СПОСОБ ПОФРАГМЕНТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H04N5/21 

Изобретение относится к методам обработки и передачи изображений на расстояние, в частности к области телевидения, фототелеграфной техники, техники передачи газетных полос по каналам связи.

Известно, что при передаче изображений по каналам связи их сначала кодируют последовательностью электрических сигналов, которую в большинстве случаев подвергают обработке с целью уменьшения избыточности передаваемой информации, и, как следствие, повышения ее скорости передачи, т.е. более экономного использования канала связи, а также с целью повышения помехоустойчивости передаваемых сигналов, затем полученную последовательность импульсов передают по каналам связи на приемный конец, где ее декодируют, и передаваемое изображение восстанавливают.

Известны способы обработки изображений, используемые при передаче их по каналам связи, основанные на разбиении изображения на фрагменты, после чего каждый фрагмент обрабатывают одним из методов разложения изображения по ортогональным функциям и передают по каналам связи отдельно. В частности, так, например, осуществляют обработку и передачу изображений в устройстве суперразвертки [1].

Однако при пофрагментном способе передачи изображений часто возникают ложные контуры на границах фрагментов, которые хорошо заметны на репродукциях и резко снижают их качество.

Например, в аппаратуре, использующей многоэлементную развертку, когда с помощью ЭЛТ, приборов с зарядовой связью и др. приборов, одновременно (за один оборот сканирующего барабана) осуществляется сканирование некоторым числом сканирующих элементов, на изображении могут возникнуть вертикальные полосы. Эти полосы образуются на границах изображения, формируемых строкой суперразвертки.

В указанном источнике для уменьшения или устранения ложных контуров на стыках фрагментов предлагается учитывать, что точки каждого фрагмента, лежащие вблизи границы, зависят от точек соседних фрагментов, так что теоретически нельзя считать один фрагмент не зависящим от других. Практически необходимо использоваться метод разбиения, при котором следует образовать перекрывающиеся фрагменты, реставрировать каждый из них в отдельности, а затем исключить границы.

Поэтому известный способ заключается в формировании перекрывающихся фрагментов изображения, обработке этих фрагментов линейными математическими методами и передаче их в канал связи, т.е. необходимо произвести формирование перекрывающихся фрагментов, затем восстановить каждый из них в отдельности и исключить границы между отдельными фрагментами, а на приемной стороне декодировать каждый фрагмент в отдельности и восстановить все изображение.

Однако математическое решение проблемы формирования перекрывающихся фрагментов изображения без возникновения ложных контуров на их границах неизвестно.

Целью изобретения является повышение качества пофрагментно передаваемого изображения путем исключения ложных контуров на границах фрагментов.

Цель достигается в способе пофрагментной передачи изображений, при котором формируют перекрывающиеся фрагменты изображения, кодируют их, передают в канал связи, декодируют каждый фрагмент в отдельности, восстанавливают все изображения, тем, что перекрывающиеся фрагменты изображения формируют путем их частичного наложения, при этом оптическую плотность точек фрагментов уменьшают от максимальной в центре каждого фрагмента до нулевой на его границе, а суммарную оптическую плотность перекрывающихся фрагментов поддерживают равной оптической плотности исходного изображения. При предложенном способе при условии, что пофрагментная передача изображения осуществляется линейными методами, ложные контуры на границах фрагментов не возникают, поэтому операция исключения границ фрагментов не производится.

В основе предлагаемого формирования перекрывающихся фрагментов лежит математический прием "разложение единицы", при осуществлении которого возникает набор неотрицательных функций J_j(x,y), сумма которых поддерживается равной 1, но отличной от 0 только на одном из фрагментов. При этом, если имеется некоторый линейный метод обработки изображения (например, разложение по функциям Уолша или ХААра и т.д.), который обозначим через L и который применяется пофрагментно, то для любого изображения, яркость которого в каждой точке обозначена через B(x,y), имеем в силу линейности оператора L
BB(x,y)J_jk(x,y)=
Равенство показывает, что можно предложить следующий способ пофрагментной обработки изображения B(x,y) методом L, не приводящий к появлению ложных контуров на границах фрагментов: а) изображение разбивается на фрагменты Δ_jk, j=1,2,... μ , k = 1,2,... ν , определяемые Δ_jk;
б) изображение B(x,y) на каждом фрагменте каким-либо образом "умножается" (например, с помощью соответствующего светофильтра или маски) на соответствующую функцию J_jk(x, y) из разложения единицы, в результате чего получается новое изображение на фрагменте Δ_jk:
B_jk(x,y) = B(x,y) ^. J_jk(x,y);
в) полученное изображение Bjk на фрагменте Δ_jk обрабатывается методом L, в результате чего получается изображение
L_jk(x,y) = LB_jk(x,y) = L[B(x,y) ^. J_jk(x,y)];
г) полученные изображения "суммируются" (накладываются, точнее перекрываются в соответствии с набором носителей выбранного разложения единицы), в результате чего получается изображение
в силу равенства для LB(x,y).

