Зубарев Ю.Б. Телевизионная техника (1994) (1143038), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Реализация по частотным характеристикам требует достаточно сложную структуру фильтра. Квазиоптимальные фильтры с симметричной ИХ и коэффициентами, кратными 2, дают следующие результаты: Лфа= = — 1,8 дБ (На(ю) =з!п'ют), яффо —— — 2 3 дБ(Нфр(ю) = =З(П Ют Спэтют/2) И Лфаар= — 2 ДБ(Наор(Ю) = =з(птют/2).
Такие фильтры не требуют сложных умножителей, и число отсчетов ИХ (задержек) не превышает 5. Однако во всех случаях применения частотных методов искажения формы выходного сигнала значительны. Поэтому формировать управляющий сигнал в корректоре сложно. В то же время выигрыш в помехоустойчивости при использовании частотных методов невелик. Применять их нужно только, если требуемая помехоустойчивость не обеспечивается другими методами.
Помехоустойчивость временнйх методов классификации оценивают вероятностью ложного обнаружения ра „т. е. отнесения выброса помехи к тонкоструктурным элементам изображения [6[. Вероятность появления выбросов заданной длительности зависит от энергетического спектра помех и порогового уровня (/о, время пребывания над которым и определяет длительность выброса. Учитывая частотные ограничения ТВ канала, можно считать, что минимальная длительность импульса от мелкой детали близка к интервалу корреляции помехи. Кроме того, в соответствии с (2.5.5) Но)аа.
Тогда для определения плотности вероятности ЯУ(т, 6ф от) выбросов по длительности справедлив метод некоррелированных импульсов [7], прн котором с Учетом АЧХ ТВ канала: К~(ю)=(1+матах) ' дла 62(ю) =6о, Ка(то) =ехр( — 055тотт) для 65(ю) = =по+ахат, получим Х ((Т,— 1) Т,' (! + Т,) екр(-гг,> 1 — (1+ Т ) ехр ( — 2Т,) Т,' ехр ( — Т,) О' [1+(1+ Т,)' ехр ( — 2ТВ[' ~Х 1 — (1+ Т,) ехр( — Т,) 1+(1+тВ,р( — т) и'[ УВ,+1 Х [2В,Та' — Та'(5В, +2)-1-В, -1-1[едр ( — От), где 6=(/о/ой, Тг т/т», Та=с/25, Вг=2аг/(2ао6'+а ) Графики на рис. 2.5.7 и 2.5.8 обеспечивают эффективную полосу ТВ канала 6,25 МГц.
Для тонкоструктурных составляющих 4<71<10 и 1<Та<25. Тогда вероятность ложного обнаружения р, „характеризующая предельную помехоустойчивость классификации прн использовании только внутрикадровой обработки, раа- Рис. 2.5.2. Зависимости плотности вероятности расиределенн» выбросов но длятельностн от г, ,ж'(т, О)= ехо ( — Т,) 0,5 Х [1 — (1 + то) Р ( — 2тг)[о 5 о Дб г.э Гу гг Ряс. 2.5.5. Зависимости илотности вероятности распределения выбросов оо длительности от Г, Оз ')Еа П )= Гу т — +1) А к.ч [ 3 т ай Рнс.
2.З.Ю. Стртктурнан схеме одномерного анадогоеого адантнвмого КЧ 100 на (в процентах): для равномерного спектра помех 0,26<р„,,(3,15 и для спектра с подъемом в области верхних частот 0,73<р, (12, причем наибольшие значения соответствуют 0=1, наименьшие — 0=2. В устройствах классификации из-за необходимости предварительной линейной обработки ТВ сигнала (например, взятие производной) значения вероятности ложного обнаружения превышают предельные. Применение межкадровой обработки, описанной выше, существенно уменьшает значение рд о. 3, Эффективность адаптивной КЧ оценивают коэффициентом относительной помехоустойчивости адаптивного и неадаптивного корректоров Ъ' =Пк (П =фк ч!Ч» ч [тр„„и трк ч — ОСШ для адаптивного и неадаптивного корректоров при » йч). Коэффициент помехоустойчивости П „ для (А> одномерной и двумерной КЧ задается (2 2.7) — (2.2.8).
