СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ СТАНДАРТНОЙ И ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ

1. Способ формирования сигналов изображения в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости, включающий в себя разделение общей исходной сформированной совокупности пикселей сигналов цветовых составляющих, периодически следующих с заданным, по отдельному из направлений в пределах строк и последовательности строк внутрикадрового пространства, минимальным периодом, на независимые совокупности пикселей сигналов цветовых составляющих, восстановление периодического следования в пределах внутрикадрового пространства пикселей разделенных сигналов цветовых составляющих с исходным минимальным периодом, реализуемое на основе выбранного числа независимых вариантов параллельной интерполяции отсутствующих пикселей в пределах разделенных совокупностей с многократной вычислительной оценкой уровня каждого отдельного, из отсутствующих, пикселей разделенных сигналов цветовых составляющих на основе расчета весовых коэффициентов, соответствующих отдельному из вариантов направлений многократной вычислительной оценки уровня каждого отсутствующего пикселя разделенных сигналов цветовых составляющих, перемножение полученных при многократной оценке отдельных значений уровня отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих на расчетные весовые коэффициенты, найденные по соответствующим направлениям интерполяции и экстраполяции, с суммированием полученных перемножением значений уровней сигнала каждого отдельного, из отсутствующих, пикселя сигналов цветовых составляющих по выбранным независимым направлениям интерполяции для получении в результате суммирования значения результирующего уровня отсутствующих пикселей сигналов изображения цветовых составляющих при их восстановлении в пределах внутрикадрового пространства, формирование независимых совокупностей пикселей результирующего уровня каждой из цветовых составляющих, совпадающих по координатам локализации в пределах внутрикадрового пространства с отсутствующими пикселями данной составляющей, совмещение и суммирование в пределах внутрикадрового пространства разделенных совокупностей исходных пикселей каждой из цветовых составляющих с полученными совокупностями отсутствующих пикселей результирующего уровня каждой из цветовых составляющих с формированием восстановленных независимых периодических совокупностей пикселей сигналов отдельных цветовых составляющих с заданным, по отдельному из направлений внутрикадрового пространства, минимальным периодом их следования,
отличающийся тем, что перед параллельной интерполяцией отсутствующих пикселей вычисляют по каждому из используемых направлений интерполяции изменения уровня разности смежных пикселей сигналов цветовых составляющих, конкретизируют значения уровней сигналов разности в точках с координатами, в пределах отдельных и смежных строк, совпадающих с координатами предшествующего и последующего, по отношению к местоположению отсутствующего, пикселей, осуществляют, в соответствии с изменениями уровня сигналов разности, независимые предсказания уровня двух промежуточных пикселей по каждому из направлений, координаты первого из которых находятся в интервале от предшествующего до интерполируемого пикселей, координаты второго из которых находятся в интервале от последующего до интерполируемого пикселя, изменяют интервал от предшествующего и последующего пикселей до местоположения первого и второго предсказанных промежуточных пикселей обратно пропорциональным изменениям абсолютного значения уровня сигнала разности в точках с координатами предшествующего и последующего пикселей, реализуют, с использованием полученных уровней указанных двух промежуточных пикселей, интерполяцию отсутствующего пикселя в сокращенном по протяженности интервале, а после формирования восстановленных, в пределах отдельных и смежных строк внутрикадрового пространства, независимых периодических последовательностей пикселей сигналов отдельных цветовых составляющих с заданным, по отдельному из направлений внутрикадрового пространства, минимальным периодом их следования распределяют, по группам или попарно, указанные восстановленные, совпадающие по положению в пределах отдельных и совокупности смежных строк внутрикадрового пространства, пиксели последовательностей сигналов цветовых составляющих, восстанавливают на основе интерполяции и экстраполяции и по аналогии с внутрикадровым восстановлением, в соответствии с координатами местоположения и изменениями уровня распределенных сигналов цветовых составляющих в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления, по значениям уровней последовательностей пикселей сигналов цветовых составляющих, каждой из групп (пар) значение уровней пикселей сигнала другой, не вошедшей в эту группу, промежуточной, по координатам в пределах цветового направления, цветовой составляющей, восстанавливают краевые, по координатам в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления, пиксели сигналов цветовых составляющих на основе экстраполяции и весового суммирования пикселей сигналов предшествующих или последующих, по положению соответствующих координат в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления, сигналов цветовых составляющих, при этом вычисляют абсолютное значение разности уровней пикселей двух предшествующих, с наиболее близкими и более дальними, по отношению к восстанавливаемому сигналу цветовой составляющей, координатами, или последующих, с наиболее близкими и более дальними, по отношению к восстанавливаемому сигналу цветовой составляющей координатами, получают, с использованием указанных сигналов разности, экстраполированное значение пикселей сигнала составляющей в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления с промежуточными координатами между восстанавливаемым и ближайшими из предшествующих и последующих сигналов цветовых составляющих, уменьшают протяженность первого интервала между координатами сигнала ближайшей цветовой составляющей и промежуточной с возрастанием абсолютного значения