Устройство фильтрации импульсных помех на изображении (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК H04N5/14 

Описание патента на изобретение SU1042205A1

ния, другой вход шторого умножителя-t к выходу блока экстраполяции, а выхода умножителей соединены с соответствующими входами сумматора.

Похожие патенты SU1042205A1

название год авторы номер документа
Устройство фильтрации импульсных помех на изображении 1981
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1120491A1
Устройство фильтрации импульсных помех на изображении 1983
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1133692A1
Устройство сглаживания импульсных помех в видеосигнале 1984
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1170632A1
Устройство для экстраполяции видеосигнала изображения 1983
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1105908A1
Экстраполятор видеосигнала изображения 1983
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1091189A1
Устройство исправления импульсных помех в видеосигнале 1982
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1059700A1
Устройство для экстраполяции видеосигнала изображения 1983
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1104543A1
Устройство устранения импульсных помех на изображении 1982
  • Моргулев Сергей Александрович
  • Павлова Татьяна Николаевна
SU1075444A1
Экстраполятор видеосигнала изображения 1989
  • Кишенский Сергей Жанович
  • Кузьмин Александр Леонидович
  • Надобных Евгений Николаевич
  • Христенко Ольга Юрьевна
SU1718246A1
Устройство для контроля объектов 1990
  • Куликов Вадим Александрович
  • Сазанович Петр Николаевич
  • Орлов Анатолий Петрович
SU1725233A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 042 205 A1

Реферат патента 1983 года Устройство фильтрации импульсных помех на изображении (его варианты)

Формула изобретения SU 1 042 205 A1

I

Изобретение относится к технике обработки изображений, а именно к устройствам фильтрации видеосигналов двумерных изображений, наблюдаемых иа фоне ютульсных помех.

Такого рода помехи характерны для изображений, полученных после передачи по радиоканалам, использующим нелинейные виды модуляции (частотную, кодово-импульсную и т.д.), а также для цифровых систем передачи и хранения изображений.

Известно устройство, предназначенное для фильтрации видеосигналов, наблюдаемых на фоне И1шульсных помех, содержащее пороговый блок, порог срабатывания которого. несколько больше, чем средняя аютлитуда видеосигнала. При появлении импульсной помехи пороговое устройство срабатывает и блокирует входной сигнал 1} .

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность фильтрации при работе на Фоне импульсных помех с сщриорно неизвестными или изменяющимися во времени статистическими характеристиками.

Наиболее близким По технической сущности к предлагаетлсму является устройство фильтрации иь ульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного считывания, последовательно соединенные блок вычитания амплитудный дискриминатор, переключатель и блок электронно-оптического преобразователя и фоторегистрации, а также блок синхронизации, выходы которого подключены к соответствующим входам синхронизации блоков фотоэлектроцного считывания и электроннооптического преобразования и фоторегистрации, первую и вторую линии задержки, входы которых подключены к выходу переключателя, первый блок экстраполяции, входы которого соединены с соответствующими выходг1ми первой и второй линий задержки, сумматор один вход которого подключен к выходу блока экстраполяции, другой вход к другому выходу амплитудного дискриминатора, а выход - к управляющему входу переключателя 2 .

Однако у этого устройства недостаточно высокое качество фильтрации импульсных помех на изображении, вызванное относительно высоким уровнем ошибок фильтрации импульсных помех при большой, их интенсивности.

Работа такого устройства осуществляется в ява этапа: обнаружение выбросов импульсной помехи; замена участка изображения, поргикенного импульсной помехой, экстраполированным изображением. Процедура обнаружения выброса импульсной поме хи сводится к образованию величины разности между текущим и экстраполированным значения1« сигнала и сравнению абсолютной величины этой разности с некотоЕ%1м пороговым значение определяемым исходя из условия оптимальности процедуры обнаружения. Однако в том случае, когда статические характеристики импульсных помех и изображения различаются не слш.ком сильно такая процедура обнаружения характеризуется значительными ошибками ложного обнаружения и необнаруження помехи, что, в свою очередь, ведет к заметному увеличению ошибок фильтрации. Таким образом, йроцедура обнаружения выбросов импульсной помехи, основанная на анализе величины разности между текущим и экстраполированным значениями сигнала изображения в указанном случае оказывается малоэффективной.

