Система передачи и приема факсимильных сигналов Советский патент 1985 года по МПК H04N1/40 

Изобретение относится к области передачи изображений и может быть использовано при передаче телеграмм с помощью факсимильной техники. Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является система передачи и приема факсимиль ных сигналов, содержащая на передаю щей стороне сглаживающий фильтр, пер вый вход которого является входом передающей стороны, а первый - третий выходы соединены с соответствую щими входами блока стирания сегментов, а также кодер, выход которого является выходом передающей стороны первый регистр сдвига, включенный между вторым выходом и вторым входом сглаживающего фильтра, и второй регистр сдвига, включенный между первым выходом блока стирания сегменто и третьим входом сглаживающего фильт ра, а на при.емной стороне - последо вательно соединенные .декодер и блок интерполяции, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго регистров сдвига, причем вход первого регистра сдвига соединен с выходом выход - с декодераj входом В этой второго регистра сдвига, системе для повьшения эффективности кодирования при передаче используются методы предварительной обработки сигналов изображения: фильтрация зазубрин на вертикальных и горизонталь ных границах изображения с фоном и пропуск определенных, например четных, строк изображения, что позво ляет достичь большего коэффициента сжатия информации. При этом на приеме при восстановленц.и пропущенных строк используется метод интерполяции ij . Однако известная система при анализе изображений со стандартной плот ностью развертки 3,85 лин/мм создает изображение с низкой разборчивостью знаков, обусловленной стиранием одиночных по толщине в направлении подачи первых сегментов при передаче и зачернением тонких пробельных сегментов при восстановлении изображения методом интерполяции. Цель изобретения - уменьшение искажений сигналов при передаче и приеме. Поставленная цель достигается, тем что в систему передачи и приема факсимильных сигналов, содержащую на передающей стороне сглаживающий фильтр, первый вход которого является входом передающей стороны, а первый, второй и третий выходы соединены с соответствующими входами блока стирания сегментов, а также кодер, выход которого является выходом .передающей стороны, первьш регистр сдвига, включенный между вторым выходом и вторым входом сглаживающего фильтра, и второй регистр сдвига, включенный между первым выходом блока стирания сегментов и третьим входом сглаживающего фильтра, а на приемной стороне - последовательно соединенные декодер и блок интерполяции, второй и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго регистров сдвига, причем вход первого регистра сдвига соединен с выходом декодера, а выход с входом второго регистра сдвига, на передающей стороне введены формирователь команд стирания, выход которого соединен с управлякшщм входом блока стирания сегментов, и обнаружитель тонких сегментов, первые, вторые и .третьи входы которых объединены с соответствующими входами блока стирания сегментов, а также блок восстановления стертых сегментов, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока стирания сегментов и информационным выходом обнаружителя тонких сегментов, а выход соединен с входом кодбра и через введенный блок задержки с четвертыми входами формирователя команд стирания и обнаружителя тонких сегментов,, причем управляющий выход обнаружителя тонких сегментов подключен к.входу сдвига блока восстановления стертых сегментов, а на приемной стороне введены обнаружитель тонких пробелов, первый, второй и третий входы которого объединены с соответствующими входами блока интерполяции, и блок восстановления тонких пробелов, первый, второй н управляющий входы которого подключены соответственно к выходу блока интерполяции, информационному и управляющему выходам обнаружителя тонких пробелов. Благодаря этому изменен принцип обработки сигнала: в отличие от прО тотипа, где не передаются сигналы

311

всех четных строк, в предлагаемой системе, на передающей стороне анализируется поперечный размер черных и белых сегментов, в результате чего осуществляется обнаружение подлежащих обязательной передаче черных и белых сегментов (опорных сегментов), обнаружение одиночных по толщине черных сегментов, измерение их длины и введение их в видеосигнал, подлежащий кодированию, а также обнаружение одиночных по толщине белых сегментов и введение в видеосигнал одного либо обоих черных сегментов, ограничивающих в продольном направлении этот сегмент (отмеченный пробел).

Поскольку для определения опорных сегментов используется преобразованный видеосигнал, полученный на предьщущем такте поперечного сдви га, то на выходе передающей стороны системы эти сегменты в отличие от прототипа располагаются и в нечетных и в четных строках развертки.

