Устройство фильтрации импульсных помех на изображении Советский патент 1984 года по МПК H04N5/21 

Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться для фильтрации видеосигналов двумерных изображений, наблюдаемых на фоне импульсных помех.

Известно устройство для фильтрации импульсных помех, содержащее ключ и пороговый блок, вход которого соединен с информационным входом ключа, а выход подключен к управляю щему входу ключа

Недостатком данного устройства является низкая точность фильтрации групповых импульсных помех.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлектронного преобразования, блок вычита ния, пороговьй блок и первый переклю чатель, первый информационный вход которого соединен с выходом блока фо тоэлектронного преобразования, после довательно соединенные .источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого переключателя, первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входы которого подключены к выходам первой и второй линий задержки, блок электронно-оптического преобразования и фото регистрации и блок синхронизации разверток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации Г21. Однако известное устройство спосо но отфильтровать только кратковременные импульс1ые помехи, не превьппакяцие по длительности один элемент изображения. Цель изобретения - уменыпение ошибок фильтрации групповых импульс.ных помех на изображении. Цель достигается тем, что в устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлектронного преобразования, блок вычитания, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом бло ка фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные источник постоянногонапряжения и сумматор.

выход которого подключен к второму информационному входу первого переключателя,- первую линию задержки, г вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входь которого, подключены к выходам первой и второй линий задержки, блок электроннооптического- преобразования и фоторегистрации и блок синхронизации разверток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектронного преобразования и блока электроннооптического преобразования и фоторегистрации, введены дифференциаJTOp сигнала, вход которого соединен с выходом порогового блока, первый и второй ограничители сигнала, Bxojaf.r которых подключены к выходу дифференциатора сигнала, последовательно соединеннь е первое реле времени, вход запуска которого соединен с выходом первого ограничителя сигнала, а вход сброса - с выходом второго ограничителя сигнала, второе реле времени и второй переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом первого переключателя, второй информационный вход подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входами первой и второй линий задержки и входом блока блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, третья линия 3адержки, вход которой соёди нен с выходом второго переключателя , второй линейный экстрапсщятор, первьй и второй входа которого соединены с выходами второй и третьей линий задержки соответственно, и третий переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго линейных экстраполяторов соответственно, управляющий вход соединен с выходом второго реле времени, а выход подключен к второму входу блока вычитания и второму входу сумматора. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство 4ильтрации импульсных помех на изображении содержит блок 1 фотоэлектронного преобразования (БФП), блок 2 вычитания, пороговый блок 3j первый и второй переключатели 4 и 5, дифференциатор 6 сигнала,первый и второй ограничители 7 и 8 сигнала, первое и второе реле 9 и 10 времени, источник 11 постоянного напряжения (ИПН), сумматор 12, первую, вторую и третью линии 13, 14 и 15 задержки (Л3) блок 16 синхронизации разверток, первый и второй линейные экстраполя торы (ЛЭ) 17 и 18, третий переключа тель 19, блок 20 электронно-оптического преобразования (ВЭПФ). Устройство фильтрации импульсных помех на изображении работает следующим образом. Видеосигнал изображения образуется на выходе БФП-1, осуществляющего построчное считывание яркостей обрабатьгваемого изображения. В некоторые случайШ)1е моменты времени в сигналё набЖвдаются выбросы, соответствующие точечным и групповым импульсным помехам, которые должны быть отфильтрованы данным устройстBOMiФильтрация осуществляется следующим образом, С выхода третьего переключателя иа вход блгока 2 тагаитания подается сигнал S j (t(,) , получаемый путем экстраполяции на момент времени tj, от ьтрованного от импульсной поме хи сигнала, снимаемого с выхода вто рого переключателя 5. На другой вхо блока 2 йлчитания с выхода БФП I по ступает входной видеосигнал S (tp) п6пучешп й в результате фотоэлектро nofo преобразования. Сигнал разнос:ти A(t) с выхода блока 2 вычита ния , , . . . , , i(to) S (to) - S ( подается на вход порогового блока 3 выходной сигнал которого управляет работой первого переключателя 4. Ес ли выброс импульсной помехи отсутствует, модуль сигнала разности { dCt) не преилшает заданного по рогового значения и сигнал на юйсоде порогового блока 3 равен нулю. Соответственно в.этом случае первый и второй переключатели 4 и 5 находятел в состоянии. и на вход БЭПФ 20 поступает неискаженный вход ной сигнал с выхода БФП 1, Первая 13, вторая 14 ,третья 15 пинии задержки, nepBi и второй линейшде экстраполяторы 17 и 18, а также третий переключатель 19 обеспечивают возможность использования двух режимов экстраполяции видеосигнала изображения. Первая линия 13 задержки осуществляет задержку сигнала на величину f, несколько превьшающую среднюю длительность выброса точечной импульсной помехи, вторая линия 14 задержки задерживает сигнал на одну строку изображения С и третья линия 15 задержки - на две строки изображении 2Т,.. Соответственно первый линейнь1й экстраполятор 17 формирует экстраполяционную оценку сигнала на .