Для определения П „учитывают, что АХ каналов (А) коррекции адаптивного и неадаптивного корректоров ДЛЯ ОбЛаСтИ ((?ОСК! ) Затеок СОВПаДаЮт (айОСК— среднеквадратнческий уровень помех в выходном сигнале формирователя СК (ФСК)). Тогда разницу между П „ и 1?к „ определяют по нелинейному участ- (А) ку АХ для >Носк!<Зойос, в кота,тон..'расположена смесь сигнала коррекции для элементов текстуры и помех. Ддя АХ, описываемой на этом участке квадратичной функцией, имеем кч нч/[[[ кч 1) 3 тт +1~ где чт=й,(й,— относительный коэффициент КЧ текстуры; ат() — дисперсия помех на входе адаптивного корректора. Графики рис. 2.5.9 показывают, что эффективность АКЧ возрастает при увеличении й,.
Для малых И„, влияние чт слабое. В процессе адаптации й, и й, ч,= =0,1...1. Для ч,=0,4... 0,5 и й,=З... 5 эффективность адаптивной КЧ в среднем 5...9 дБ. Кроме того, благодаря наличию раздельной автоматической установки й, и й, в процессе адаптации уменьшается влияние степени КЧ на помехоустойчивость, что приводит к дополнительному увеличению й, д„ при адаптивной коррекции.
4. Одномерный аналоговый корректор (рис. 2.5.10) состоит из узлов: формирователя ФСК, блока аналиаа БА, формирователя управляющих сигналов ФУС и регулятора. Входной ТВ сиг- п ай аа йя ад Рве. 2.В.З. Зависимости эффективная адзотненоя КЧ от ч н Пк.ч, нал с входа согласующего усилителя поступает на две ЛЗ с временем задержки М)1/2г"н. Усилительный каскад между линиями компенсирует уменьшение напряжения сигнала в линиях.
На входах ! — 3 сумматора Е! относительные коэффициенты сигналов, определяющие импульсную и пространственную частотные характеристики ФСК, равны соответственно — 0,25; 0,5; — 0,25. Сформированный сигнал коррекции поступает на БА и регулятор РЭ. Для уменьшения аппаратурных затрат в БА используется выходной сигнал формирователя ФСК, который содержит составляющие сигнала от тонкоструктурных компонент изображения. Для разбиения этих составляющих на подклассы А1о и А1р применены компараторы напряжения КН и временные селекторы ВС! и ВС2.
Опорное напряжение ()ок соответствует уровню помех Заеоск. На входе ВС2 с помощью нелинейного преобразователя НП1 сигнал преобразуетси от элементов текстуры )нг ю=() фск(1)фск(. На выходах ВС1 и ВС2 выделяются сигналы коррекции для А,р и АР. Значения коэффициентов й, и й, для элементов текстуры и контрастных элементов автоматически изменяются (адаптируются) к уровню сигнала (яркости). Для этого основной сигнал, поступающий на выходной сумматор Б2 после ЛЗ, которая обеспечивает временное совмещение ОС и сигнала коррекции, подается на я)-ичное ключевое устройство — нелиней.
ный преобразователь НП2. Оно формирует т-уровневый управляющий сигнал адаптации для й„ н й„, Сформированный сигнал коррекции суммируется с основным в сумматоре Бь иа выходе иотораго получается откорректированный сигнал а, ч(1). Аналогично можно Рнс. 2.5.!!. Структурнан схе- ма днумерного АКЧ реализовать одномерный адаптивный корректор по вертикали, а также адаптивный двумерный. 5. Двумерный цифровой корректор рис. 2.5.11 построен па методу параллельного формирования с раздельной регулировкой коэффициентов коррекции по вертикали н горизонтали. Отсутствие памяти на поле ТВ кадра и требования круговой симметрии ПЧХ ТВС определили структуру и частотные характеристики формирователя СК: для формирования сигналов коррекции по вертикали и горизонтали применены нерекурсивные фильтры Ф2 и ФЗ с симметричной ИТ и интервалами между отсчетами, равными удвоенному шагу дискретизации (2т) и 2Т,).
Для снижения уровня шумов включеаы фильтры: гребенчатый Ф1, осуществляющий фильтрацию в вертикальном направлении, и Ф4 — ФНЧ в канале ФСК,. Входной цифровой ТВ сигнал в параллельном коде поступает на блок строчной памяти, задерживающий сигнал на 2Т,. На входы сумматоров 21 и Е2 подают входной и задержанные сигналы со следующими весовыми хоэффициентлмн— отсчетами ИХ фильтров Ф1 и Ф2: й,= =1(1/4; 0; 1/2; О, 1/4), Ьт=( — 1/4; 0; 1/2; 0; — 1/4).