Цель изобретения - повышение качества изображения.

Поставленная цель достигается тем что в устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного считывания последовательно соединенные блок вычитания, амплитудный Дискриминатор, переключатель и блок электронно-оптического преобразования и фоторегисрации, а также блок синхронизации, выходы которого подключены к соответствующим входам синхронизации блоков фотоэлектронного считывания и электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, первую и вторую линии задержки, входа которых подключены к выходу переключателя, первый блок экстраполяции, входы которого соединены с соответствующими выходам первой и второй линий задержки, сумматор, один вход которого подключен, к выходу блока экстраполяции, другой вход - к другому выходу амплитудного дискрикшнатора, выход сумматора соединен с одним входом переключателя, а с другим его входом соединен выход блока фотоэлектронного считывания, введены первый блок формирования конечно-разностного сигнала и последовательно соединенные третьд линия задержки, второй блок формирования конечно-разностного сигнала и второй блок экстраполяции, выход которого подключен к одному входу блока вычи-тания, вход третьей линии задержки соединен с выходом переключателя, вход первого блока формирования ко.нечно-разностного сигнала подключен к выходу блока фотоэлектронного считывания,, а выход первого блока форми рования конечно-разностного сигнала соединен с другим входом блока вычитания. В варианте устройства фильтрации импульсных помех на изображении, содержащем последовательно соединенные блок фотоэлектронного считывания и блок вычитания, последовательно соединенные сумматор и блок электронно-оптического преобразования и фоторегйстрадии, а также блок синхро низации, выходы которого подключены к соответствующим :входам синхронизации блока фотоэлектронного считывания и блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, первую и вторую линии задержки, вход которых подключены к выходу сумматор блокэкстраполяции, входы которого соединены с соответствующими выходам первой и второй линий задержки, а вы ход блока экстраполяции подключен кДругому входублока вычитания, введены последовательно Соединенные аналого-цифровой преобразователь, постоянное запоминакицее устройство, а также пёрвЬй и второй умножители причем вход аналого-цифрового преобр зователя подключен к выходу блока вычитания, выходы постоянного з апоминаквдего устройства соединены соответственно с одними из входов первого и второго умножителей, другой вход первого умножителя подключен к выходу блока фотоэлектронного счиг тывания, другой вход второго умножиг Теля - к выходу блока экстраполяции, а выходы умножителей соединены с соответствующими входами сумматора. На фигil представлена структурнал электрическая схема устройства; на Фи1:.2 - структурйая электрическая схема его варианта| на Фиг.3-9 - диа гргймы, поясняющие принцип их рабоТХ1. , -:.-. :, ..;.; . : } Устройство фильтрации импульсных помех на изображении (фиг.1) содержи блок 1 фотоэлектронного считывания (БОС)J первый блок 2 фррмировайия конечно- разностного сигнала, блок t 3 вычитания, амплитудный дискримива тор 4, переключатель 5, блок б роннр-оптического преобразования и фоторегистрации (БЭПФ), сумматор 7; первую и вторую линии 8 и 9 задержки первый блок 10 экстраполяции, тре ью линию 11 задержки, второй блок 12 формирования конечно-разностного сигнала, второй блок 13 экстраполяии и блок 14 синхронизации. Вариант устройства фильтрации импульсных помех на изображении (фиг.2) содержит блок 15 фотоэлектронного считывания (БФС) блок 16 вычитания, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18, первый и второй умножители 19 и 20 сумматор .21, первую и вторую линии задержки (лз) 22 и 23, блок 24 экстраполяции, блок 25 синхронизации и блок 26 электронно-оптического преобразования и фоторегистрации (рЭПф). Устройство фильтрации импульсных помех На изображении и его вариант работают следующим образом. Видеосигнал изображения, эпюры которого приведены на фиг.З образуется на выходе блока 1 фотоэлектронного считывания, осуществляющего построчное считывание яркостей обрабатываемого изображения, В некоторые случайные моменты времени и сигнале наблюдаются выбросы, соответствую1Дие импульсным помехам на изображении. Для формирования значения сигнала i -6й « строки в момент времени to сначала с помощью линий 8 и 9 задержки и экстраполятора 10 формируется экстраполированное значение сигнала в указанную точку. Процедура экстраполяции Изображена на фиг.4. Линия 8 задержки осу-,ществляет задержку сигнала на величину TC, т.е. на длительность одной строки изображения. Линия 9 задержки задерживает сигнал на величину , где задержка t выбирается таким образом, чтобы ее величина немного превосходила длительность выбросов импульсной помехи. Таким образом, в MO-I. мент времени с Юззходов линий 8 и 9 задержки на вход блока 40 эксТ| апрляции поступают видеосигналы изображения, .соотвётствуйядие м(«ентам времени 4-5 И 1 . Блок 10 экстраполяции осуществляет взваленное суммирование напряжений этих сигналов, формируя экстраполированное значение сигнала в моМент времени io. Одновременно с помощью лиш«и 11 задержки, второго блока 12 формвдх вачия конёчйо-разностного сигнала и В СЧЕЮГО блока 13 экстраполяции формируется экстраполированное на момент времени to значение конечной разности сигнала К-го порядкаSцэ с (to), пoлyчae A5e по данным наблюдения конечной разности сигнала в Моменты , предшествукмдае мс «еиту времени tp ; Сигнал с выхода, блока 1 фотоэлектронного считывания одновременно подается на вход пере ключателя 5 и на вход первого блока 2 формирования конечно-. разностного сигнала, .на выходе которого формируется текущее значение конечной разности сигнала М -го порядка, соответствунвдее моменту времени,