На приемной стороне осуществляется обнаружение ситуации отмеченного пробела и вырабатывается сигнал стирания результата интерполяции на выходе блока восстановления стертых сегментов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема системы передачи и приема факсимильных сигналов; на фиг. 2 а - пример выполнения блока стирания сегментов, ZS - диаграмма, поясняющая создание защитных зон перекрытия; на фиг. 3 - пример выполнения формирователя команд стирания; на фиг. 4 - пример выполнения обнаружителя тонких сегментов; на фиг. 5 - пример выполнения блока восстановления стертых сегментов; на фиг. 6 пример выполнения обнаружителя тонких пробелов; на фиг. 7 пример выполнения блока восстановления тонких пробелов; на фиг. 8 - фрагмент изображения, обработанный и восстановленный в предложенной системе.

Система передачи и приема факсимильных сигналов содержит на передающей стороне сглаживающий фильтр 1, первый rf второй регистры 2, 3 сдвига, блок Д стирания сегментов, формирователь 5 команд стирания, обнаружитель 6 тонких сегментов, блок 7 восстановления стертых сегментов

654

блок 8 задержки, кодер 9, а на приемной стороне - декодер 10, первый и второй регистры 11, 12 сдвига, блок 13 интерполяции, обнаружитель 14 тонких пробелов, блок 15 восстановления тонких пробелов (фиг. 1).

Блок 4 стирания сегментов (фиг. 2а) содержит двенадцать однобитных регистров 16 сдвига и комбинационную схему 17..

Формирователь 5 команд стирания содержит четыре однобитных регистра 18 сдвига, дешифратор 19, элемент ИЛИ 20 (фиг. 3).

Об,наружитель 6 тонких сегментов содержит шесть однобитных регистров 21 сдвига, стробируемый элемент запрета 22, автомат Мура, включающий

комбинационную схему 23 и два триггера 24, реверсивный счетчик 25, дешифратор 26 и элемент И 27 (фиг.4).

Блок 7 восстановления стертых сегментов содержит элемент выравни- .

вающей задержки 28, элемент ИЛИ 29, элемент основной задержки 30, элемент ИЛИ 31 (фиг. 5).

Обнаружитель 14 тонких пробелов (фиг. 6) содержит шесть однобитных

регистров 32 сдвига, стробируемый элемент И 33, автомат Мура, содержащий комбинационную схему 34 и два триггера 35, реверсивный счетчик 36, дешифратор 37,элемент И 38.

Блок 15 восстановления тонких пробелов (фиг. 7) содержит элемент запрета 39, элемент задержки 40, элемент ИЛИ 41.

Система передачи и приема факсимильных сигналов работает следующим образом.

Входной сигнал изображения, пре-, образованный с помощью первого и второго регистров 2, 3 в трехстрочное

пространство, поступает на входы сглаживающего фильтра 1 (фиг. 1), в котором осуществляется фильтрация элементов второй строки с учетом значений элементов первой и третьей

строки. В результате на выходе этого блока получается сигнал, которому соответствует изображение знаков, имеющих сглаженные с фоном границы. Сигналы с выходов сглаживающего