момент времени tp по двум точкам, лежащим на данной и соседней строке изображения, я второй линейнь1й экстраполятор 18 - по двум точкам, лежапрм на соседней и последующей за ней строках. В случае отсутствия выброса импульсной помехи третий переключатель 19 находится в состоянии 1 и на вход лока 2 вычитания подается сигнал, получаемый в результате экстраполядаи по строке и столбцу, так как такая экстраполяция характеризуется большей точностью, чем экстраполяция по столбцу (точнее по двум ближайшим строкам). В случае присутствия во входном сигнале выброса импульсной помехи процедура 4 1льтрации различна в режиме точечной и групповой помехи. Точечная импульсная помеха отфильтровывается следующим образом. В случае превьшения модулем разностного сигнала |4(to)f , снимаемого с выхода блока 2 вычитания заданного порога , выходной сигнал порогового блока 3 принимает значение, равное единице, и переводит первый переключатель 4 в состояние П. В этом случае на выход устройства поступает экстраполированное значение сигнала S.(t), поступакщее с выхода третьего переключателя 3 9, сложенное всумматоре 12 с некоторой подставкой Л, сни с ИПН П. Введение подставки необходимо для лучшей передачи контрастных перепадов в профиль рованном изображении. В случае наличия во входном сигнале выброса групповой импульсной помехи предлагаемое устройство работает следующим образом. S Передний фронт выброса групповой импульсной помехи обнаруживается пороговым блоком 3, выходной сигНШ1 которого подается на вход дифференциатора 6 сигнала, с выхода ко торого снимаются положительные и отрицательные импульсы, соответствукмцие моментам переключения первого переключателя 4. Указанный сигнал поступает на вход первого ограничителя 7 сигнала, осуществляющего ограничение импульсов отрицательной полярности, и на вход второго ограничителя 8 сигнала, ограничивающего импульсы положительной полярности. С выходов ограничителей 7 и 8 сигналы подаются на входы первого реле 9 времени. Положительные импульсы запускают первое реле 9 времени, имеющее время срабатывания ТерВ 2-3 раза, превьщ1ающее среднюю длительность выброса точечной импульсной помехи. Выходные отрицательные импульсы сбрасывают пер вое реле 9 времени. Таким образом, если в выходном сигнале присутствует выброс точечной импульсной поме5ш,длительность которого , первое реле 9 времени не успевает срабатывать до конца и на его выходе не формируются никакие сигналы. Если во входном сигнале наблюдается групповая импульсная помех а, отрицательный импульс, соответствую щий заднему фронту выброса помехи приходит на вход первого реле 9 времени через интервал времени Т и оно успевает срабатывать. Срабатывание первого реле 9 времени фактически означает обнаружение выброса групповой импульсной помехи. В этом случае в момент срабатывания формируется положительный импульс, который переводит второй и третий переключатели 5 и 19 в состояние П и запускает второе реле 10 времени. При этом на выход устройства в течение времени, определяемого интервалом между моментом запуска и моментом срабатывания второго реле 10 времени, поступает экстраполированный сигнал с выхода третьего переключателя 19. Причем экстраполяция в режиме исправления групповой импульсной помехи производится по двум точкам, лежапщм на соседних строках изображения, так как строка выбита помехой и ее использоваиие значительно повышает ошибки экстраполяции. Время срабатывания второго реле 10 времени выбирается примерно равным (чуть более) 1дпительности выброса групповой импульсной помехи. Таким образом удается осуществить эффективное исправление выбросов групповой импульсной помехи, что выгодно отличает .предлагаемое устройство от известного.

УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЬК ПО№Х НА ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлектронного преобразования, блок вычитания, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом блока фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого Переключателя, первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входы кЬторого подкпючетаг к выходам первой и второй линий задержки,, блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрадии и блок синхронизации разверток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектрического преобразования и блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, отличающее ся тем, что, с целью уменьшения ошибок фильтрации групповых импульсных прмех на изображении, в него введены дифференциатор сигнала, вход которого соединен с выходом порогового блока, первьй и второй ограничители сигнала, входа которых подключены к выходу дифференциатора сигнала ,по следовательно соединенные первое реле времени, вход запуска которого соединен с выходом первого ограничителя сигнала, а вход - с выходом ёторого ограничителя сигнала, второе реле времени и второй переключатель, первьй информационный вход которого соединен с выходом первого переключа(Л теля, второй информационный вход . подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входами первой и (второй линий 3 адержки и входом блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, третья линия задержки, вход которой соединен с выходом второго переключа-, теля, второй линейный экстраполятор, первый и второй входы которого соединены с выходами второй и третьей линий задержки соответственно, и третий переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго линейных экстраполяторов соответственно , управлякнций вход соединен с выходом второго реле времени, а выход подключен к второму входу блока вычитания и второму входу сумматора.