Устройство фильтрации импульсных помех на изображении Советский патент 1985 года по МПК H04N5/44 

Изобретение относится к технике обработки изображений, в частности к устройствам фильтрации видеосигналов двумерных изображений, наблюдаемых на фоне импульсных помех. Известно устройство, предназначен ное ДЛ5 фильтрации видеосигналов, наблюдаемых на фоне импульсных помех содержащее транзисторный пороговый блок, имеющий порог срабатывания несколько больший, чем средняя амплиту да видеосигнала. При появлении импульсной помехи пороговый блок сраба тьшает и блокирует входной сигнал lj Недостатками данного устройства являются относительно низкая точност фильтрации и плохое качество субъективного восприятия обработанных изоб ражений ввиду большого сглаживания резких перепадов яркости (контуров) на исходном изображении. Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизах да разверток последовательно соединенные блок вычитания , пороговый блок и переключатель, первую и вторую линию задержки, входы которых объединены и подклю чены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы - к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, и сумматор, выход которого подключен к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации и объединенным входам линий задержек, два блока умножения, включенные между выходами переключателя и входами сумматора, другие входы блоков умножения подключены к другому входу и выходу блока вьиитания соответственно 2. Однако известное устройство имеет

низкую точность фильтрации импульсных помех на квантованных изображениях, ,т.е. изображениях, перепады яркостей которых представляются в виде нескольких фиксированных уровней (гра-.55 даций), Подобные задачи встречаются, например, при передаче изображений с ма.т1оградационным представлением ярканала обработки сигнала соединен с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вход ключа второго канала обработки сигнала соединен с вторым входом первого и первыми входами четвертого и пятого компараторов, вход ключа третьего .канала обработки сигнала соединен с костей по телевизионным каналам связи, использующим непрерьшный аналоговый метод передачи яркости с большим динамическим диапазоном. Цель изобретения - повьшение точности фильтрации на квантованных изображениях . Цель достигается тем, что в устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизации разверток, последовательно соединенные блок вычитания , пороговый блок и переключатель, первую и BTopjTo линии задержки, входы которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, и сумматор, введены третья линия задержки, включенная между выходом блока фотоэлектронного преобразования и вторым входом блока вычитания, четыре канала обработки сигнала, причем первый канал обработки сигнала содержит ключ, а каждьй из остальных каналов обработки сигнала содержит последовательно соединенные линию задержки и ключ, причем вход ключа первого канала обработки сигнала и входы линий задержки остальных каналов обработки сигнала объединены и подключены к выходу блока фотоэлектронного преобразования, а выходы ключей всех каналов обработки сигнала подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу переключателя, второй информационный вход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а выход - с выходом блока электроннооптического преобразования и фоторегистрации, дешифратор и шесть компараторов, причем вход ключа первого

вторыми входами второго и четвертого и первым входом шестого компараторов, вькод ключа четвертого канала обработки сигнала соединен с вторыми входами третьего,пятого и шестого компараторов, выход каждого компаратора подключен к соответствующему входу дешифратора, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу ключа соответствующего канала обработки сигнала.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 -расположение точек отсчетов на изображении; на фиг.З - ряды значений яркостей отсчетов изображений.

Устройство содержит блок 1 фотоэлектронного преобразования (БФП), блок 2 синхронизации разверток, блок 3 электронно-оптического преобразования и фоторегистрации (БЭПФ), первую и BTOpjno 5 линии задержки, третью 6 линию задержки, переключатель 7, блок 8 вычитания, пороговый блок 9, сумматор 10, блок 11 линейной экстраполяции, четыре канала обработки сигнала, содержащие линии 12-14 задержки и ключи 16 - 18, шесть компараторов 19 - 24 и дешифратор 25,

Устройство работает следующим образом.

БФП 1 формирует построчную развертку видеосигнала обрабатываемого изображения, которая подается ка линию 6 задержки и линии задержки с 12 по 14 каждого канала обработки сигнала. На выходах указанных линий задержки формируются сигналы, соответствующие моментам времени А,Б , Б , Г, Д ,Е , 5К и 3 (фиг.2). Именно, точке А соответствует точка изображения, в которую производится оценка значения яркости в данный момент, точки Б- 3 - точки в окрестности обрабатываемой точкиА.

