach pikseli zapamiętanych w urządzeniu 10. Jak zauważono whlws, ten proces zapobiega tworzeniu drugiego obrazu w trakcie pracy z nie zmienionym obrazem źródłowym, przez co oszczędza się na pojemności pameęci, gdyż piksele zmiwneoyt są z reguły mniej liczne aniżeli te, które pozostają nee zmienione.

Zαłożhmh, dla pjzhkładu, że obraz o wielu pikselach został obliczony dla wygody na podstawie wartości na osi X od 1 do 040 i osi Y - od 1 do 480, z pewjnkzą e drugą wartością progową odpowiednio 2 i 3.

Dla wartości X od 2 do Ó39 i Y od 3 do 477, przy kroku równym 2, zgodnie z pjzhkłaytm wykonania wblicyoyobh najpierw wartości H e T i zapamiętano nhnik w maJitjzy 238 x 038 zgodnie z równaniami 1a - 1c oraz 2a - 2c.

Również dla wartości X od 2 do ó39 i wartości Y od 3 do 477, przy kroku równym 2, obleJzonobh wartości H i T oraz X określone przez

X = H - T - r RRwwynie 4 jeżeli wyliczona wartość X Dldziw równa albo mniejsza od 0 , wówczas proces będzie onntynuwnanh do następnego peksela i

X = X - T Równanie 5

Jeżeli wyliczona wartość X będzie większa niż 0, wtedy piksel, na którym działano zgodnie z ponylkzyme równaniami, zostanie zastąpiony wartością średnią z pekseli usytuowanych pwwhżts i poniżej.

Przez wstępne wyliJztniw wartości H i T obraz można zmodyfikować w miwskcu, oszczędzając dużo czasu na pjywmltszczaniw pikseli, ponieważ większość pekseli w przypadku typowym nie będzie zmlwyiwyd. Należy również zauważyć, że wartość H i T oblicza się raz na połowę pikseli, nee zaś Coz- razy. Ponadto trzeba zwrócić uwagę, ze maJitjzt 238 x ć38 można w razie potrzeby zamienić dwoma mdJitrzame 3 x 633, sSowkw.ιnnyml dda zaaewnyenia wnęlitz3 skktecznoścl.

W oparciu o powyższy opis nydetż zaaunżyć, źż zzoodne z iddą wnyyαadyk ΓotstttrdJs nne^ chomego obrazu ze źródła z międzhlinionością można udoskonalić w celu usunięcia niepożądanych sztucznych ruchów mildzyliniowych. W ten sposób rwjwsCrusw się piwrwkzw i drugie kolejne pole zaniwrająJą pełną ramkę, a następnie piksele w postaci cyfrowej przetwarza w tych

167 349 polach w celu określenia miejsc zniekształconych przez szybki ruch. W końcu, w tych wykrytych miejscach z szybkim ruchem dokonuje się zastąpienia jednego pola pikseli zgodnie z powyższym opisem wartościami pikseli oszacowanymi na podstawie innego pola.

167 349

FIG. 2

167 349

	©
0	0
©	©
0	0
©	©
0	0
©	®
0	0

PIKSELE POLA NIEPARZYSTEGO

O O O O O——50

Al A2 A3 ^{PIKSELE P0LA} parzystego

Bi B2 B3

00000

Cl

Di D2 D3

00000

FIG. 3

FIG. 4

78.

ZAMROŻENIE

CHWILOWE

PRZETWORNIK CYFROWO/ANALOGOWY WYŚWIETLANIA OBRAZU

H . SZCZEGÓŁ

WYSOKIEJ

CZĘSTOTLItasSsi <64

167 349

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób generowania danych obrazu ze skompensowanym ruchem międzyliniowym z danych obrazu dwóch pól przeplatanych pikseli, w którym dokonuje się pomiaru danych ruchu z danych obrazu nieparzystej liczby pionowo wyrównanych graniczących pikseli, z nam lenny tym, że dane obrazu środkowego piksela nieparzystej liczby.pionowo wyrównanych graniczących pikseli pozostawia się niezmienione, jeżeli dane ruchu są mniejsze niż pierwsza wartość progowa, zastępuje się przez pierwsze dane obrazu, których wartości są pomiędzy danymi obrazu dwóch pionowo wyrównanych graniczących pikseli, gdy dane ruchu są większe niż druga-wartość progowa, oraz zastępuje się przez drugie dane obrazu, których wartości są pomiędzy niezmienionymi danymi obrazu i pierwszymi danymi obrazu, gdy dane ruchu s ą większe ni z pierwsza wartość progowa lecz mniejsze niż druga wartość progowa.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pierwsze dane obrazu stosuje się wrrtocci śednnie danych obrazu z dwóch pionooo wyrównanych graniczących pikseli.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako drugie dane obrazu stosuje się wartości średnie niezmienionych danych obrazu i pierwszych danych obrazu.
4. Sposób według zastrz. 1, zna mienny t , m, żj jako c^anr ruchs stosujs się wartości wynikowe dzielenia H przez T, gdzie H = /H1 + 2H2 + H_?/

T = T1 + 2T2 + T3 i H_x = Aj. - 2Β_χ + 20_χ - 2D1 + E1

H£ = A2 - 2B2 + 2Co o 20o o 22 H3 = A3 - 2B3 +· 2C₃ - 20 3 + 3j Ϊ1 = /A! - 2C1 + Ej/ + /B_ł - Oj/

T2 = /A₂ - 2C2 + Ej/ + /B₂ d 0₂/

T3 = /A3 - 2C3 + Ej/ +- /Bj - 0,/, w których 43, Bp C, , D, , E, , 2, , 2, , 2, , 2, , E^, Aj, Bj, Cj, Dj 1 Ej oo odpowiednio dane obrazu pięciu pionowo wyrównanych graniczących pikseli, i C2 - dane obrazu środkowego z tych pięciu pionowo wyrównanych graniczących pikseli.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza wartość progowa wynosi 2 i druga wartość progowa wynosi 3.

* * *