Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ - Патент РФ 2125300
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ
УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Устройство предназначено для использования в технике записи, хранения и воспроизведения цветных изображений. Устройство содержит узел записи и воспроизведения на сменном носителе информации, к входу которого подключен модулятор, а к выходу последовательно подключены демодулятор и декор. В устройство введены детектор контуров воспроизводимого изображения, формирователь импульсов и блоки выборки и хранения, число которых равно количеству цветов разложения цветного изображения. К сигнальным входам всех блоков выборки и хранения подключены выходы декодера. К управляющим входам всех блоков выборки и хранения подключен выход формирователя импульсов, вход которого через детектор контуров воспроизводимого цветового изображения подключен по меньшей мере к одному из выходов декодера. Технический результат заключается в повышении резкости и уменьшении зашумленности воспроизводимых изображений, уменьшении физиологической избыточности изображений. 7 з. п. ф-лы, 18 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2125300
Класс(ы) патента: G11B7/00, G11B5/00, H04N5/84, H04N5/78
Номер заявки: 94017934/28
Дата подачи заявки: 13.05.1994
Дата публикации: 20.01.1999
Заявитель(и): Антонов Александр Александрович (UA)
Автор(ы): Антонов Александр Александрович (UA)
Патентообладатель(и): Антонов Александр Александрович (UA)
Описание изобретения: Предлагаемое изобретение относится к технике записи, воспроизведения и хранения видеосигналов на оптических, магнитных и иных носителях информации и может быть использовано в лазерных видеоплейерах, в видеомагнитофонах и других запоминающих устройствах.
Известно "Устройство для электромеханической записи телевизионного сигнала на подвижном носителе" по авт. св. СССР N 1179953.
Недостатком аналога является малая резкость и высокая зашумленность воспроизводимого телевизионного изображения, поскольку сглаживание шумов за счет уменьшения полосы частот пропускания в нем недопустимым образом ухудшает резкость изображения.
Известно также "Устройство записи цветного телевизионного сигнала на оптический диск" по пат. США N 4796097, в котором используется частотная модуляции при записи и частотная демодуляция при воспроизведении видеоинформации.
Недостатком аналога является малая резкость и высокая зашумленность воспроизводимого телевизионного изображения, поскольку сглаживание шумов за счет уменьшения полосы частот пропускания в нем ухудшает резкость изображения.
Наиболее близким аналогом по максимальному количеству совпадающих отличительных признаков является "Устройство для записи и воспроизведения телевизионного сигнала цветного изображения" по авт. св. СССР N 1466667, согласно которому при записи видеоинформации на магнитный ленточный носитель используется частотная модуляция, а при воспроизведении - частотная демодуляция.
Недостатком прототипа является малая резкость и высокая зашумленность воспроизводимого телевизионного изображения, поскольку сглаживание шумов за счет уменьшения полосы частот пропускания в нем ухудшает резкость изображения. В этой связи следует подчеркнуть, что для повышения качества изображения необходимо повышать именно резкость, а не четкость телевизионного изображения, так как даже изображения с малой четкостью обладают большой физиологической избыточностью. Поэтому повышение четкости изображения в телевидении в основном имеет смысл в той мере, в какой оно сопровождается повышением его резкости. Повышение же резкости изображения значительно увеличивает комфортность зрительного восприятия, так как сопровождается уменьшением амплитуда сканирующих движений глаза и соответственно меньше утомляет зрение человека.
В предлагаемом изобретении поставлена задача повышения резкости воспроизводимого цветного изображения путем увеличения крутизны фронтов видеоимпульсов, соответствующих контурам (т.е. краям) относительно крупных деталей изображения при уменьшении зашумленности воспроизводимого цветного изображения путем сглаживания высокочастотных флуктуаций видеосигналов на межконтурных участках изображения.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, содержащее узел записи и воспроизведения на сменном носителе информации, ко входу которого подключен модулятор, а к выходу последовательно подключены демодулятор и декодер, введены детектор контуров воспроизводимого изображения, формирователь импульсов и блоки выборки и хранения, число которых равно количеству цветов разложения цветного изображения, причем к сигнальным входам всех блоков выборки и хранения подключены свои выходы декодера, а к управляющим входам всех блоков выборки и хранения подключен выход формирования импульсов, вход которого через детектор контуров воспроизводимого цветного изображения подключен по меньшей мере к одному из выходов декодера.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации введена логическая схема ИЛИ, включенная между детектором контуров воспроизводимого цветного изображения и формирователем импульсов, причем к второму входу логической схемы ИЛИ через селектор синхроимпульсов подключен по меньшей мере один выход декодера.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации введены фильтр низких частот и блок электронной коммутации, причем фильтр низких частот включен между самым широкополосным выходом декодера и сигнальным входом блока электронной коммутации, к другому сигнальному входу которого подключен выход блока выборки и хранения, подключенный к тому же выходу декодера, что и фильтр низких частот, а к управляющему входу блока электронной коммутации подключен выход формирователя импульсов.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации блок электронной коммутации выполнен в виде аналогового сумматора, к двум входам которого подключены два выхода электронных ключей, причем к сигнальному входу первого электронного ключа подключен выход фильтра низких частот, к сигнальному входу второго электронного ключа подключен выход блока выборки и хранения, к управляющему входу одного электронного ключа выход формирователя импульсов подключен непосредственно, а к управляющему входу другого электронного ключа - через логическую схему НЕ.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемом устройстве записи и воспроизведения видеоинформации блок электронной коммутации выполнен в виде аналогового сумматора, к трем входам которого подключены выходы трех электронных ключей, причем к сигнальному входу первого электронного ключа подключен первый выход блока выборки и хранения, к сигнальному входу второго электронного ключа подключен второй выход того же блока выборки и хранения, к сигнальному входу третьего электронного ключа подключен выход фильтра низких частот, вход которого объединен с сигнальным входом того же блока выборки и хранения, к управляющему входу первого электронного ключа через первую логическую схему НЕ подключен первый выход формирователя импульсов, к управляющему входу второго электронного ключа через вторую логическую схему НЕ подключен второй выход формирователя импульсов, а к управляющему входу третьего электронного ключа оба выхода формирователя импульсов подключены через логическую схему ИЛИ.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемом устройстве записи и воспроизведения видеоинформации формирователь импульсов выполнен в виде последовательно включенных первого и второго моновибраторов, а также логической схемы И, к второму входу которой через логическую схему НЕ подключен выход первого моновибратора.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемом устройстве записи и воспроизведения видеоинформации детектор контуров воспроизводимого изображения выполнен в виде последовательно включенных интегрирующей цепи и логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к второму входу которой подключен вход интегрирующей цепи.