уровня сигнала разности, устанавливают весовые коэффициенты для полученных уровней промежуточного и экстраполированного значения сигналов цветовых составляющих в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления во втором интервале между положениями промежуточной и восстанавливаемой цветовой составляющей, снижают в этом, втором, интервале значение относительной величины весового коэффициента для экстраполированного значения с возрастанием абсолютного значения уровня сигнала разности и выходом значения уровня ближайшего по координатам в пределах анализируемого диапазона длин волн цветового направления из сигналов цветовых составляющих за пределы установленного диапазона значений, умножают значения уровней промежуточного и экстраполированного во втором интервале пикселей на весовые коэффициенты и суммируют с получением уровня восстановленных пикселей, ограничивают значения уровней тех восстановленных пикселей сигналов цветовых составляющих, которые превышают по уровню максимально допустимое значение, совмещают во времени и суммируют в пределах внутрикадрового пространства разделенную совокупность исходных пикселей каждой из цветовых составляющих с полученными восстановленными по цветовому направлению одноименными последовательностями отсутствующих пикселей с формированием восстановленных независимых периодических последовательностей пикселей сигналов каждой из цветовых составляющих с заданным, по отдельному из направлений внутрикадрового пространства, минимальным периодом их следования, осуществляют расчет весовых коэффициентов, соответствующих вариантам вычисления значений отсутствующих пикселей данной цветовой составляющей на основе внутрикадровой интерполяции и на основе интерполяции или экстраполяции по цветовому направлению, умножают параллельно восстановленные по цветовому и внутрикадровому направлению значения одной и той же отсутствующей цветовой составляющей на соответствующие расчетные весовые коэффициенты, суммируют полученные после умножения на весовые коэффициенты значения уровней параллельно восстановленных пикселей для итогового вычисления результирующих значений отсутствующих пикселей каждой цветовой составляющей и по внутрикадровому и по цветовому направлениям, осуществляют низкочастотную фильтрацию полученных пикселей сигналов цветовых составляющих в пределах отдельных и смежных строк внутрикадрового пространства, сокращают протяженность области пропускания составляющих спектра сигналов изображений при осуществлении указанной фильтрации под углами 45° и 135° в пределах отдельных и смежных строк внутрикадрового пространства.
2. Устройство формирования сигналов изображений в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости, содержащее вход устройства, параллельно подключенные ко входу устройства блок формирования сигналов управления, сформированные сигналы управления с выходов которого подключены к соответствующим другим независимым входам блоков устройства, и блок задержки, разделения и распределения пикселей сигналов всех анализируемых цветовых составляющих, вход сигналов внешней синхронизации, который подключен к другому входу блока формирования сигналов управления, блок многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, первые выходы блока задержки, разделения и распределения пикселей сигналов цветовых составляющих, которые подключены к первым входам блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, блок вычисления весовых коэффициентов внутрикадрового восстановления, первые входы которого подключены к первым выходам блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих и вторые входы которого параллельно подключены к первым входам блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, блок внутрикадрового восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, к независимым входам которого подключены вторые выходы блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, первые независимые выходы блока весовых коэффициентов внутрикадрового восстановления и вторые выходы блока задержки, разделения и распределения пикселей сигналов цветовых составляющих, другие независимые входы которого подключены к выходам блока внутрикадрового восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих,
отличающееся тем, что в устройство введены блок межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, входы которого подключены к третьим независимым выходам блока задержки, разделения и распределения пикселей сигналов цветовых составляющих, а первые выходы которого подключены к третьим независимым входам блока задержки, разделения и распределения пикселей сигналов всех анализируемых цветовых составляющих, блок весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, первые вторые и третьи входы которого соединены с выходами блока межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, блок относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, первые независимые входы которого подключены ко вторым выходам блока весовых коэффициентов внутрикадрового восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, и вторые независимые входы которого соединены с выходами блока весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, блок результирующего восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, при этом к выходам блока относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих подключены первые входы блока результирующего восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, блок внутрикадровой низкочастотной фильтрации, четвертые и пятые независимые выходы блока задержки, разделения и распределения пикселей сигналов цветовых составляющих, которые соединены со вторыми и третьими независимыми входами блока результирующего восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, а выходы блока результирующего восстановления отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих подключены ко входу блока внутрикадровой низкочастотной фильтрации, на второй вход которого подается отдельный сигнал управления, и выход которого подключен к выходу предложенного устройства.
