СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ преобразования сигнала телевизионного изображения и устройство для его осуществления, заключающийся в том, что исходный видеосигнал, состоящий из последовательных во времени и модулированных по амплитуде пикселей сигналов телевизионных кадров, отражающих последовательное распределение, во времени и соответственно во внутрикадровом пространстве, пикселей сигналов полей четных и нечетных строк, преобразовывают в группу совмещенных во времени сигналов трех смежных полей, первого текущего во времени, второго, предшествующего текущему и используемого при межстрочной интерполяции, третьего, предшествующего второму, совмещают во времени сигналы строк и предшествующих, смежных во внутриполевом пространстве, строк сигнала второго поля, совмещают во времени в сигналах строк и предшествующих смежных строк этого поля эквивалентные, по порядку следования, группы пикселей, симметрично распределенные в смежной окрестности каждого n+1 пикселя с периодом, равным периоду следования пикселей в сигналах указанных строк, с n+1, по порядку следования, пикселем сигнала строки третьего поля, положение n+1 пикселя в котором совпадает с центром межстрочного промежутка в указанных смежных строках второго поля и общим центром симметрии совмещенных групп пикселей, получают межстрочной интерполяцией в пределах указанных групп пикселей смежных строк второго поля пиксели дополнительных сигналов строк развертки, соответствующие по положению во внутрикадровом пространстве центру межстрочного промежутка и общему центру симметрии групп по 2n+1 пикселей в сигналах смежных строк, при этом вычитают симметрично расположенные по отношению к центру межстрочного промежутка пиксели групп первой и второй строки и получают пиксели соответствующих независимых сигналов разности амплитуд пикселей групп в сигналах смежных строк, с использованием которых устанавливают в совокупности сравниваемых по амплитуде пикселей второго поля пару (пары) интерполируемых пикселей, имеющих амплитуду сигналов разности, которая не превышает заданное пороговое значение, вычисляют с использованием соответствующих пар совмещенных пикселей сигналов смежных строк среднее значение амплитуды соответствующего интерполируемого по межстрочному направлению n+1 пикселя дополнительной строки, используют для интерполирования пикселя дополнительной строки пиксель, полученный усреднением соответствующих пикселей первой и второй смежных строк, для которых характерна минимальная разность в амплитуде сравниваемых пикселей, преобразовывают пиксели сигналов строк второго поля и сигналов дополнительных строк в видеосигнал с прогрессивной разверткой, частоту и число строк развертки в кадрах которого соответственно удваивают, отличающийся тем, что перед вычислением амплитуды интерполированного пикселя увеличивают число совмещенных во времени и симметрично распределенных по отношению к центру межстрочного промежутка и общему центру симметрии сигналов смежных строк и соответствующих групп совмещенных пикселей в сигналах строк второго поля с получением соответствующей матрицы совмещенных пикселей, совмещают во времени полученные сигналы строк и групп пикселей в сигналах строк второго поля с матрицами совмещенных пикселей первого и третьего полей, положение центрального пикселя строк которых, во внутрикадровом пространстве, совпадает с общим межстрочным центром симметрии матрицы совмещенных пикселей второго поля, ограничивают протяженность спектра огибающей последовательностей пикселей в матрицах пикселей второго поля в горизонтальном, во внутрикадровом пространстве, направлении, при этом ограничение полосы частот реализуют на основе весовых суммирований двух и более смежных и вычитания удаленных по положению в строках пикселей и нормирований полученных результатов, которые и используют для получения сигналов разности пар пикселей смежных строк второго поля, раздельно получают сигналы межстрочных разностей в пределах матриц совмещенных пикселей во внутрикадровом пространстве до и после центра межстрочного промежутка указанных двух смежных строк второго поля, попарно вычитают в каждом из сигналов первого и третьего полей симметрично распределенные, по отношению к центральному пикселю, пиксели матриц, получают среднее значение пар пикселей, разность которых не превышает первый заданный порог, вычитают из каждого полученного среднего значения пикселя отдельной пары значение центрального пикселя, суммируют с центральным пикселем в каждом из сигналов первого и третьего полей лишь пиксели всех тех из пар, разность средних значений и значения центрального пикселя которых не превышает заданное, по максимальной амплитуде, второе пороговое, значение, нормируют, при наличии суммируемых пикселей, полученные результаты независимых, в первом и втором полях, суммирований по амплитудам и полученные центральные пиксели первого и третьего полей вычитают с последующей оценкой наличия превышения заданным третьим пороговым значением амплитуды полученного пикселя разности, при наличии которого суммируют и нормируют уже указанные полученные центральные пиксели первого и третьего полей с определением значения пикселя интерполяции по межкадровому направлению, которое устанавливают результатом интерполяции при превышениях амплитудой всех сигналов разности ограниченных по протяженности спектра огибающей последовательностей пикселей первой и второй смежных строк второго поля заданного четвертого порогового значения, суммируют и нормируют результаты суммирования пикселей межстрочной и межкадровой интерполяций при отсутствии превышений соответствующими сигналами разности соответственно третьего и четвертого пороговых значений, устанавливают результатом интерполяции полученное при этом значение пикселя, получают значение интерполируемого пикселя интерполяцией пикселей смежных строк второго поля по вертикальному направлению при превышении соответствующих заданных пороговых значений сигналами разности и по межкадровому и по межстрочному направлениям, при этом устанавливают в процессе усреднения вес пикселей до и после центра межстрочного промежутка смежных строк второго поля, обратно пропорциональным величинам амплитуд сигналов межстрочных разностей в пределах соответствующей матрицы совмещенных пикселей.