Поставленная задача решается также тем, что в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации введены кодер и дополнительные блоки выборки и хранения, число которых равно количеству цветов разложения цветного изображения, а также детектор контуров записываемого изображения и дополнительный формирователь импульсов, причем к сигнальным входам всех дополнительных блоков выборки и хранения подключены видеовходы устройства, к управляющим входам всех дополнительных блоков выборки и хранения подключен выход дополнительного формирователя импульсов, вход которого через детектор контуров записываемого изображения подключен по меньшей мере к одному из видеовходов устройства, выходы всех дополнительных блоков выборки и хранения подключены к входу кодера, а выход последнего подключен к входу модулятора.
Перечисленные выше отличительные признаки являются существенными потому, что их отсутствие не позволяет решить поставленные задачи, а их наличие, наоборот, обеспечивает решение этих задач. Действительно, введение в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации формирователя импульсов, детектора контура цветного изображения, а также на его входе и выходе блоков выборки и хранения обеспечивает формирование крутых фронтов видеоимпульсов, что соответствует повышению резкости контуров изображения. Введение же в заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации фильтра низких частот и блока электронной коммутации позволяет одновременно значительно снизить высокочастотные шумы на межконтурных участках воспроизводимого цветного изображения и тем самым уменьшить их видность. Полностью избавиться от шумов на межконтурных участках изображения позволяет последовательное включение между выходом детектора контура воспроизводимого цветного изображения и формирователем импульсов логической схемы ИЛИ, к второму входу которой через селектор синхроимпульсов подключен по меньшей мере один выход декодера. Поставленные задачи решаются также за счет предложенных вариантов реализации блоков, обеспечивающих функционирование заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - пример реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации;
на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения информации, изображенного на фиг. 1;
на фиг. 3 - другой пример реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации;
на фиг. 4 - эпюры, поясняющие работу реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения информации, изображенного на фиг. 3;
на фиг. 5 - третий пример реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации;
на фиг. 6 - четвертый пример реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации;
на фиг. 7 - эпюры, поясняющие работу реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения информации, изображенного на фиг. 6;
на фиг. 8 - пример реализации детектора контура передаваемого изображения;
на фиг. 9 - другой пример реализации детектора контура передаваемого изображения;
на фиг. 10 - пример реализации формирователя импульсов;
на фиг. 11 - эпюры, поясняющие работу формирователя импульсов, изображенного на фиг. 10;
на фиг. 12 - пример реализации блока выборки и хранения;
на фиг. 13 - эпюры, поясняющие работу блока выборки и хранения, изображенного на фиг. 12;
на фиг. 14 - пример реализации блока электронной коммутации;
на фиг. 15 - эпюры, поясняющие работу блока электронной коммутации, изображенного на фиг. 14;
на фиг. 16 - другой пример реализации блока электронной коммутации;
на фиг. 17 - эпюры, поясняющие работу блока электронной коммутации, изображенного на фиг. 16;
на фиг. 18 - еще один пример реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации.
