HK123796A - Filtering system for processing a reduced-resolution video image - Google Patents

Claims (10)

1. Appareil de traitement de signaux vidéo pour le traitement d'un signal vidéo sur bande de base représentant des images afin de produire un signal vidéo représentant une image de définition réduite,comprenant :    un moyen (10) pour appliquer ledit signal vidéo sur bande de base ;    un moyen formant filtre (210) couplé audit moyen pour appliquer ledit signal vidéo sur bande de base afin d'atténuer des composantes dudit signal vidéo sur bande de base ayant des fréquences plus importantes qu'une fréquence prédéterminée relativement aux composantes ayant des fréquences plus faibles que ladite fréquence prédéterminée ;    un moyen d'échantillonnage (212) couplé audit moyen formant filtre pour échantillonner le signal vidéo filtré à une fréquence prédéterminée pour produire un signal vidéo représentant une image de définition réduite où ledit moyen d'échantillonnage (212) sous-échantillonne le signal vidéo filtré à une fréquence de sous-échantillonnage qui a tendance à introduire des composantes de chevauchement dans une portion du spectre des fréquences du signal vidéo qui représente ladite image de définition réduite ; et caractérisé en ce que    des moyens d'accentuation de signaux (220) sont couplés audit moyen de sous-échantillonnage pour amplifier la portion du spectre des fréquences du signal vidéo représentant ladite image de définition réduite qui comprend lesdites composantes de chevauchement pour améliorer les transitions aux fréquences supérieures, dans l'image de définition réduite, où ladite fréquence prédéterminée est choisie de manière que les composantes du signal à plus haute fréquence dans le spectre des fréquences du signal sous-échantillonné soient traitées par les moyens d'accentuation de signaux pour produire une image reproduite ayant une luminosité relativement uniforme sur la plage pouvant être définie des fréquences spatiales dans l'image de définition réduite.
2. Appareil de traitement selon la revendication 1 où ledit signal vidéo sur bande de base est un signal de luminance dérivé d'un signal vidéo composite comprenant un signal à la fréquence de référence de chrominance et ledit moyen d' échantillonnage (212) sous-échantillonne le signal filtré de luminance à une fréquence égale aux quatre cinquièmes de la fréquence dudit signal de référence de chrominance et où ladite fréquence prédéterminée dudit moyen formant filtre est égale aux deux cinquièmes de la fréquence de référence de chrominance et est considérablement plus faible que la fréquence de coupure dudit moyen formant filtre.
3. Appareil de traitement selon la revendication 2 où ledit moyen d'accentuation de signaux (220) a une fonction de transfert T_P représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{p}}\text{= Z⁻¹+K(-1+2Z⁻¹-Z²)}$ où Z a pour connotation la transformation conventionnelle en Z et Z⁻¹ représente un retard unitaire d'une période d'une fréquence de sous-échantillonnage qui correspond à ladite fréquence de sous-échantillonnage et K est un facteur variable de pondération ; et    où la fonction de transfert T_F dudit moyen formant filtre est représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{F}}{\text{= (1+Z⁻²)²(1+Z⁻}}^{\text{m}}{\text{)(1+Z⁻}}^{\text{n}}\text{)/16}$ où Z⁻¹ correspond à un retard unitaire d'une période de la fréquence égale aux quatre cinquièmes de la fréquence de référence de chrominance et m et n sont des nombres entiers positifs.
4. Appareil de traitement de signaux vidéo selon la revendication 1 où ledit moyen d'échantillonnage (212) sous-échantillonne le signal vidéo filtré à une fréquence sensiblement égale au double de ladite fréquence prédéterminée pour produire un signal vidéo représentant ladite image de définition réduite et lesdites composantes de chevauchement ont un spectre des fréquences qui correspond à une portion du spectre des fréquences du signal produit par ledit moyen formant filtre (210) au-dessus de ladite fréquence prédéterminée, mais pliée autour de ladite fréquence prédéterminée ; et    ledit moyen d'accentuation de signaux (220) amplifie les composantes dudit signal vidéo sous-échantillonné qui occupent une bande des fréquences correspondant au spectre des fréquences desdites composantes de chevauchement relativement aux composantes dudit signal vidéo sous-échantillonné ayant des fréquences en dehors de ladite bande des fréquences, et    où ladite fréquence prédéterminée est choisie de manière que ledit signal vidéo sous-échantillonné soit traité par ledit moyen d'accentuation de signaux (220) pour permettre la reproduction d'une image ayant une luminosité relativement uniforme sur la plage de définition des fréquences spatiales dans l'image de définition réduite.
5. Appareil de traitement selon la revendication 4 où ledit signal vidéo sur bande de base est un signal de luminance dérivé d'un signal vidéo composite qui contient un signal à la fréquence de référence de chrominance et ledit moyen d'échantillonnage (212) sous-échantillonne le signal filtré de luminance à une fréquence de quatre cinquièmes de la fréquence du signal de référence de chrominance et ladite fréquence prédéterminée dudit moyen formant filtre est égale aux deux cinquièmes de la fréquence de référence de chrominance et est considérablement plus faible que la fréquence de coupure dudit moyen formant filtre.
6. Appareil de traitement selon la revendication 4 où ledit moyen d'accentuation de signaux (220) a une fonction de transfert T_p représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{p}}\text{= Z⁻¹+K(-1+2Z⁻¹-Z²)}$ où Z a pour connotation la transformation conventionnelle en Z et Z⁻¹ représente un retard unitaire d'une période de la fréquence de sous-échantillonnage et K est un facteur variable de pondération ; et    où la fonction de transfert T_F dudit moyen formant filtre est représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{F}}\text{= (1+Z⁻²)²(1+Z⁻³)²/16}$ où Z⁻¹ correspond à un retard unitaire d'une période d'une fréquence égale aux quatre cinquièmes de la fréquence de référence de chrominance.