фильтра 1 поступают на соответствующие входы блока 4, формирователя 5 и обнаружителя 6, которые осуществляют обработку сигналов трехстрочного 5 . 1 пространства с учетом информации, поступаклдей на четвертый вход формирователя 5 и соответствующей преобразованной (модифицированной) строке, задержанной блоком 8 на длительность строки развертки. информация в сочетании с основной, поступакнцей с выходов сглаживающего . фильтра 1, используется для принятия решения о стирании элементов текущей строки, которое осуществляется в бдоке 4 (фиг. 2а), а также для обнаружения тонких черных и белых сегментов. Решение о стирании вырабатывается поэлементно в формирователе 5 (фиг. 3) в соответствии с логическим правилом (b| d(+b, d)( С,Г, где а , Ъ, , С;,, d, - задержанные на один такт продольного сдвига сигналы с выхода блока 8 (йигнал а,) и с выходов сгла живающего фильтра 1 (сигналы Ь, , с, , df); а , ъ , d - инверсные значения соответствующих сигналов г - периодический сигнал (строб)j определяющий момент тирания при вы полнениц логического , , условия Принятие решения о стирании или пропуске того или иного ceiweHTa, :благодаря исплльчлвянию сигнала а, осуглествляется в дешифраторе 19 с учетом того, какой из сегментов данного фрагмента изображения пропу щен на предыдущем такте поперечного сдвига обрабатываемой информации. При отсутствии сигнала а, соответствующего модифицированной строк черный сегмент, расположенный в пре дьщущей четной строке (сигнал ct), может быть подвергнут стиранию только тогда, когда он снизу (сигнал d) либо сверху (сигнал Ь«) соприкасает ся с черным сегментом. Если сигнал а на некотором интервале равен 1, то сегмент строки с подверга ется стиранию всегда, если он сверху (сигнал Ь) соприкасается с черным сегментом. Сигнал, соответствующий функции поступает на управлякнций вход блока 4. Обнаружитель 6 тонких сегментов (фиг. 4) осуществляет обнаружение 5 соответствзлощих таким ситуациям сегментов, определяет их длительность и вводит в выходной сигнал, поступающий с второго выхода блока 4 в .соответствующие моменты времени. Введение сегментов осуществляется с помощью ускоренного сдвига сигнала у, поступающего на второй.информационньй вход блока 7. Реверсивный счетчик 25 в режиме суммирования осуществляет измерение длин черных сегментов (серий единиц) в сигнале С(. Автомат Мура осуществляет операции по обнаружению тонких черных сегментов по состоянию сигналов на входах вида «ijC, d/, либо тонких пробельных сегментов по состоянию сигналов на входах вида . При нарушении непрерывного следования каждого из указанных состояний вьфабатывается сигнал y, переключающий реверсивный счетчик 25 в режим вычитания и подающий через элемент И 27 на., выход сдвига частоту ускоренного сдвига и благодаря этому превращаннций число, содержащееся в реверсивном счетчике 25, в импульс, длина котор.ого пропорциональна этому числу. Этот импульс по второму информационному входу записывается в блок 7. Таким образом в нужные моменты времени в подлежащий кодированию видеосигнал вводятся сигналы, соответствзпощие черным тонким сегментам, либо черные сегменты, отмечающие границы тонких пробелов. Сигнал Уп , формируемый стробируемьм элементом запрета 22, предназначен для сброса реверсивного счетчика 25 в конце того такта, на котором закончилось измерение серии единиц в сигнале с,. Автомат Мура работает в соответствии с алгоритмом: функции возбуждения памяти (триггеров 24) ,-С,(3,Т,-Т24а1СгеТ,-Т2-ю,-с,-д, i i i , . i i ,с}чВ-Тг- г °1С -огС2е -fc,C2-eT;.,-ci;-e-T,.T2+a,-c,cl,-e.TvTj + Q;-c,-4;.T;.T2 + a,,-T2;, выходная функция автомата Мура . D. Блок 4 осуществляет стирание сег ментов, подлежащих устранению из передачи, и создает защитные зоны перекрытия. Благодаря этой операции предотвращается возникновению ложных разрывов на копии, получаемой на приемной стороне после восстанов ления сигналов в блоке 13. Зоны перекрытия (фиг. 2SO создаются при наличии на входах комбинационной схемы 17 блока 4 условий,, описываемых логическими функциями 5,Ъ,-)2 b -Ct-Cj-C JrJj-cJ-i i ,-V2.bj-C,-C2-C,,(i3+bVb2-bj-C,-Cj cy((3i+K-Vj.VyCiC2-Cy(,-ЬгЬз.с ,-Сг-Сз-с)1-с1г: з ,.Ъг-Ь5-с,С2Сз- у(32 э. Выходные функции S s s,j, формируемые комбинационной схемой поступают на S-входы (входы записи 1) соответствующих регистров 16 (фиг. 2с() 5лока 4. Блок 7 (фиг., 5) выполнен таким образом, чтобы согласовать по.време ни информационные сигналы, поступающие с выходов блоков 5 и 6. Для этого злемент.выращ1ивающей задержки 28., включаемый через эле- мент ИЛИ 25 последовательно с элементом основной задержки 30, обеспе чивает суммарную задержку Н Н+Нд Величина Ндвыбирается такой, чтобы обеспечивалась возможность введения в блок 7 заданной максимальной длин тонкого сегмента. Сдвиг информации в блоке 7 осуще ствляется с тактовой частотой в ста ционарном режиме и на ускоренной ча тоте в режиме ввода длины обнаружен ных тонких сегментов. С выхода блока 7 информация пост . пает на вход кодера 9, в котором осуществляется кодирование информа ции, поступающей в канал связи. Принятый из канала связи кодиро ванный сигнал декодируется в декодере .10 и поступает на регистры 11 12, с помощью которых осуществляет формирование трехстрочного пространства обработки. Упорядоченные таким образом декодированные видео сигналы трех соседних строк развертки поступают на соответствующие информационные входы блока .13 и обнаружителя 14. В блоке 13 осуществляется восстановление стертых на передаче сегментов. Восстановление j-ro элемента i-й строки осуществляется по апгоритму: если .,Х , то х х - если х: ., х;, то производится оценка значений пар злeмeнтoвJ расположенных вГ1-1)-й и (1+1)-й строках, находящихся слева и справа от элементов с продольной позицией j . Значение интерполируемого элемента принимается равным значению элементов ближайшей одноцветной пары; если одноцветные пары, находящиеся на одинаковом расстоянии слева и справа от интерполируемого элемента, имеют разньЕй цвет, то значение Xj принимается равным 0. При этом интерполяция осуществляется также и на участках, соответствующих тонким пробельным сегментаМ. Для последующего восстановления этих пробелов предназначены блок 15 и обнаружитель 14. Обнаружитель 14 (фиг. 6) осуществляет обнаружение ситуаций тонких пробелов и введение в блок 15 сигнала требуемой длительности, который используется в нем для стирания результата интерполяции, осуществляемой блоком 13 на соответствующих участках изображения. Для этого с помощью регистров 32 создаютсянезависимые входные переменные а, а, Ь, Ь, с, с, используемые автоматом Мура для обнаружения ситуации тонкого пробела и принятия решений по выводу содержимого реверсивного счетчика 36 в блок 15. В счетчике 36 (фиг. 6) в режиме суммирования осуществляется подсчет числа следующих подряд ситуаций вида а-Ь с. В случае нарушения этой последовательности, что обнаруживается по наличию черных сегментов в начале либо в конце либо с обеих сторон серии ситуаций а-Ь-с, автомат Мура переключает реверсивный счетчик 36 в режим вычитания и на высокой скорости осуществляет вывод его содержимого в блок 15. Дешифратор 37 формирует для автомата Мура промежуточную переменную. 55указывающую на заполненность счетчика 36 информацией. Стробируемый элемент И 33 предназначен для сброса реверсивного счетчика 36 при возникновении ситуации вида a.. В этом случае, если до ее появления автомат Мура не выработал функцию стирания у, результат интерполяции в блоке 13 не изменяется, что соответствует отсутствию тонких пробельных сегментов на данном фрагменте изображения.