2. Устройство преобразования сигнала телевизионного изображения по п.1, содержащее вход устройства, блок совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля, блок вычисления среднего значения уровня пикселей в сигнале второго поля, информационные входы которого соединены с выходами блока совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля, блок выбора пикселей, блок обнаружения направления интерполяции пикселей сигналов смежных строк второго поля с первыми управляющими выходами, подключенными ко входам управления соответствующего блока выбора пикселей, входы информационных сигналов которого соединены с выходами блока вычисления среднего значения уровня пикселей в сигнале второго поля, блок двухскоростного преобразования числа и частоты сигналов строк, независимый информационный входы которого соединен с выходом блока совмещения групп пикселей сигнала второго поля и выход которого подключен к выходу устройства, отличающееся тем, что в него введены первый блок формирования результирующего пикселя сигнала первого поля, второй блок формирования результирующего пикселя сигнала третьего поля, блок совмещения во времени строк и групп пикселей телевизионного сигнала первого поля, который включен между входом устройства и входом блока совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля и выходы которого соединены с информационными входами первого блока формирования результирующего пикселя сигнала первого поля, блок совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала третьего поля, который подключен к выходу блока совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля и выходы которого соединены с информационными входами второго блока формирования результирующего пикселя сигнала третьего поля, первый блок вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, первый информационный вход которого соединен с выходом первого блока формирования результирующего пикселя сигнала первого поля и второй информационный вход которого соединен с выходом второго блока формирования результирующего пикселя третьего поля, второй блок вычисления результирующего пикселя сигнала второго поля, информационные входы которого соединены с выходами блока выбора пикселей, и третий блок вычисления результирующего пикселя сигналов первого, второго и третьего полей, блок горизонтальной низкочастотной фильтрации пикселей сигналов строк второго поля, входы которого соединены с выходами блока совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля, блок формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля, первые входы которого также соединены с информационными выходами блока совмещения строк и групп пикселей телевизионного сигнала второго поля, вторые информационные входы блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля соединены с выходами блока горизонтальной низкочастотной фильтрации пикселей сигналов строк второго поля, выходы которого соединены со входами блока обнаружения направления интерполяции пикселей сигналов смежных строк второго поля, вторые и третьи управляющие выходы блока обнаружения направления интерполяции пикселей сигналов смежных строк второго поля подключены ко входам управления второго блока вычисления результирующего пикселя сигнала второго поля и ко входам управления третьего блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого, второго и третьего полей, другой вход управления которого соединен с управляющим выходом первого блока вычисления результирующего пикселя сигнала первого поля, информационный выход блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля подключен к первому соответствующему входу блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого, второго и третьего полей, второй и третий информационные входы которого соединены с ответствующими выходами первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей и с выходами второго блока вычисления результирующего пикселя второго поля, информационный выход второго блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого, второго и третьего полей соединен с другим информационным входом блока двухскоростного преобразования числа и частоты сигналов строк.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блоки формирования результирующих пикселей сигналов первого и третьего полей являются идентичными и содержат вход пикселя сигнала первого (третьего) поля, совпадающего по положению во внутрикадровом пространстве с интерполируемым пикселем дополнительных строк сигнала второго поля, заданное количество m пар входов пикселей сигналов смежных строк первого (третьего) поля, симметрично распределенных по отношению к пикселю, совпадающему по положению во внутрикадровом пространстве с интерполируемым пикселем дополнительных строк сигнала второго поля, вход сигнала фиксированного уровня, вход сигнала "логической единицы", блоки суммирования с двумя входами, независимые входы каждого из которых соединены с указанными парами входов пикселей, блоки умножения на фиксированный коэффициент, входы каждого из которых соединены с выходами блоков суммирования, блоки электронного ключа и блоки вычитания, первый из входов каждого блока вычитания параллельно соединен со входом пикселя сигнала первого поля, совпадающего по положению во внутрикадровом пространстве с