V HKolКонечная разность сигнала,5(1) соответствующая моменту времени t определяется формулой

,),)4oHcMt.),

где CJJ - комбинаторный коэффициент/ TO - дискрет формирования конечной разности.

Пусть сигнал Xd)является нормгшьным т.е. его значения распределены по нормсшьному закону) с дисперсией СзЗ и функцией корреляций рх (t)j Пусть далее импульсная помеха для определенности описывается выброссяи

1(i-tЛ, г

где А - некоторая постоянная амплитуда выброса;

ГТ

linpnltU-rtHt) 0,npHltl -J

,-единичный импульс длительности Т много меньшей радиуса корреляции видеосигнала X(t) . .

Таким образом, предполагается, что сигнал, поступающий- на вход первого блока 2 формирования конечно-разностного сигнала представ.ляется в виде-

sW--X(tbA-i(Vio).

Плотность вероятности распределения значений сигнала Р(Х) и импульсной помехи Рц (X) представлена на фиг.5.

При обнаружении импульсной помехи с постоянной амплитудой А на фоне нормального сигнала, величина порога С, по превышению которого принимается решение о наличии либо отсутсвии выброса, устанавливается чуть меньше амплитуды А

-Л,

где ь - некоторая малая по сравнению с А величина.

Таким образом, для вероятности оишбки неправильного обнаружения выброса импульсной помехи можно записать

Pomi--J РДХ)Х.

А-Л

В предлагаемом устройстве решение об обнаружении, либо необнаружении помехи-принимается путем не величины S(,i),a -ее конечнор азкостного представления

&4Ub U Ci-te)

Оператор А преобразует сигнал X(t) с нормальнь 1 распределением в нормально распределенный сигнал с дисперси eft

.б:„-б: с;.,р.)Ц,

а помеху ) - в помеху той же формы, но большей амплитуды, а именно U , . п

A A-nt-tolrCjA-nt-toV,

где Q (Ч/2).

При этом существенно, что величина 0,N в ряде случаев оказывается меньше величины О , а амплитуда Л больше значения А Последнее обстоя- г тельство иллюстрирует фиг.6, где представлены плотностираспределения Q вероятностей значений выходного эф фекта конечно-разностного оператора при действии им на сигнал Y(t1-Р,,(Х) и помеху А-1 it4o1-PnN(X).