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, содержит узел 1 записи и воспроизведения (оптический при использовании лазерной записи, одно-, двух- или четырехголовочный электромагнитный при использовании магнитной записи) на сменном носителе 2 (в виде оптического диска, магнитной ленты или иного). Ко входу узла 1 записи и воспроизведения через модулятор 3 (амплитудный либо частотный при лазерной записи, частотный при магнитной записи или иной) подключен внешней источник видеосигнала (в виде передающей телевизионный камеры, антенны или иной), на чертеже для простоты не показанный. К выходу узла 1 записи и воспроизведения последовательно подключены демодулятор 4 (амплитудный либо частотный при лазерной записи, частотный при магнитной записи или иной) и декодер 5 (выполненный известным, но различным образом в зависимости от используемого стандарта цветного телевидения NTSC, SECAM или PAL). К трем выходам (соответствующих цветам разложения изображения - синего, красного и зеленого, но в случае использования служебных систем цветного телевидения с двумя составляющими цветами таких выходов может быть два) декодера 5 подключены сигнальные входы соответственно первого 6, второго 7 и третьего 8 блоков выборки и хранения (на базе одного или нескольких узлов выборки и хранения - примеры их реализации рассмотрены ниже). К третьему выходу (соответствующего сигналу зеленого - этот вариант приведен для простоты) декодера 5 подключен (он может также быть подключен к дополнительному выходу, соответствующему яркостному сигналу, или через сумматор к трем выходам сразу) детектор 9 контуров воспроизводимого изображения (примеры его реализации приведены на фиг. 8 и 9), выход которого через формирователь 10 импульсов (примеры его реализации рассмотрены ниже) подключен к управляющим входам всех блоков 6, 7, 8 выборки и хранения.
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 3, содержит узел 11 записи и воспроизведения (оптический, электромагнитный или иной) на сменном носителе 12 (оптическом, магнитном или ином), к входу которого подключен модулятор 13 (например, такой же, как в предыдущей реализации). К выходу узла 11 записи и воспроизведения последовательно подключены демодулятор 14 и декодер 15 (например, такие же, как в предыдущей реализации). К трем выходам последнего подключены сигнальные входы первого 16, второго 17 и третьего 18 блоков выборки и хранения (реализации которых могут быть такими же, как в предыдущем примере). К третьему выходу (такой вариант подключения рассматривается лишь для простоты, возможны и иные варианты подключения, указанные в предыдущей реализации предлагаемого устройства) декодера 15 подключен детектор 19 контуров воспроизводимого изображения, выход которого через последовательно включенные логическую схему "ИЛИ" 20 и формирователь 21 импульсов (например, компаратор, моновибратор) подключен к управляющим входам всех блоков 16, 17 и 18 выборки и хранения. К второму входу логической схемы ИЛИ 20 через селектор 22 строчных синхроимпульсов (или гасящих импульсов), выполненного любым известным образом, подключен третий выход (такое подключение указано лишь для простоты, возможны же и иные, например, такие же, как для детектора 19 контуров воспроизводимого изображения варианты его подключения) декодера 15.
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 5, содержит узел 23 записи и воспроизведения на сменном носителе 24. Ко входу узла 23 записи и воспроизведения подключен модулятор 25. К выходу узла 23 записи и воспроизведения последовательно подключены демодулятор 26 и декодер 27. К трем выходам декодера 27 подключены сигнальные входы соответственно первого 28, второго 29 и третьего 30 блоков выборки и хранения. К третьему выходу (соответствующего сигналу зеленого - этот вариант приведен для простоты) декодера 27 подключен детектор 31 контуров воспроизводимого изображения, выход которого через логическую схему ИЛИ 32 и формирователь 33 импульсов подключен к управляющим входам всех блоков 28, 29, 30 выборки и хранения. К второму входу логической схемы ИЛИ 20 через селектор 34 строчных синхроимпульсов (или гасящих импульсов) подключен третий выход (такое подключение указано лишь для простоты) декодера 27. К третьему входу логической схемы ИЛИ 32 подключен генератор 35 случайных импульсов (размах и длительность которых постоянны, а моменты времени появления случайны или псевдослучайны в заданном диапазоне).
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 6, содержит узел 36 записи и воспроизведения на сменном носителе 37. Ко входу узла 36 записи и воспроизведения подключен модулятор 38. К выходу узла 36 записи и воспроизведения последовательно подключены демодулятор 39 и декодер 40. К трем выходам декодера 40 подключены сигнальные входы соответственно первого 41, второго 42 и третьего 43 блоков выборки и хранения. К третьему выходу (такой вариант указан лишь для простоты) декодера 40 подключен детектор 44 контуров воспроизводимого изображения, выход которого через формирователь 45 импульсов подключен к управляющим входам первого 41 и второго 42 блоков выборки и хранения. Второй выход формирователя 45 импульсов подключен к управляющему входу третьего блока 43 выборки и хранения и блока 46 электронной коммутации (примеры реализации которого приведены на фиг. 14 и 16). К первому сигнальному входу (на самом деле это может быть и несколько входов) блока 46 электронной коммутации подключен выход третьего блока 43 выборки и хранения. К второму сигнальному входу блока 46 электронной коммутации через фильтр 47 низких частот (выполненного любым известным образом) подключен третий выход декодера 40.
Детектор 9, 19, 31, 44 контуров воспроизводимого изображения, функциональная схема которого приведена на фиг. 8, содержит последовательно включенные дифференцирующую цепь 48 и двухтактный выпрямитель 49.
Детектор 9, 19, 31, 44 контуров воспроизводимого изображения, функциональная схема которого приведена на фиг. 10, содержит последовательно включенные интегрирующую цепь 50 и логическую схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 51, к второму входу которой подключен вход интегрирующей цепи 50.
Формирователь 10, 21, 33, 45 импульсов, функциональная схема которого приведена на фиг. 12, содержит последовательно включенные первый 52, второй 53 моновибраторы и логическую схему И 54, к второму входу которой через логическую схему НЕ 55 подключен выход первого моновибратора 52.