Отсутствие ложных контуров на границах фрагментов является результатом пофрагментной обработки указанным способом, который приводит к тому же результату, что и при обработке сразу всего изображения этим же методом.

На чертеже приведена структурная схема фототелеграфного аппарата, реализующего предлагаемый способ, который содержит барабан 1, блок 2 механической развертки, блок 3 отклонения луча, состыкованный с ЭЛТ 4, каретку 5 с ходовым винтом 6, синхрогенератор 7, объектив 8, перед которым помещен предлагаемый блок 9 уменьшения на функцию из выбранного разложения единицы, ФЭУ 10, от которого сигнал идет к видеоусилителю.

На барабан 1 устанавливается считываемый оригинал. За счет блока 2 механической развертки осуществляется вращательное перемещение барабана 1 и поступательное перемещение каретки 5 путем передачи вращательного движения от блока 2 механической развертки на каретку 5 через ходовой винт 6. С экрана ЭЛТ 4, установленной на каретку 5, через объектив 8 в плоскость оригинала на барабане 1 проецируется светящееся пятно, которое перемещается в пределах шага подачи сигналов механического перемещения каретки 5 за один оборот барабана 1. Перемещение светового пятна достигается путем подачи сигналов отклонения на ЭЛТ 4 от блока 3 отклонения луча. Синхронизация устройств блока 2 механической развертки и блока 3 отклонения луча путем подачи сигналов синхронизации осуществляется при помощи синхрогенератора 7. При этом оба сигнала от синхрогенератора 7 состоят в определенной связи, которая обеспечивает требуемую плотность линий развертки в плоскости барабана, исходя из необходимой разрешающей способности устройства. В результате в плоскости оригинала светящееся пятно засвечивает поочередно элемент за элементом в пределах одной строки, длина которой равна шагу подачи ходового винта 6. Отраженный от оригинала свет направляется на светочувствительную поверхность ФЭУ10, который, в свою очередь, осуществляет преобразование светового сигнала от оригинала в электрический видеосигнал.

В рассмотренном устройстве шаг ходового винта или скорость вращения надо выбрать так, чтобы было обеспечено необходимое перекрывание соседних фрагментов. Этого же можно добиться за счет увеличения длины строки на экране ЭЛТ путем подачи увеличенных сигналов отклонения от блока 3 или изменения оптических свойств объектива 8.

Блок 9 может быть также реализован разными способами.

1. Изготавливается специальная маска, коэффициент пропускания которой падает от центра к периферии, и эта маска накладывается на каждый фрагмент изображения перед сканированием (т.е. при анализе изображения перед обработкой и передачей по каналу связи).

2. Изготавливается специальный светофильтр, коэффициент пропускания которого падает от центра к периферии по аналогичному закону, он помещается между осветителем ЭЛТ и сканируемыми фрагментами.

Использование: техника пофрагментной передачи изображения. Сущность изобретения: устройство, реализующее способ пофрагментной передачи изображения, содержит барабан, блок механической развертки, блок отклонения луча, электронно - лучевую трубку, каретку, ходовой винт, синхрогенератор, объектив, блок умножения, ФЭУ. Изобретение позволяет повысить качество пофрагментно передаваемого изображения путем исключения ложных контуров на границах фрагментов. 1 ил.

СПОСОБ ПОФРАГМЕНТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ, заключающийся в том, что формируют перекрывающиеся фрагменты изображения, кодируют их, передают в канал связи, декодируют каждый фрагмент в отдельности, восстанавливают все изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества пофрагментно передаваемого изображения путем исключения ложных контуров на границах фрагментов, формируют перекрывающиеся фрагменты изображения путем их частичного наложения, при этом оптическую плотность точек фрагментов уменьшают от максимальной в центре каждого фрагмента до нулевой на его границе, определяют суммарную оптическую плотность перекрывающихся участков фрагментов, поддерживают ее равной оптической плотности исходного изображения.