интерполируемым пикселем дополнительных строк сигнала второго поля, и второй из входов каждого блока вычитания параллельно соединен с выходом одного из блоков умножения на фиксированный коэффициент и с информационным входом одного из блоков электронного ключа, блоки вычисления абсолютного значения, вход каждого из которых соединен с выходом одного из блоков вычитания, компараторы, один из входов каждого из которых соединен с выходом одного из блоков вычисления абсолютного значения и второй из входов соединен со входом сигнала фиксированного уровня, логические элементы "НЕ", вход каждого из которых соединен с выходом одного из компараторов, первый и второй блоки суммирования с m+1 входами, m+1 вход первого из которых соединен со входом сигнала "логической единицы" и каждый из других m входов первого из которых параллельно соединен с выходом одного из логических элементов "НЕ" и со входом управления одного из блоков электронного ключа, выход каждого из блоков электронного ключа подключен к одному из m входов второго блока суммирования с m+1 входами, m+1 вход которого подключен к параллельно соединенным первым из входов каждого блока вычитания и входом пикселя сигнала первого поля, совпадающего по положению во внутрикадровом пространстве с интерполируемым пикселем дополнительных строк сигнала второго поля, блок делителя с переменным коэффициентом деления, вход управления которого подключен к выходу первого блока суммирования с m+1 входами и информационный вход которого подключен к выходу второго блока суммирования с m+1 входами, выход каждого из блоков формирования результирующих пикселей сигналов первого и третьего полей подключен к выходу блока делителя с переменным коэффициентом деления.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок горизонтальной низкочастотной фильтрации пикселей сигналов строк второго поля содержит распределенные входы совмещенных, первой и второй, групп пикселей смежных, верхней и нижней, по отношению к интерполируемому пикселю, сигналов строк второго поля, 3k блоков умножения на фиксированный коэффициент, k блоков суммирования с тремя входами, один вход отдельного из которых непосредственно подключен ко входу центрального, из каждых трех рядом расположенных в пределах первой и второй из групп пикселей распределенным входам пикселей сигналов смежных строк второго поля и два других из которых через первый и второй блоки умножения на фиксированный коэффициент подключены к другим двум из каждых трех, рядом расположенных в пределах каждой из групп по отношению к центральному, распределенным входам пикселей, при этом выход отдельного из k блоков суммирования подключен к независимому из k выходов блока горизонтальной низкочастотной фильтрации пикселей сигналов строк второго поля через третий блок умножения на фиксированный коэффициент.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля содержит попарно распределенные входы совмещенных во времени пикселей, совпадающих в сигналах соответствующих совокупностей пикселей смежных, трех и более, предшествующих строк второго поля по положению с интерполируемым пикселем, и попарно распределенные входы совмещенных во времени пикселей, совпадающих в сигналах смежных, трех и более, последующих строк второго поля по положению с интерполируемым пикселем, вход пикселя, совпадающего по положению в сигнале первой из смежных, трех и более, предшествующих строк с интерполируемым пикселем, вход пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, последующих строк, блоки вычитания, два входа каждого из которых соединены с попарно распределенными входами блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля, при этом один из двух входов первого блока вычитания соединен в блоке формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля со входом указанного пикселя сигнала первой предшествующей строки и второй из входов соединен со входом указанного пикселя сигнала второй предшествующей строки, один из двух входов второго блока вычитания соединен в блоке формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля со входом указанного пикселя сигнала первой последующей строки и второй из входов соединен со входом указанного пикселя сигнала второй последующей строки, один из двух входов третьего блока вычитания соединен в блоке формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля со входом указанного пикселя сигнала первой предшествующей строки и второй из входов соединен со входом указанного пикселя сигнала третьей предшествующей строки, один из двух входов четвертого блока вычитания соединен в блоке формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля со входом указанного пикселя сигнала первой последующей строки и второй из входов соединен со входом указанного пикселя сигнала третьей последующей строки, первый второй, третий и четвертый блоки вычисления абсолютного значения, вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего по порядку блоков вычитания, первый блок обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности, входы которого соединены с выходами первого и второго блоков вычисления абсолютного значения, второй блок обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого блоков вычисления абсолютного значения, блок суммирования с двумя входами, к первому из