3. Устройство формирования сигналов изображений в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости по п.2, отличающееся тем, что включает в себя блок многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, содержащий независимые входы разнородно, в пределах отдельных и смежных строк, ориентированных по отношению к отсутствующему пикселю интерполируемых пар (интерполируемых конечных последовательностей) смежных отсутствующему по положению, совпадающих во времени, пикселей исходного задержанного сигнала каждой из цветовых составляющих, блок весового суммирования, выходы которого подключены к первым выходам блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, отличающийся тем, что в него введены блок интерполяционной оценки изменений уровня пикселей сигнала разности смежных пикселей в пределах каждой из входных параллельно интерполируемых конечных последовательностей пикселей, входы которого параллельно подключены ко входу блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, блок оценки координат промежуточных пикселей выполнения интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих по значениям уровня указанных пикселей в смежных интервалах до и после отсутствующего (интерполируемого) пикселя, входы которого подключены к первым выходам блока интерполяционной оценки изменений уровня пикселей сигнала разности смежных пикселей в пределах каждой из входных интерполируемых конечных последовательностей, блок вычисления уровня промежуточных пикселей сигналов цветовых составляющих по направлениям интерполяции, первые входы которого подключены к первым выходам блока оценки координат промежуточных пикселей и вторые входы которого параллельно подключены ко входу блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, вторые и третьи выходы блока интерполяционной оценки изменений уровня пикселей сигнала разности смежных пикселей в пределах каждой из входных параллельно интерполируемых конечных последовательностей пикселей, которые соответственно подключены к третьим входам блока вычисления промежуточных пикселей и вторым выходам блока многократной внутрикадровой интерполяции отсутствующих пикселей, выходы блока вычисления уровня промежуточных пикселей сигналов цветовых составляющих по направлениям интерполяции, которые подключены ко входам блока весового суммирования, вторые входы которого подключены ко вторым выходам блока оценки координат промежуточных пикселей.
4. Устройство формирования сигналов изображений в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости по п.2, отличающееся тем, что блок межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих содержит независимые входы совпадающих во времени входных пикселей всей совокупности, разделенных, восстановленных в пределах внутрикадрового пространства и исходных, сигналов задержанных цветовых составляющих, блок распределения с получением сочетаний двух или более пикселей, исходного и восстановленных, в пределах внутрикадрового пространства пикселей сигналов неодноименных цветовых составляющих, независимо подвергаемых последующим интерполяционному и экстраполяционному преобразованиям, входы которого соединены со входами блока межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, блок суммирования с получением интерполированных, промежуточных, по положению анализируемых участков длин волн исходного электромагнитного излучения в пределах их полной совокупности, пикселей сигналов цветовых составляющих, входы которого соединены с первыми выходами подвергаемых интерполяционному преобразованию пикселей сигналов цветовых составляющих блока распределения, первый блок межцветового вычитания подвергаемых интерполяционному преобразованию пикселей сигналов двух и более цветовых составляющих, входы которого параллельно подключены к первым выходам подвергаемых интерполяционному преобразованию пикселей сигналов цветовых составляющих блока распределения, блок оценки сигналов первой межцветовой разности, первые входы которого подключены к выходам первого блока межцветового вычитания, вторые входы которого параллельно подключены к первым выходам подвергаемых интерполяционному преобразованию пикселей сигналов цветовых составляющих блока распределения, блок межцветовой интерполяции сигналов цветовых составляющих в диапазоне длин волн, первые входы которого подключены к выходам блока оценки сигналов первой межцветовой разности, вторые входы которого параллельно подключены к первым выходам подвергаемых интерполяционному преобразованию пикселей сигналов цветовых составляющих блока распределения, первые выходы блока межцветовой интерполяции, которые подключены ко вторым входам первого блока суммирования, вторые выходы блока межцветовой интерполяции, второй блок межцветового вычитания с вычислением уровня пикселей межцветовой разности сигналов, двух и более, смежных цветовых составляющих, предшествующих или последующих, по положению соответствующих анализируемых участков длин волн исходного электромагнитного излучения двум краевым, по положению соответствующих анализируемых участков длин волн исходного электромагнитного излучения сигналам цветовых составляющих, входы которого соединены со вторыми выходами подвергаемых экстраполяционному преобразованию пикселей сигналов двух и более цветовых составляющих, предшествующих или последующих, по положению соответствующих анализируемых участков длин волн исходного электромагнитного излучения, каждому из двух краевых, экстраполируемых, сигналов цветовых составляющих, блока распределения, блок оценки уровня пикселя сигнала второй межцветовой разности с учетом относительного положения в диапазоне длин волн исходного электромагнитного излучения предсказываемых пикселей сигналов цветовых составляющих по отношению к