Таким образом, конечно-разностный 5 оператор как бы сжимает распределение полезного сигнала и одновременно отодвигает от него распределение импульсной помехи. Соответственно для. вероятности ошибки неправильного обнаружения помехи в данном случае имеем

(а POMIJ PxnWciK,

M«i&

при этом очевидно, что 5

(1)

out «2 .

Сигнал с выхода первого блока 2 формирования конечно-разностного сигнала подается на один из входов блока 3 вычитания, а на другой его вход пода ется экстраполированное значение конечной разности 6 N экс (% снимаемое с выхода второго блока 13 экстраполяции. На выходе блока 3 вычитания формируется сигнал разности

SlioV-5н(toV%э1cc o)

Разностный сигнал л S (о) подается на вход амплитудного дискриминатора 4, который управляет работой переключателя 5. Если значение a5(to) не превышает-по абсолютной величине значение заданного порога 5,, выбираемого исходя из априорных лЯОо экспериментальных сведений об интенсивности и статистике изображения и импульсной помехи, то переключатель 5 находится в положении 1 и навыход , yctpoйcтвa фильтрации импульсных помех на изображении поступает непосредственно входной сигнал. Если значение & S Но) превышает по абсолютной величине порог S j переключатель 5 переводится в другое состояние и на выход переключателя 5 поступает экстраполированное значение сигнала (to)., сложенное в сумматоре 7 с некоторым напряжением подставки Ьч / снимаеь«1М с амплитудного дискрими- :. натора 4. Для обнаружения помехи и предлагаемом устройстве по существу используется классическая двухальтернативная схема обнаружения сигнала, наблюдаемого на фоне шума. Именно, при наблкшении значения сигнала на выходе блока 3 вычитания необходимо выработать решение о том, какая из двух гипотез реализована - наблюдение сигнала изображения, либо наблюдение сигнала изображения в сумме с выбросомимпульсной помехи. Плотность вероятности распределения значеннй сигнала на выходе блока 3 вычитания в первом случае, очевидно, соответствует плотности вероятностей. распределения значений ошибок зкстраполяции конечно-разностного сигнала (Х)ВО ВТОРОМ случае Pj (К) - свертке плотностей ошибок экстраполяции РэксАх) и плотности компоненты выходного СИРНсша блока формирования койечно-разностного сигнала, соответствующей импульсным сбоям РНН ( ) Р 11Рэкс1 )Рнни- Х. -00; В случае наличия импульс ной помехи сигнал на выходе блока 3 вычитания очевидно, есть суг«4а сигнала конечной разности выброса, еложенного с ошибкой зкстраполяции. Плотность же вероятностей распредел в ния значений суммы случайных величин есть свертка плотностей слагаемых. Примерный вид плотностей экс() и Pj(x) приведен на фиг.7. Величина 6( по превьниению которо принимается решение о наьличии, либо отсутствии выброса импульсной помехи в наблюдаемом сигнале выбирается так чтобы максимизировать выбранный пока затель качества обнаружения. В простейшем случае использования простого байесовского правила обнаружения зна чение 8i определяется из уравнения РэксС ЬР &Л Таким образом, на практике для оп ределения величины § и эффективного использования предлагаемого устройства необходимо определить вид плоТ ностейРэ,(.и) и Pj-UI и вычислить зат&л пЬ уравнению (2) значение порога S . Что касается поправки о,то ее введение обусловлено следующими обстоятельствами. Как в предлагаемом устройстве, так и- в прототипе, участок изображения, пораженный импульсной помехой, заменяется экстраполированным значением сигнала, получаемым в результате линейного взвешивания вели чин яркости изображения в двух близких точках, а именно x,,,,ec,x(t-AJo azX(t-bUj), (з). где о1г коэффициенты экстраполяции (дискретная импульсная характеристика экстраполятора). При этом ойибка экстраполяции , -X(t)-X jijcW -XW -(i tt-&ii, it-&ti) характеризуется математическим ожиданием: m,l-oi.,-oc., . (J) где m « . X К) - математическое ожидание значений яркости изображения. Значения коэффициентов rt Hotj выбираются обычно таким образом, чтобы обеспечить минимум среднеквадра.тической сяяибки зкстраполяции. -E - XW I oc 4n6Vet.p«Ut,)-ЛгрдКчи 1К7рхи 7-ь 01, где о ,({)- нормированная корреляционная функция сигнала изображения. Существенно, что значения коэффициентов ОС, и а обеспечивающие выполнение условия mm С и находящиеся как решение системы уравнений вида lll.oЭос, За в общем случае не удовлетворяют условию 0 + «2 1 Поскольку ot«-t- Лу 1, то из (S) следует, что математическое ожидание ошибки экстраполяции не равно нулю т.