Блок 43 выборки и хранения, функциональная схема которого приведена на фиг. 12, содержит первый 56 и второй 57 узлы выборки и хранения, сигнальные входы которых объединены. К управляющим входам первого 56 и второго 57 узлов выборки и хранения подключены соответственно выходы формирователя 45 импульсов.
Блок 46 электронной коммутации, функциональная схема которого приведена на фиг. 14, содержит первый 58 и второй 59 аналоговые ключи, выходы которых подключены к аналоговому сумматору 60. К сигнальному входу первого электронного ключа 58 подключен выход фильтра 47 низких частот. А к сигнальному входу второго электронного ключа 59 подключен выход блока 43 выборки и хранения. К управляющему входу первого электронного ключа 58 выход (в таком случае оба его выхода объединены) формирователя 45 импульсов (в виде, например, моновибратора) подключен непосредственно, а к управляющему входу второго электронного ключа 59 - через логическую схему НЕ 61.
Блок 46 электронной коммутации, функциональная схема которого приведена на фиг. 16, содержит первый 62, второй 63 и третий 64 аналоговые ключи, выходы которых подключены к аналоговому сумматору 65. К сигнальному входу первого аналогового ключа 62 подключен первый выход (точнее выход первого узла 56 выборки и хранения) блока 43 выборки и хранения (реализации которого приведена на фиг. 12). К сигнальному входу второго электронного ключа 63 подключен второй выход (точнее выход второго узла 57 выборки и хранения) блока 43 выборки и хранения. А к сигнальному входу третьего электронного ключа 64 подключен выход фильтра 47 низких частот. К управляющему входу первого электронного ключа 62 первый выход (точнее выход первого моновибратора 52) формирователя 43 импульсов (его реализация приведена на фиг. 10) подключен через первую логическую схему НЕ 66. К управляющему входу второго электронного ключа 63 второй выход (точнее выход логической схемы И 54) формирователя 43 импульсов подключен через вторую логическую схему НЕ 67. А к управляющему входу третьего электронного ключа 64 подключена логическая схема ИЛИ 68, к двум входам которой подключены два вышеупомянутых выхода формирователя 43 импульсов.
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 18, содержит узел 69 записи и воспроизведения на сменном носителе 70. Ко входу узла 69 записи и воспроизведения через модулятор 71 поступает подлежащая записи информация. К выходу узла 69 записи и воспроизведения последовательно подключены демодулятор 72 и декодер 73. К трем выходам декодера 73 подключены сигнальные входы соответственно первого 74, второго 75 и третьего 76 блоков выборки и хранения. К одному из выходов (соответствующего сигналу зеленого - этот вариант приведен для простоты) декодера 73 также подключен детектор 77 контуров воспроизводимого изображения, выход которого через формирователь 78 импульсов подключен к управляющим входам всех блоков 74, 75, 76 выборки и хранения. Ко входу модулятора 71 подключен выход кодера 79, к трем входам которого подключены выходы дополнительных первого 80, второго 81 и третьего 82 блоков выборки и хранения. К управляющим входам всех трех дополнительных блоков 80, 81, 82 выборки и хранения подключен выход дополнительного формирователя импульсов 83. К сигнальным входам дополнительных блоков 80, 81, 82 выборки и хранения подключены соответствующие видеовходы устройства, один из которых также через детектор 84 контура записываемого изображения подключен ко входу дополнительного формирователя импульсов 83.
Возможны и иные варианты реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации, отличающиеся иной реализацией блоков (например, декодера, с трех выходов которого снимаются один яркостный и два цветоразностных сигнала, или использованием при лазерной записи расфокусировки луча вместо его модуляции по интенсивности) либо наличием дополнительных блоков (например, узлов гамма-коррекции). На его входе перед кодером также возможно включение дополнительных узлов, подобно их включению на выходе после декодера, обеспечивающих регенерацию видеосигналов. Необходимо также иметь в виду, что рассмотренные выше функциональные схемы блоков изображены в упрощенном виде и при практической реализации содержат дополнительные узлы (например, линии задержки, трансляторы уровней и др.), обеспечивающие оптимизацию параметров блоков и их сопряжение по времени, уровню, полярности, величине и др.