Цепь линия 6 задержки, блок 8 вычитания, пороговьй блок 9 - цепь обнаружения выбросов импульсной помехи. Линии 4 и 5 задержки и блок 11 формирз т линейную экстраполяционную оценку БЗЦС (t) сигнала в точку А по значениям сигнала, наблюдаемым в предыдущие моменты времени (по точка Г и Е ). Сигнал S (t) подается на вход блока 8 вычитания, на второй вход которого с выхода линии 6 задержки подается текущее значение

сигнала S(t), приведенное к тому же моменту времени. На выходе блока 8 вычитания формируется значение раз- ности

u(t)(t)-Sg (t),

поступающее далее на вход порогового блока 9. Если абсолютная величина разности A(t) оказывается меньше некоторого порогового значения А ор о выходной сигнал-порогового блока 9 равен О и переключатель 7 находится в состоянии Ц. При этом на выход устройства поступает неискаженный входной сигнал с выхода БФП 1. Если ж6 модуль A(t) превьш1ает порог, выходной сигнал порогового блока 9 равен 1. При этом переключатель 7 переводится в состояние 1, что соответствует принятию решения об обнаружении выброса импульсной помехи. В этом случае на вход БЭПФ 3 подается экстраполярное значение видеосигнала, полученное методом ранговой интерполяции (экстраполяции).

Алгоритм ранговой интерполяции сводится к следующему. Именно значения яркостей точек 8 ,С , /i, , Е i Я и 3 , лежапщх в окрестности точки А, ранжируются в порядке возрастания их яркостей, после чего из ранжированного ряда выбирается значение яркости, стоящее в нем в середние (фиг.З).

В соответствии с изложенным алго ритмом формирование ранговой интерполяционной оценки в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

Сигналы с выходов линий 12-14 задержки попарно подаются на входы компараторов 19-24 сигналов так, что каждой паре каналов обработки сигнала задержки соответствует один компаратор. Компараторы 19-24 имеют характеристику вида

О, если Sj S

8.i)f

где S И SH - сигналы соответственно на первом и втором компараторах 19,20, Таким образом, параллельный двоичньй код, формируемьй на выходах компараторов 19-24 сигналов, несет полн то информацию о сравнительном распределении яркостей в точках В , С , 51 А. Ё х и 3 т.е. по существу позволяет дешифрировать по нему положение среднего по значению яркости эле мента изображения. Дешифрирование выходного кода компараторов 19-24 осуществляется дешифратором 25 выход ных сигналов, разряды которого управляют положением ключей 15-18. Именно дешифратор 25 замыкает тот ключ, который соответствует элементу изображения, стоящему в ранжированном ряду в середине. Сформированные таким образом значения яркостей и являются искомой ранговой интерполяционной оценкой, поступающей на вход БЭПФ 3 92 в случае обнаружения выброса импульсной помехи. Таким образом, введение новых блоков и связей позволяет достигнуть в предложенном устройстве положительный эффект - повысить качество фильтрации обеспечивается за счет использования ранговой процедуры интерполяции сигнала, которая в отличие от используемой в известном устройстве линейной процедуры позволяет формировать 3нтерполяционную оценку сигнала в классе сигналов квантов.анных также, как и входной сигнал интерполятора (экстраполятора).

F1

УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блёк электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизации разверток, последовательно соединенные блок вычитания, пороговый блок и переключатель, первую и вторую линии задержки,.ВХОДЫ которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания , и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации на квантованных изображениях, в него введены третья линия задержки, включенная между выходом блока фотоэлектронного преобразования и вторым входом блока вычитания, четыре канала обработки сигнала, причем первый канал обработки сигнала содержит ключ, а каждый из остальных каналов обработки сигнала содержит последовательно соединенные линию задержки и ключ, причем вход ключа первого канала обработки сигнала и входы линий задержки остальных каналов обработки сигнала объединены и подключены к выходу блока фотоэлектронного преобразования, а выходы ключей всех каналов обработки сигнала подключены к соответствукяцим входам сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу переключателя, второй информационный вход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а выход - с входом блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, дешифратор и шесть компараторов, причем вход ключа первого канала обработки сигнала соединен с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вход ключа второго канала обработки сигнала соединен с вторым входом первого и первыми входами четвертого и пятого компараторов , вход ключа третьего канала lA работки сигнала соединен с вторыми входами второго и четвертого и первым входом шестого компараторов, выход О ключа четвертого канала обработки сигнала соединен с вторыми входами третьего, пятого и шестого компараторов, выход каждого компаратора подключен к соответствующему входу де шифратора, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу ключа соответствующего канала обработки сигнала.

s

Эп

сч,1

«j t.

U

в 8 г Л 3

строl-flcmpoKu

ft //-/ crpoка

Фиг. г