е. такая оценка в случае сигнала изображения оказывается смещенной на величину т,.,+ot;. Для повышения качества экстраполяции, и в частности, улучшения субъективного восприятия обработанных,изображений оценкунеобходимо центрировать, т.е. прибавить к ней величину: 82--1ГТ Л -(в(.440(.,Я, (в) что и осуществлАется как в прототипе, так и в предла.гаемом устройстве. Использование в предлагаемом устройстве для обнаружения (Импульсной помехи наблкщений конечно-разност-т ного сигнала обуславливает некоторую специфику, по сравненик с прототипом выполнения переключателя 5, Используется инерционный переключатель с временем переключения Чпер. несколько превышающим среднюю длительность Пер выбросов импульсно помехи, на фоне которой производит ся работа устройства{Тпер 1,2-1, 5ч Объясняется это тем, что в окрестности выброса импульсной помехи ко но-разностный сигнал имеет многоэкстремальный характер. Поэтому ис пользование безинерционного перекл чателя приводит к тому, что его переключение будет производиться несколько раз в течение действия выброса импульсной помехи, что при водит к значительному увеличению етаибок фильтрации. Использование же инерционного переключателя позв ;ляет сохранить после превышения .порога первым экстремумом конечноразностного сигнала -состояние пере чателя до окончания действия выбро са импульсной помехи. Таким образом, в предлагаемом у ройстве момент переключения переключателя 5 определяется моментом первого превышения порога конечноразяостнБвл сигналом, а минимальная длительность пребывания переключателя в одном состоянии - временем инерционности его переключения. В простейшем случае переключатель 5 может выть реализован по схеме, представленной на фиг.8. содержащей безинерционный переключатель 27 и реле 28 времени. Управляющий сигнал, приходящий с сумматора 7, переводит переключатель из одного сос тояния во.второе и одновременно запувкает реле 28 времени, которое срабатывает через интервал времени и выдает на вход переключателя 5 сигнал, переводящий его из второго состояния в первое. Обработанный таким образом, сигн подвергаефся электронно-оптическому преобразованию и фоторегистрации в блоке б электронно-оптического преобразования и фоторегистрации в результате чего формируется отфильт рованное от импульсной помехи исходное фотографическое изображение. Блок 14 синхронизации осуществляет синхронизацию разверток блоков 1 и 6 фотоэлектронного считывания и электронно-оптического преобразован и фотррегистрации. Блоки 2 и 12 формирования конеч но-раэностного сигнала могут быть реализованы на основе группы N . пореализованы на основе . следовательно соединенных ЛИНИЙ л задержки в N групп блоков вычитан причем в .первой группе содержится N блоков вычитаний, а в каждйй после дующей - на один блок вычитания ме гае, чем в предыдущей. Среднеквадратическаяошибка фильтрации импульсных помех в предлагаемом устройстве и прототипе может быть вычислена по следующей формуле Ф Ра-Роы-бЗ .где РП - вероятность появления выброса импульсной помехив обрабатываемом видеосигнале, откуда с учетом соотноаения (1) следует, что Среднеквадратическая сяаибка Фильтрациив предлагаемом объекте G| меньше среднеквадратической сяаибки фильтрации в прототи,что по существу доказывает достижение положительного эффекта в предлагаемом устройстве. Приведенное доказательство относит сяЁ к случаю фильтрации импульсньк помех, известной формы с постоянной амплитудой при норглально распределенном сигнале, может быть обобщено и на слу чай сигналов и помех с другими статистическими характеристиками. Работа варианта устройства фильт- рации импульсных псмех на изображении отличается от работы указанного устройства тем, что разностный сигнал л5(1о)с выхода блока 16 вычитания подается на вход АЦП 17, осуществляйцего его преобразование в цифровой код. Выходной цифровой сигнал АЦП 17 является по существу -адресом, по которому из соответствующих ячеек ПЗУ 18 на входы первого 19 и второго 20 умножителей выдсиотся весовые коэффициенты, на которые производится умножение соответственно текущего и экстраполированного значений сигналов. Взвешенные значения указанных сигналов суммируются затем в сумматоре 21 и подаются на вход БЭПФ 26, на выходе которого формируется отфильтрованное от импульсной помехи изображение. Блок 25 синхронизации осуществляет синхронизацию разверток БФС 15 и ЬЭПФ 26. Принцип формирования значений взвешива№1их мнолителей, хранящихся в ПЗУ 18, на которое производится умножение сигналов в первом 19 и втором 20 умножителях следующий. Оценка значения видеосигнала