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, работает следующим образом. В режиме записи в модуляторе 3 спектр исходной видеоинформации известным образом трансформируется, а узле записи и воспроизведения входной сигнал преобразуется в соответствующее физическое воздействие (лазерное, электромагнитное или иное), которое на сменном носителе 2 информации (дисковом, ленточном, цилиндрическом или ином) осуществляет изменения какого-либо параметра регистрирующего слоя, представляющие собою записанный сигнал. В режиме воспроизведения узлом 1 записи и воспроизведения осуществляется обратное преобразование записанной на сменном носителе 2 видеоинформации в сигнал, который в демодуляторе 4 демодулируется, а в декодере 5 преобразуется в три цветовых (в системах служебного телевидения их может быть два) сигнала, подаваемые далее на монитор системы служебного телевидения, на приемник телевизионного вещания и др. устройства воспроизведения видеоинформации. Однако, поскольку полоса пропускания видеочастот любых устройств записи и воспроизведения видеоинформации от входа модулятора 3 до выхода декодера 5 является ограниченной, резкость воспроизведения записанных на носителе 2 цветных изображений оказывается пониженной (особенно в одно- и двухголовочных видеомагнитофонах). Поэтому в заявляемом устройстве видеосигналы трех цветов с выходов декодера 5 на выход заявляемого устройства поступают через первый 6, второй 7 и третий 8 блоки выборки и хранения, в которых обеспечивается коррекция резкости воспроизводимых изображений путем увеличения крутизны фронтов относительно больших по величине и протяженности (в этом - принципиальное отличие от других методов коррекции видеосигналов) видеоимпульсов. Такая селекция видеоимпульсов осуществляется детектором 9 контуров воспроизводимого изображения (на который может подаваться яркостный сигнал, так как корректировать необходимо видеосигналы всех трех цветов, или, как показано на фиг. 1, наиболее широкополосный из них - сигнал зеленого), в котором выделяются сигналы абсолютной величины его производной, превышающие некоторый пороговый уровень (изменением этого уровня может регулироваться уровень физиологической избыточности изображения, с другой стороны величина этого уровня должна выбираться с учетом зашумленности изображения, поэтому полезна автоматическая его регулировка). В формирователе 10 импульсов эти сигналы определенным образом нормализуются (примеры его реализации приведены ниже) в зависимости от той или иной реализации блоков 6, 7, 8 выборки и хранения. И под воздействием поступающих на управляющие входы блоков 6, 7, 8 выборки и хранения импульсов (фиг. 2б) в них обеспечивается хранение на время длительности импульсов (т. е. t0t1, t2t3 на фиг. 2в, д, ж) уровня входного сигнала (фиг. 2а, г, е) в предшествующие управляющему воздействию моменты времени (т.е. t0, t2 на фиг. 2). Тем самым обеспечивается увеличение резкости контуров относительно крупных деталей воспроизводимого изображения. Недостатком данной реализации является отсутствие сопутствующего подавления высокочастотных шумов на межконтурных участках воспроизводимых изображений.
От указанного недостатка свободна реализация заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 3. Работает это устройство следующим образом. Запись и считывание видеоинформации в нем происходит так же, как и в предыдущей реализации. С целью коррекции резкости воспроизводимого цветного изображения (всех трех цветов) цветовые видеосигналы (фиг. 4а, е, з) с выходов декодера 15 подаются на сигнальные входы первого 16, второго 17 и третьего 18 блоков выборки и хранения, на управляющие входы которых теперь, однако, поступают другие сигналы (фиг. 4г). В данной реализации заявляемого устройства в детекторе 19 контуров воспроизводимого изображения, как и в предыдущей реализации, формируются импульсы (фиг. 4б), длительность которых примерно равна длительности (t2t3, t5t6 на фиг. 4з) фронтов на самом узкополосном выходе (например, видеосигнала синего) декодера 15. Эти импульсы далее подаются на логическую схему ИЛИ 20, на другой вход которой поступают строчные гасящие (или синхронизирующие) импульсы (фиг. 4в) с выхода зеленого или со всех выходов (через сумматор, в котором регенерируется яркостный видеосигнал) или с дополнительного яркостного видеовыхода декодера 5 через селектор 22 строчных синхроимпульсов (выполненный любым известным образом). В формирователе 21 импульсов задними фронтами выходных импульсов логической схемы ИЛИ 20 формируются короткие импульсы (t0t1, t3t4, t6t7 на фиг. 4г), которыми блоки 16, 17, 18 выборки и хранения переводятся в режим выборки, т.е. неискаженной передачи на выход входного видеосигнала (t0t1, t3t4, t6t7 на фиг. 4д, ж, и). В остальное время (т.е. в интервалы времени t1t3, t4t6 и позднее t7 на фиг. 4д, ж, и) блоки 16, 17, 18 выборки и хранения поступающими на управляющих вход импульсами переводятся в режим хранения, в котором сохраняются значения видеосигнала (фиг. 4а, е, з) на их входе в первый момент (т.е. t1, t4, t7 на фиг. 4д, ж, и) по окончании управляющих импульсов (фиг. 4г). Таким образом обеспечивается совместное повышение крутизны фронтов относительно крупных видеоимпульсов и полное сглаживание (т.е. полное подавление высокочастотных шумов) видеосигнала на межконтурных участках воспроизводимого изображения). Данный вариант формирования выходных видеосигналов дает хорошие результаты при воспроизведении многих искусственных изображений (мультипликаций, текстовых, графических и иных). Но при передаче некоторых естественных изображений (например, пейзажей мелким планом, бликов на воде и др.) такое воспроизведение заметно обедняет изображение.
Попытка избавиться от указанного недостатка предыдущей реализации сделана в реализации заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 5. Работает это устройство следующим образом. Как видно, последняя реализация заявляемого устройства от предыдущей отличается наличием лишь одного дополнительного блока - генератора 35 случайных импульсов, подключенного к третьему входу логической схемы ИЛИ 32. Следовательно, в режиме записи данная реализация заявляемого устройства работает так же, как и две предыдущие. В режиме воспроизведения крупных деталей изображения, резкость контуров которых повышается, данная реализация заявляемого устройства работает так же, как и предыдущая. Но в режиме воспроизведения межконтурных интервалов изображения данная реализация работает иначе, а именно за счет поступающих на третий вход логической схемы ИЛИ коротких импульсов, моменты времени появления которых случайны (или псевдослучайны) в заданном диапазоне, в формирователе 34 импульсов формируются дополнительные импульсы, обеспечивающие обновление межконтурных уровней видеосигналов на выходах блоков 28, 29, 30 выборки и хранения некоторым случайным образом, что удовлетворительно имитирует блики света на воде и др. подобные сюжеты.