которых подключен вход пикселя, совпадающего по положению в сигнале первой из смежных, трех и более, предшествующих строк с интерполируемым пикселем и ко второму из которых подключен вход пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, последующих строк, блок умножения на фиксированный коэффициент, вход которого подключен к выходу блока суммирования, три логических элемента "И", первые входы первого, второго и третьего из которых параллельно соединены с третьим выходом первого блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности и вторые входы первого, второго и третьего из которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам второго блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности, пять блоков электронного ключа, при этом с первым выходом первого блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности соединен вход управления первого из блоков электронного ключа, информационный вход которого параллельно подключен ко входу пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, предшествующих строк, и к первому входу блока суммирования, со вторым выходом первого блока обнаружения заданного соотношения вычисленных абсолютных значений сигналов разности соединен вход управления второго из блоков электронного ключа, информационный вход которого параллельно подключен ко входу пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, последующих строк, и ко второму входу блока суммирования, с выходом первого логического элемента "И" соединен вход управления третьего блока электронного ключа, информационный вход которого параллельно подключен ко входу пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, предшествующих строк, к первому входу блока суммирования и к информационному входу первого блока электронного ключа, с выходом второго логического элемента "И" соединен вход управления четвертого блока электронного ключа, информационный вход которого параллельно подключен ко входу пикселя, совпадающего по положению с интерполируемым пикселем в сигнале первой из смежных, трех и более, последующих строк, ко второму входу блока суммирования и к информационному входу второго блока электронного ключа, с выходом третьего логического элемента "И" соединен вход управления пятого блока электронного ключа, информационный вход которого подключен к выходу блока умножения на фиксированный коэффициент, выходы блоков электронного ключа параллельно подключены к выходу блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля.
6. Устройство по п.2, включающее блок обнаружения направления интерполяции, содержащий в каждом из трех независимых каналов схемы попарно распределенные входы симметрично расположенных по отношению к интерполируемому пикселю, пикселей совмещенных, первой и второй, групп смежных, верхней и нижней, сигналов строк второго поля, блоки вычитания, входы каждого из которых подключены к попарно распределенным входам симметрично расположенных по отношению к интерполируемому пикселю пикселей, и выходы каждого из которых подключены ко входу блока вычисления абсолютного значения, первые выходы сигналов управления, отличающийся тем, что введены в каждый из независимых каналов схемы вторые из выходов сигналов управления, входы сигнала фиксированного уровня, компараторы, первый вход каждого из которых соединен со входом сигнала фиксированного уровня и второй вход каждого из которых подключен к выходу блока вычисления абсолютного значения, логические элементы "НЕ", вход каждого из которых параллельно подключен к выходу компаратора и к отдельному из трех первых выходов сигналов управления и выход каждого из которых подключен к отдельному из трех вторых выходов сигнала управления блока обнаружения направления интерполяции.
7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что первый блок вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей содержит вход результирующего пикселя сигнала первого поля, вход результирующего пикселя сигнала третьего поля, вход сигнала фиксированного уровня, первый и второй выходы сигналов управления, информационный выход результирующего пикселя первого и третьего полей, блок вычитания с двумя входами и блок суммирования с двумя входами, первый из входов которого параллельно соединен со входом результирующего пикселя сигнала первого поля и первым входом блока вычитания и второй из входов которого параллельно соединен со входом результирующего пикселя сигнала третьего поля и вторым входом блока вычитания, блок вычисления абсолютного значения, вход которого соединен с выходом блока вычитания, блок умножения на фиксированный коэффициент, вход которого подключен к выходу блока суммирования, компаратор, первый вход которого соединен со входом сигнала фиксированного уровня и второй вход которого подключен к выходу блока вычисления абсолютного значения, логический элемент "НЕ", вход которого параллельно подключен к первому выходу сигнала управления и к выходу компаратора, блок электронного ключа, вход управления которого параллельно подключен ко второму выходу сигнала управления и к выходу логического элемента "НЕ", информационный вход которого соединен с выходом блока умножения на фиксированный коэффициент и выход которого подключен к информационному выходу результирующего пикселя первого и третьего полей.