изображения в предлагаемом устройстве, как следует из приведенного, осуществляется с использованием соотношения , i. . /.r/4 - / лг- /i f 9vbj o-iU)b.to) + oi2(u 59Kci o), (9/ гДеэН-о)- значение формируемой оценки видеосигнала в момент времени to; ) - значение входного, подвергаемого обработке видеосиг ла в момент временило Sjttjlio)- значение экстраполяционной оценки сигнала на момент времени to , снимаемой с в хода блока 24 экстраполяци oL,()tjU| - взвеыивакндие множители, хр нящиеся в ПЗУ 18, значения которых являются функциями значения разностного сигна u lio 5lioY-5,«ciM, снимаемого с выхода блока 16 вычитания., Величины ctt (лу и 0(2 (л) определяютс Как .условные вероятности наблюдения соответственно сигнала не выбитого и выбитого импу.льсной помехой при значе нии сигнала на выходе блока 16 вычитан равном &&, а именно ai,(M P(%9V, Ot,iU) ). Койкретные функциональные зависимости вероятностей вида (10) для каждого конкретного изображения и .псмехи (либо класса изображений и {помех могут быть получены на ос;ноВе экспериментальных исследований, либо, при наличии аналитически моделей статистических-характеристи сигналов и помех могут быть опреде ны теоретически. Примерный вид зависимостей вида (iO представлен . на фиг.9, где можно выделить трихарактерные области. Первая область (обозначена на фиг.9 ш{фрой 1) соответствует малым значениям л5 для КОТОРОЙ1 flCi(i) 1 ий(А)б, т.е. в этой области на выход устройства ,поступает практически неискаженный входной сигнал S(to) (-te). Вторая Область (цифра f:I на фиг.9) соответствует большим значениям S, когда ОС7. IM 1 и tfi (4 0,т.е, случаю, когда фактически принято однозначное ранение о наличии в сиг нале выброса импульсной помехи и необходимости замены его текущего значения 5(to1 экстраполированным эначениём5экв(оХИ, наконец, третья (переходная) область цифра И на ), соответствующая значениям разностного сигнала &5 находящимся в окрестности значений порогового уровня S , по превышению которого в прототипе принимается решение об обнаружении, либо необнаружении си ла. В указанной области как видно из фиг.9 значения обоих-коэффициентов ос (д1 и Ы7 (О отличны от нуля и для формирования искомой оценки 5(1о)производится фактическое взвешивание значений сигналов 5(to иЗэцоИД На фиг.10 пунктирными и штрихпунктирными линиями показаны эквивалентные значения коэффициентов ofi( А) и otiiA) реализуемые прототипом. Наличие переходной Области 11 значений коэффициентов of (д ) ис(г(&) в предлагаемом устройстве позволяет заметно улучшить качество изображения и уменьшить среднеквадратическую ошибку фильтрации импульсных помех. Действительно, как уже указывалось, снижение качества субъективного восприятия изображения вызывается сглаживанием резких спадов эго яркости, осуществляемым из-за ложного обнаружения и myльcныx помех. Причем областью наиболее интенсивного сглаживания таких перепадов является именно переходная область 11, где в известном устройстве значение яркости контрастного перепада заменяется экстраполированным значением сигнала, что и приводит к .большому сглаживанию. В предлагаемом устройстве значение выходного сигнала в переходной области формируется с использованием соотношения (э), в которое в качестве слагаемого входит член « (л) S (t , линейно содержлцип в себе текущее значение входного сигнала. Таким образом, в случае, если работа производится на контрастном перепаде изображения (например на границе малая яркость - большая яркость) значение5з 1о)имеет относительно мгшое значение так как оно получено при работе по участку, имеющему малую яркость, а значение 5(tо) наоборот, относительно большую величину, так как оно лежит уже на участке большой яркости. Если бы оценка выходного сигнала определялась по формуле Ito Uo как в прототипе, очевидно, имело бы место сильное сглаживание. Наличие же множителя (it,(Ai5(to в формуле 9 с членом5(1о) имеющего большое значение яркости, позволяет вытянуть значение оценки l.to) S область больших яркостей и улучшить тем самым передачу контрастных перепадов., а значит и общее качество субъективного восприятия изображения. Более того, как показывают результаты экспериментальных исследований, правило Формирования результатирующей Оценки вида (.9) по сравнению с правилом, используемым в известном устройстве, при правильном (оптимальном) выборе значений коэффициентов of (а) ) обеспечивает достижение не только лучшей передачи контрастных перепадов, но и уменьшение общей среднеквадратической ошибки фильтрации.