Более совершенная реализация заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации, в которой оптимальным образом согласуются задачи повышения резкости контуров крупных деталей воспроизводимого изображения и сглаживания высокочастотных шумов на межконтурных участках изображения, изображена на фиг. 6. Это устройство работает следующим образом. Запись исходной видеоинформации на сменном носителе 37 и считывание записанной ранее видеоинформации с него происходит аналогичным вышеописанному образом. Как и в предыдущих реализациях, видеосигналы с трех выходов декодера 40 подаются на сигнальные входы своих блоков 41, 42, 43 выборки и хранения. Но в данной реализации к выходу заявляемого устройства третий блок 43 выборки и хранения подключен через блок 46 электронной коммутации, к второму входу которого сигнальный вход блока 43 выборки и хранения подключен через фильтр 47 низких частот. Это позволяет с видеовыхода зеленого, который является самым широкополосным и, следовательно, наиболее пораженным высокочастотным шумами, через блок 46 электронной коммутации на его выход в моменты времени (t0t1, t2t3, t5t6 на фиг. 7ж), соответствующие контуры крупных деталей воспроизводимого изображения, передавать фрагменты видеосигнала с крутыми фронтами, а в остальные моменты времени (t1t2, t3t5, ранее t0 и позднее t6 на фиг. 7ж) - передавать видеосигнал зеленого (фиг. 7а), сглаженный фильтром 47 низких частот (фиг. 7г). Поскольку постоянная времени фильтра 47 низких частот велика (например, равна половине интервала t2t4 на фиг. 7г), имеется опасность (это замечание относится и к предыдущим реализациям заявляемого устройства записи и воспроизведения видеоинформации) того, что из-за соответствующей относительно большой длительности импульсов (t0t1, t2t3, t5t6 на фиг. 7б) на выходе формирователя 45 импульсов рядом расположенные контуры воспроизводимого изображения окажутся слитыми, т.е. предыдущий контур поглотит последующий. Для предотвращения такого рода искажений воспроизводимого изображения формирователь 45 импульсов выполнен таким образом (соответствующую его реализацию см. на фиг. 10), что импульсы (фиг. 7в) на его выходе прерываются при появлении очередного сигнала на выходе (фиг. 7б) детектора контура воспроизводимого изображения. Сигналы же синего и красного (фиг. 7з, к), снимаемые с выходов декодера 40, корректируются в блоках 41, 42 выборки и хранения (фиг. 7и, л) описанным в предыдущих реализациях заявляемого устройства образом.
Детектор 9, 19, 31, 44 контуров воспроизводимого изображения, функциональная схема которого приведена на фиг. 8, работает следующим образом. В процессе дифференцирования в дифференцирующей цепи 48 входного видеосигнала формируются выходные импульсы, соответствующие относительно протяженным участкам видеосигнала с быстрыми изменениями его величины. А в двухтактном выпрямителе 49 определяется их абсолютная величина. Задавая в последующем импульсном устройстве порог срабатывания, можно тем самым отбирать и корректировать перед воспроизведением резкость контуров наиболее ценной части исходной видеоинформации.
Детектор 9, 19, 31, 44 контура воспроизводимого изображения, функциональная схема которого изображена на фиг. 9, работает следующим образом. В интегрирующей цепи 50 обеспечивается сглаживание с малой постоянной времени входного видеосигнала. А в логической схеме ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 51 регистрируются моменты времени, в которые входной видеосигнал отличается заметным образом от своего сглаженного значения. Эти моменты времени и соответствуют контурам передаваемого изображения.
Формирователь 10, 21, 33, 45 импульсов, функциональная схема которого приведена на фиг. 10, работает следующим образом. В первом моновибратое 52 выходной импульс (фиг. 11б) формируется передним фронтом входного воздействия, превышающего некоторое пороговое значение, определяемое уровнем входных высокочастотных шумов (поэтому, очевидно, полезно ввести соответствующую автоматическую регулировку этого уровня). Длительность этих импульсов (t0t1, t2t3 на фиг. 11б) устанавливается примерно равной длительности фронтов исходного яркостного видеосигнала. Задними фронтами этих импульсов (т.е. в моменты t1, t3 на фиг. 11г) запускаются импульсы, длительность которых (t3t4 на фиг. 11г) примерно равна протяженности фронтов сигнала на выходе фильтра 47 низких частот. Если же интервал времени между смежными контурами изображения в исходном сигнале (t0t2 на фиг. 11а) меньше длительности фронтов (t2t4 на фиг. 11г) на выходе фильтра 47 низких частот, то задним фронтом последующего короткого импульса (t2 на фиг. 11в) может произойти перезапуск второго моновибратора 53 (например, на микросхеме 155 АГ3). Поэтому, чтобы в интервалы времени (t0t1, t2t3 на фиг. 11б) существования импульсов на первом выходе формирователя 10, 21, 33, 45 импульсов импульсы на втором его выходе (фиг. 11г) отсутствовали, выход второго моновибратора 54 (фиг. 11г) к выходу формирователя 10, 21, 33, 45 импульсов подключен через логическую схему И 54, на второй вход которой подаются проинвертированные импульсы (фиг. 11в) с выхода первого моновибратора 52 (фиг. 11б).