8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что третий блок вычисления результирующего пикселя первого второго и третьего полей содержит информационный вход результирующего пикселя от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, информационный вход результирующего пикселя от второго блока вычисления результирующего пикселя сигнала второго поля, вход экстраполированного пикселя от блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля, вход сигнала фиксированного уровня, первый и второй входы сигналов управления от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, первые три входа сигналов управления от блока обнаружения направления интерполяции и вторые три входа сигналов управления от блока обнаружения направления интерполяции, первый логический элемент "И" с четырьмя входами, первые три из которых подключены к первым трем входам сигналов управления от блока обнаружения направления интерполяции и четвертый из которых подключен к первому выходу сигнала управления от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, логический элемент "ИЛИ" с тремя входами, которые подключены ко вторым трем входам сигналов управления от блока обнаружения направления интерполяции, второй логический элемент "И" с двумя входами, первый из входов которого подключен к выходу логического элемента "ИЛИ", блок вычитания с двумя входами, первый из которых подключен к информационному входу результирующего пикселя от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей и второй вход которого подключен к информационному входу результирующего пикселя от второго блока вычисления результирующего пикселя сигнала второго поля, первый блок суммирования с двумя входами, первый из которых параллельно подключен к информационному входу результирующего пикселя от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей и к первому входу блока вычитания, блок вычисления абсолютного значения, вход которого соединен с выходом блока вычитания, блок умножения на фиксированный коэффициент, вход которого подключен к выходу первого блока суммирования с двумя входами, компаратор, первый вход которого соединен со входом сигнала фиксированного уровня и второй вход которого подключен к выходу блока вычисления абсолютного значения, первый логический элемент "НЕ", вход которого параллельно подключен ко второму входу второго логического элемента "И" и к выходу компаратора, третий логический элемент "И" с двумя входами, первый из входов которого подключен к выходу первого логического элемента "НЕ" и второй из входов которого подключен к первому входу сигнала управления от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, второй логический элемент "НЕ", вход которого подключен к выходу третьего логического элемента "И", третий логический элемент "НЕ", вход которого подключен к выходу второго логического элемента "И" с двумя входами, четвертый логический элемент "И" с тремя входами, первый из которых подключен к выходу второго логического элемента "НЕ", второй из которых подключен к выходу третьего логического элемента "НЕ" и третий из которых параллельно подключен ко второму входу третьего логического элемента "И" и ко второму входу сигнала управления от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей, первый, второй, третий и четвертый блоки электронного ключа, информационный вход первого из которых параллельно соединен с информационным входом результирующего пикселя от второго блока вычисления результирующего пикселя сигнала второго поля и со вторыми входами первого блока суммирования и блока вычитания, информационный вход второго из блоков электронного ключа соединен с выходом блока умножения на фиксированный коэффициент, информационный вход третьего из блоков электронного ключа параллельно соединен с информационным входом результирующего пикселя от первого блока вычисления результирующего пикселя сигналов первого и третьего полей и с первыми входами блока вычитания и первого блока суммирования с двумя входами, информационный вход четвертого из блоков электронного ключа соединен со входом экстраполированного пикселя от блока формирования экстраполированного пикселя сигнала второго поля, при этом вход сигнала управления первого блока электронного ключа параллельно соединен с выходом второго логического элемента "И" и входом третьего логического элемента "НЕ", вход сигнала управления второго блока электронного ключа параллельно соединен с выходом третьего логического элемента "И" и входом второго логического элемента "НЕ", вход сигнала управления третьего блока электронного ключа подключен к выходу четвертого логического элемента "И" и вход сигнала управления четвертого блока электронного ключа подключен к выходу первого логического элемента "И", второй блок суммирования с четырьмя входами, выход которого подключен к выходу блока вычисления результирующего пикселя первого второго и третьего полей и каждый из четырех входов которого соединен с выходом отдельного из четырех блоков электронного ключа.