Конкретная величина выигрыша от применения предпагаекюго устройства (фиг. 1) по сравнению с прототипом определяется конкретными характеристиками сигнала изображения и импульсных помех, на фоне которых он наблюдается. В частности, как показывают проведенные испытания и исследования опытного образца предлагаемого устройства, его использование для фильтрации видеосигналов изображений, формируемых фотоэлектронными преобразователями при изображениях типа естественных ландшафтов позволяет в среднем на 15-20% по сравнению с прототипом уменьшить среднеквадратическую сяаибку фильтрации И1ипульсных помех.

Технико-эконокшческая эффективность от применения варианта устройства СФИГ.2) по сравнен ю с прототипом в каждом конкретном случае определяется конкретными статистическими характеристиками обрабатывае. мых изображений и импульсных помех, на фоне которых производится обработка. Для наиболее характерного случая обработки резких фотографических изображений, наблюдаешх йа фоне импульсных помех, обусловленных погрешностями функционирования фото0 Электронных преобразователей, как показывают проведенные испытания и исследования опытного-образца предлагаемого устройства, удается в среднем: на 5-10% по сравнению с прототипе

5 уменьшить среднеквадратическую ошибку фильтрации импульсных помех, а,- также за счет лучшей передачи контрастных перепадов в обрабатыва «с изображении повысить качество его субъективного восприятия. Выбросы импульсной помем

Фиг.2

0. (A-u) A P(X) .Й/г.

/,/X)T&-e «

Фиг.6

kPW:

t (1-1)-Ястрока

tp I J i-Я строка

(,

/.r//xW

.IOm

A-u

-.

УХыШ

(;(-)

//.-.)

.x

Qmi

Фиг.8

т

Л

Ш

Фиг.9

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1983 года SU1042205A1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Зажим для канатной тяги 1919
  • Самусь А.М.
SU358A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Сборник Иконика
Пространственная фильтрация изображений
Фотбграфические системы
М., Наука, 1970, с.33, рис.5(прототип)

SU 1 042 205 A1

Авторы

Моргулев Сергей Александрович

Павлова Татьяна Николаевна

Даты

1983-09-15Публикация

1981-11-16Подача