Блок 43 выборки и хранения, функциональная схема которой приведена на фиг. 12, работает следующим образом. Под воздействием входных импульсов (фиг. 13б), поступающих с первого выхода формирователя 45 импульсов, в первом узле 56 выборки и хранения запоминаются на длительность входных импульсов (t0t1, t2t3 на фиг. 13б) значения исходного видеосигнала (фиг. 13а) в моменты времени, предшествующие (t0, t2 на фиг. 13г) фронту видеосигнала. Под воздействием входных импульсов (фиг. 16в), поступающих с второго выхода формирователя 45 импульсов, во втором узле 57 выборки и хранения на длительность входных импульсов (t1t2, t3t4 на фиг. 13в) запоминаются значения исходного видеосигнала (фиг. 16а) в моменты времени (t1, t3 на фиг. 13д), последующие за фронтами исходного видеосигнала. В остальные моменты времени (т. е. ранее t0 и позже t4 на фиг. 13) на выходах обоих узлов 56, 57 выборки и хранения воспроизводится исходный видеосигнал.
Блок 46 электронной коммутации, функциональная схема которого приведена на фиг. 14, работает следующим образом. Под воздействием импульсов (фиг. 15б), поступающих с выхода формирователя 45 импульсов, первый электронный ключ 58 пропускает на выход сигнал (фиг. 15в) с выхода фильтра 47 низких частот (фиг. 15а) во все моменты времени (t1t2, ранее t0 и после t3 на фиг. 15в), кроме его фронтов. Под воздействием же инвертированных входных импульсов (фиг. 15д) на выход второго электронного ключа 59 проходят сигналы (фиг. 15) с выхода блока 43 выборки и хранения. В аналоговом сумматоре 60 сигналы (фиг. 15в, е) с выходов обоих электронных ключей 58, 59 объединяются (фиг. 15ж).
Блок 46 электронной коммутации, функциональная схема которого приведена на фиг. 16, работает следующим образом. Под воздействием инвертированных импульсов (фиг. 17а), поступающих с первого выхода формирователя 43 импульсов, первый электронный ключ 62 пропускает на выход (фиг. 17в) соответствующую часть (в моменты времени t0t1, t2t3 на фиг. 17в) сигнала с первого выхода (фиг. 17б) блока 43 выборки и хранения. Под воздействием инвертированных импульсов (фиг. 17г), поступающих с второго выхода формирователи 45 импульсов второй электронный ключ 63 пропускает на выход соответствующую часть сигнала (в моменты времени t1t2, t3t4 на фиг. 17) с второго выхода (фиг. 17д) блока 43 выборки и хранения. В остальное время (т.е. ранее момента t0 и позднее момента t4 на фиг. 17и) под воздействием сигнала (фиг. 17ж) на выходе логической схемы ИЛИ 68 через третий электронный ключ проходит сигнал (фиг. 17и) с выхода фильтра 47 низких частот (фиг. 17з). В аналоговом сумматоре 65 сигналы с выхода всех трех электронных ключей 62, 63, 64 (фиг. 17в, е, и) объединяются (фиг. 17к).
Заявляемое устройство записи и воспроизведения видеоинформации, функциональная схема которого приведена на фиг. 18, в режиме воспроизведения работает аналогично реализации заявляемого устройства, приведенной на фиг. 1. В этом режиме узлом 69 записи и воспроизведения осуществляется преобразование записанной на сменном носителе 70 видеоинформации в сигнал, который в демодуляторе 72 демодулируется, а в декодере 73 преобразуется в три цветовых видеосигнала, подаваемые далее на монитор системы служебного телевидения, на приемник телевизионного вещания и др. устройства воспроизведения видеоинформации. Однако, поскольку полоса пропускания видеочастот любых устройств записи и воспроизведения видеоинформации от входа модулятора 71 до выхода демодулятора 72 является ограниченной, резкость воспроизведения записанных на носителе 70 цветных изображений оказывается пониженной. Поэтому в заявляемом устройстве видеосигналы трех цветов с выходов декодера 73 на выход заявляемого устройства поступают через первый 74, второй 75 и третий 76 блоки выборки и хранения, в которых обеспечивается коррекция резкости воспроизводимых изображений путем увеличения крутизны фронтов относительно больших по величине и протяженности видеоимпульсов. Такая селекция видеоимпульсов осуществляется детектором 77 контура воспроизводимого изображения, в котором выделяются сигналы абсолютной величины его производной, превышающие некоторый пороговый уровень. В формирователе 10 импульсов эти сигналы определенным образом нормализуются в зависимости от той или иной реализации блоков 74, 75, 76 выборки и хранения. И под воздействием поступающих на управляющие входы блоков 74, 75, 76 выборки и хранения импульсов в них обеспечивается хранение на время длительности импульсов уровня входного сигнала в предшествующие управляющему воздействию моменты времени. Тем самым обеспечивается увеличение резкости контуров относительно крупных деталей воспроизводимого изображения. В режиме записи в данной реализации устройства, в отличие от приведенной на фиг. 1, входные видеосигналы предварительно регенерируются в дополнительных блоках 80, 81, 82 выборки и хранения подобно тому, как это только что было описано в блоках 74, 75, 76 выборки и хранения. Затем видеосигналы с выходов дополнительных блоков 80, 81, 82 выборки и хранения известным образом обрабатываются в кодере 79, после чего в модуляторе 71 спектр исходной видеоинформации известным образом трансформируется, в узле 69 записи и воспроизведения входной сигнал преобразуется в соответствующее физическое воздействие, которое на сменном носителе 70 информации осуществляет изменения какого-либо параметра регистрирующего слоя, представляющие собою записанный сигнал. Таким образом, в последней реализации заявляемого устройства, в отличие от предыдущих, видеосигналы регенерируются и при записи и при воспроизведении, что не позволяет искажениям видеосигнала превысить некоторый пороговый уровень, после которого регенерация видеосигнала становится уже невозможной. Тем самым обеспечивается дополнительное повышение качества воспроизведения видеоинформации.