подвергаемым экстраполяционному преобразованию пикселям сигналов двух и более цветовых составляющих, предшествующих или последующих, по положению соответствующих анализируемых участков длин волн исходного электромагнитного излучения, каждому из двух краевых, экстраполируемых, сигналов цветовых составляющих, входы которого подключены к выходам второго блока межцветового вычитания, блок вычисления предсказанных значений пикселей сигналов экстраполируемых цветовых составляющих, первые входы которого параллельно подключены ко входам второго блока межцветового вычитания, вторые входы которого подключены к первым выходам блока оценки уровня пикселей сигналов второй межцветовой разности, вторые выходы блока оценки уровня пикселей сигналов второй межцветовой разности, блок формирования выходных СЦС межцветового восстановления, первые входы которого параллельно подключены ко входам сигналов исходных задержанных цветовых составляющих блока межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, вторые входы которого соединены с выходами блока суммирования, третьи входы которого подключены к выходам блока вычисления предсказанных значений пикселей экстраполируемых цветовых составляющих, первые выходы блока межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, которые соединены с выходами блока формирования выходных сигналов цветовых составляющих межцветового восстановления, вторые выходы блока межцветового предсказания и интерполяции отсутствующих пикселей сигналов цветовых составляющих, которые соединены со вторыми выходами блоков оценки сигналов первой межцветовой разности и второй межцветовой разности.
5. Устройство формирования сигналов изображений в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости по п.2, отличающееся тем, что блок весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих содержит независимые первые входы пикселей сигналов первой разности межцветовой интерполяции и независимые вторые входы сигналов второй разности межцветового предсказания, и третьи входы с пикселей межцветового восстановления сигналов цветовых составляющих, блок распределения пикселей сигналов первой и второй межцветовых разностей по принадлежности к вариантам восстановления пикселей сигналов каждой отдельной из цветовых составляющих, входы которого соединены с независимыми первыми и вторыми входами блока весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, блок умножения распределенных пикселей сигналов межцветовой разности на значения статических коэффициентов в зависимости от характеристик заметности при видеоконтроле искажений восстановления и относительного положения, в пределах контролируемого диапазона длин волн, конкретных восстанавливаемых сигналов цветовых составляющих, входы которого подключены к выходам блока распределения пикселей сигналов первой и второй межцветовой разности по принадлежности к вариантам восстановления пикселей сигналов каждой отдельной из цветовых составляющих, блок оценки весовых коэффициентов межцветовой интерполяции и межцветового предсказания, первые входы которых соединены с выходами блока умножения распределенных пикселей сигналов межцветовой разности на значения статических коэффициентов, вторые входы блока оценки весовых коэффициентов межцветовой интерполяции и межцветового предсказания, которые соединены с третьими входами блока весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, выходы блока весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, которые соединены с выходами блока оценки весовых коэффициентов межцветовой интерполяции и межцветового предсказания.
6. Устройство формирования сигналов изображений в системах цифрового телевидения стандартной и высокой четкости по п.2, отличающееся тем, что блок относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления содержит независимые первые входы сигналов весовых коэффициентов выполнения многократной, внутрикадровой, интерполяции по каждому из направлений и независимые вторые входы сигналов весовых коэффициентов межцветового восстановления пикселей сигналов цветовых составляющих, блок оценки коэффициента эффективности внутрикадрового восстановления, входы которого соединены с первыми входами блока относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления, блок оценки коэффициента эффективности межцветового восстановления, входы которого соединены со вторыми входами блока относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления, блок умножения сигнала коэффициента эффективности внутрикадрового восстановления на значения статических коэффициентов, входы которого соединены с выходами блока оценки коэффициента эффективности внутрикадрового восстановления, блок попарного распределения сигналов коэффициентов эффективности внутрикадрового восстановления и сигналов коэффициентов эффективности межцветового восстановления пикселей сигналов каждой из цветовых составляющих, первые входы которого соединены с выходами блока умножения сигналов коэффициентов эффективности внутрикадрового восстановления на значения статических коэффициентов, и вторые входы которого соединены с выходами блок оценки коэффициента эффективности межцветового восстановления, блок вычисления относительных значений весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления, входы которого подключены к выходам блока попарного распределения сигналов коэффициентов эффективности внутрикадрового восстановления и сигналов коэффициентов эффективности межцветового восстановления пикселей сигналов каждой из цветовых составляющих, выходы блока относительной оценки весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления, которые соединены с выходами блока вычисления значений весовых коэффициентов внутрикадрового и межцветового восстановления.