7. Appareil de traitement de signaux vidéo comprenant une source d'un signal de luminance (Y_A) occupant une bande prédéterminée des fréquences et une source (10) d'un signal de chrominance (C_A) qui comporte des première et seconde composantes de signal de différence de couleurs, chacune occupant une bande des fréquences ayant une largeur de bande qui est plus petite que la moitié de la largeur de la bande des fréquences occupée par ledit signal de luminance pour produire des signaux vidéo représentant une image de définition réduite,    un moyen formant filtre (210) ayant un moyen de filtrage du signal de luminance couplé à ladite source du signal de luminance pour réduire l'amplitude des composantes dudit signal de luminance qui ont des fréquences supérieures à une fréquence prédéterminée relativement aux composantes ayant des fréquences plus faibles que ladite fréquence prédéterminée ;    un moyen (212) d'échantillonnage de signaux de luminance couplé audit moyen de filtrage de signaux de luminance pour échantillonner le signal filtré de luminance et produire un signal de luminance représentant une image de définition réduite où ledit moyen d'échantillonnage (212) sous-échantillonne le signal filtré de luminance à une fréquence de sous-échantillonnage sensiblement égale au double de ladite fréquence prédéterminée, le sous-échantillonnage à ladite fréquence d'échantillonnage tendant à introduire des composantes de chevauchement dans ledit signal sous-échantillonné de luminance, lesdites composantes de chevauchement ayant un spectre des fréquences qui correspond à la portion du spectre des fréquences du signal produit par ledit moyen de filtrage de luminance au-dessus de ladite fréquence prédéterminée mais pliée autour de ladite fréquence prédéterminée ; caractérisé en ce que    des moyens d'accentuation de signaux (220) sont couplés audit moyen d'échantillonnage (212) pour amplifier les composantes du signal sous-échantillonné de luminance qui occupent une bande des fréquences du signal de luminance correspondant au spectre des fréquences des composantes de chevauchement relativement aux composantes en dehors de ladite bande des fréquences du signal de luminance, ladite fréquence prédéterminée étant choisie de manière que lesdits signaux sous-échantillonnés de luminance soient traités par ledit moyen d'accentuation de signaux pour permettre la reproduction d'une image ayant une luminosité relativement uni forme sur la plage de définition des fréquences spatiales dans l'image de définition réduite.
8. Appareil selon la revendication 7 où ledit moyen formant filtre comprend de plus :    un moyen de filtrage de signaux de différence de couleurs (260, 276) couplé à ladite source du signal de chrominance et répondant à l'une desdites première et seconde composantes du signal de différence de couleurs pour réduire l'amplitude de ses fréquences plus importantes qu'une fréquence limitant la différence de couleurs relativement aux fréquences plus faibles que ladite fréquence limitant la différence de couleurs ; et    un moyen de sous-échantillonnage (262, 272) couplé audit moyen de filtrage de signaux de différence de couleurs pour sous-échantillonner la composante filtrée du signal de différence de couleurs à une fréquence de sous-échantillonnage sensiblement égale au double de ladite fréquence limite de différence de couleurs et produire un signal de différence de couleurs représentant ladite image de définition réduite.
9. Appareil selon la revendication 8 où ledit signal de chrominance comporte un signal de référence de chrominance ayant une fréquence connue et ledit moyen d'échantillonnage (212) du signal de luminance sous-échantillonne ledit signal filtré de luminance à une fréquence qui est sensiblement égale aux quatre cinquièmes de la fréquence dudit signal de référence de chrominance ; ladite fréquence prédéterminée est sensiblement égale aux deux cinquièmes de la fréquence du signal de référence de chrominance ; ledit moyen (262, 272) de sous-échantillonnage du signal de différence de couleurs sous-échantillonne ledit signal filtré de différence de couleurs à une fréquence sensiblement égale à un cinquième de la fréquence dudit signal de référence de chrominance ; et ladite fréquence limite de différence de couleurs est sensiblement égale à un dixième de la fréquence du signal de référence de chrominance.
10. Appareil selon la revendication 9 où ledit moyen d'accentuation de signaux (212) a une fonction de transfert T_p représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{P}}\text{= Z⁻¹+K(-1+2Z⁻¹-Z²)}$ où Z a pour connotation la transformation conventionnelle en Z et Z⁻¹ représente un retard unitaire d'une période d'une fréquence de sous-échantillonnage correspondant à ladite fréquence de sous-échantillonnage et K est un nombre réel entre zéro et un ;    la fonction de transfert T_FL dudit moyen de filtrage du signal de luminance est représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{FL}}\text{= (1+Z⁻²)²(1+Z⁻³)²/16}$ où Z⁻¹ correspond à un retard unitaire d'une période de la fréquence égale aux quatre cinquièmes de la fréquence du signal de référence de chrominance ; et    lesdits échantillons de différence de couleurs sont appliqués audit moyen de filtrage de signaux de différence de couleurs (260, 270) à une fréquence égale à deux fois la fréquence du signal de référence de chrominance et la fonction de transfert T_FC dudit moyen de filtrage de signaux de différence de couleurs (260, 270) est représentée par l'équation ${\text{T}}_{\text{FC}}\text{= (1+Z⁻¹)(1+Z⁻⁸)/4}$ où Z⁻¹ correspond à un retard unitaire d'une période de la fréquence égale à deux fois la fréquence du signal de référence de chrominance.