Таким образом, в заявляемом устройстве записи и воспроизведения информации возможно одновременное повышение крутизны фронтов видеосигналов, соответствующих контурам воспроизводимых изображений, и заметное подавление высокочастотных шумов на межконтурных участках передаваемых изображений. Изменением порогового уровня при детектировании контуров изображений возможно отбирать наиболее ценную часть исходной информации, резкость которой корректируется, и тем самым уменьшать физиологическую избыточность изображения.
Формула изобретения: 1. Устройство записи и воспроизведения видеоинформации, содержащее узел записи и воспроизведения на сменном носителе информации, к входу которого подключен модулятор, а к выходу последовательно подключены демодулятор и декодер, отличающееся тем, что в него введены детектор контуров воспроизводимого изображения, формирователь импульсов и блоки выборки и хранения, число которых равно количеству цветов разложения цветного изображения, причем к сигнальным входам всех блоков выборки и хранения подключены выходы декодера, а к управляющим входам всех блоков выборки и хранения - выход формирователя импульсов, вход которого через детектор контуров воспроизводимого цветного изображения подключен по меньшей мере к одному из выходов декодера.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введена логическая схема ИЛИ, включенная между детектором контуров воспроизводимого цветного изображения и формирователем импульсов, причем к второму входу логической схемы ИЛИ через селектор синхроимпульсов подключен по меньшей мере один выход декодера.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены фильтр низких частот и блок электронной коммутации, причем фильтр низких частот включен между самым широкополосным выходом декодера и сигнальным входом блока электронной коммутации, к другому сигнальному входу которого подключен выход блока выборки и хранения, подключенный к тому же выходу декодера, что и фильтр низких частот, а к управляющему входу блока электронной коммутации подключен выход формирователя импульсов.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок электронной коммутации выполнен в виде аналогового сумматора, к двум входам которого подключены два выхода электронных ключей, причем к сигнальному входу первого электронного ключа подключен выход фильтра низких частот, к сигнальному входу второго электронного ключа - выход блока выборки и хранения, к управляющему входу одного электронного ключа выход формирователя импульсов подключен непосредственно, а к управляющему входу другого электронного ключа - через логическую схему НЕ.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что блок электронной коммутации выполнен в виде аналогового сумматора, к трем входам которого подключены выходы трех электронных ключей, причем к сигнальному входу первого электронного ключа подключен первый выход блока выборки и хранения, к сигнальному входу второго электронного ключа - второй выход того же блока выборки и хранения, к сигнальному входу третьего электронного ключа - выход фильтра низких частот, вход которого объединен с сигнальным входом того же блока выборки и хранения, к управляющему входу первого электронного ключа через первую логическую схему НЕ подключен первый выход формирователя импульсов, к управляющему входу второго электронного ключа через вторую логическую схему НЕ - второй выход формирователя импульсов, а к управляющему входу третьего электронного ключа оба выхода формирователя импульсов подключены через логическую схему ИЛИ.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что формирователь импульсов выполнен в виде последовательно включенных первого и второго моновибраторов, а также логической схемы И, к второму входу которой через логическую схему НЕ подключен выход первого моновибратора.
7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что детектор контуров воспроизводимого изображения выполнен в виде последовательно включенных интегрирующей цепи и логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к второму входу которой подключен вход интегрирующей цепи.
8. Устройство по любому из пп.1 - 7, отличающееся тем, что в него введены кодер и дополнительные блоки выборки и хранения, число которых равно количеству цветов разложения цветного изображения, а также детектор контуров записываемого изображения и дополнительный формирователь импульсов, причем к сигнальным входам всех дополнительных блоков выборки и хранения подключены видеовходы устройства, к управляющим входам всех дополнительных блоков выборки и хранения - выход дополнительного формирователя импульсов, вход которого через детектор контуров записываемого изображения подключен по меньшей мере к одному из видеовходов устройства, выходы всех дополнительных блоков выборки и хранения подключены к входу кодера, а выход последнего - к входу модулятора.