Тогда ПЧХ этих фильтров Н, (и, о) =сон'2яот), На(и, о) = =з!пайпоц, и на выходе Ф2 формируется сигнал вертикальной коррекции а,(г, 1), который после НЧ фильтрации (КОЗ, КО4, 24) поступает на регулируемый элемент РЭ.— умнажитель У2.
Результирующая ПЧХ канала ФСК, Н,(и, о)=Ьаз)пт2пот) сазг2яит). В канале ФСК, сигнал после гребенчатого фильтра Ф1 поступает на формирующий ФЗ сигнала коррекции по горизонтали и далее на РЭ,— У!: Н,(и, о) =Ьгз(па2пот) созт2яот). Основной и выходные сигналы У1 и У2 формируют на выходе сумматора Х5 откорректированный сигнал а,т(г, 1). Тогда ПЧХ двумерного корректора четкости Нк „(и, о) = 1 -!- Ь, Шп' 2:пл) сон' 2ппч + + Ьг а1па 2пит) сонг 2попь Нк н (У, !Р) = 1 + Ь, з!п' (2тп1У згп <Р) соз' (2пг)У соз <Р) + + Ьг з/п'(2пт)У соа гу) соз' (2пт)/ з/п !Р) н для Ь,=Ь,=Ь получим (рис, 2.5.12): Н„,(/, 0)= =Н,,(/, и/2) =1+э з!пт2ят)/, Нк.,(/, я/4) =1+ +0,5Ьз)п'2 72пч/.
Отсюда следует, что для двумерного корректора в сечениях гр=О и гр=гг/2 ПЧХ одинаковы, а в диагональных не имеют больших подъемов и близки к ПЧХ при !Ь=О и га/2. Степенью коррекции управляют вручную по шине данных ШД и автомати- чески. С блока ФУС на У! и У2 подаются сигналы управления значениями Ь, и Ь,. Для этого с блока анализа поступают сигналы с выходов устройств классификации УК, УК, (аналогичны приведенным на рис. 2.5.12).
Сигналы с УК, и УК,— Оа,а, Оаа н О,гав несут информацию о принадлежности детали изображе- (О Рнс. 2.5.!2. Сигналы двумерного корректора четкости ния к определенному классу. Сигналы, пропорциональные цветовому тону чгк и локальной яркости фона, ФП и К формируют. Аппаратурно ФП выполняют на ППЗУ.
Коммутатор К управляется сигналом Оа,=йа,'()Оа,р, единичвое значение которого подает на вход БФУС предыдущее значение сигнала. 2.5.2. Коррекция градационных искаигений. Коррекция нелинейности звеньев ТВС (кинескоп, кинопленка и др.) приводит к существенному (на б...!О дБ) возрастанию помех на различных участках изображения.
Для их уменьшения используют метод двухкааальной частотно-зависимой коррекции (корректора) градационных искажений (КГИ) [8, 9). Каждый цветоделенный сигнал датчика разделяют на НЧ и ВЧ составляющие, что можно рассматривать как разбиение сигнала на два класса А, и Аь аналогичное используемому в адаптивной КЧ, Высокочастотные составляющие передают по каналу корректора с показателем Т= 1, а низкочастотные — па каналу с Тяги Ф 1. Однако достижимое снижение уровня помех по сравнению с одноканальным методом незвачительно, так как двухканальная обработка составляющих с разнымв значениями Т приводит к искажениям границ деталей изображения.
В адаптивном КГИ учитывается разница в порогах зрительных обнаружения б и различения буг, а следовательно, и требуемая точность передачи элементов аОАга н А,р. Тогда для уменьшения искажений ТВ изображений передают по каналу КГИ с Тиги чь! не только элемента 101 й чгЕА», как двухканального частотно. зависимого КГИ, но и элементы айА,». В каналах будут обрабатываться сигналы от следующих деталей ТВ изображения: ПРИ 7КГИт= ! Ау+1=Аз(.) Атл при 7=1 А 1 — А,'. В этом случае искажения в процессе коррекции будут только для деталей текстуры, для которых допуск на искажения, определяемый 6)о, велик.
С учетом зависимости 6' от светотехнических параметров корректируемой детали, времени ее предъявления и уровня помех коррекция, оптимальная по эффективности, должна быть адаптивной к указанным параметрам. Ее эффективность определяется коэффициентом укги=фкгг!и/фкги, 1А) характеризующим изменение ОСШ (10) . Адаптивный КГИ (рис. 2.5.13) содержит ФНЧ, ЛЗ на время Т прохождения НЧ составляющих сигнала через ФНЧ и разностиый каскад 24, образующие ФВЧ с относительно линейной ФЧХ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