Автомат Мура и комбинационная схема 34 (фиг. 6) описывается следую1ЦИМИ логическими выражениями:

функции возбуждения памяти (триггеров 35)

D,a,.Ъ,c,,,a2V2C2 3T,fa«ajV -Cjс) j

,-b,-oV l 2-са-с г V Ci Oj гСг )((}.Т,.,-Ъ1С,-а2Ьг- -т,тг + а,.Ъ,.с,-1)5х

Сг 311Тг+Ь,.01гУ2сг-т1-Т24а,Ьу012-Ь2-С2

iTl,-Tj+a,-b,-c,-a2.l32.j-T;-Tj4V,.c,-bVc2

,-Tj+avbVc,-c2(3-T,.Tj+QVbVc,-V2-c,p(

)c3-T,;Tj + 0,-bVa2-bj.C2.(.TvT24V,-C,.aj.V,,x .Т,.Т2-,

выходные функции автомата Мура

y,

В блоке 15 (фиг. 7) элемент задержки 40 обеспечивает такую величину задержки, чтобы согласовать во времени выходные сигналы блока 13 с моментом начала их стирания, который задается обнаружителем 14. Стирание осуществляется с помощью элемента запрета 39, на вход запрета KOTqрого поступает сигнал с выхода эле- мента задержки 40. Сдвиг информации в элементе задержки 40 осуществляется тактовой частотой в стационарном режиме и ускоренно при вводе в нее сигнала стирания с выхода обнаружителя 14.

Величина задержки Н. выбирается такой, чтобы согласовать фазы выходных сигналов блоков 13 и 14 и поместить в себе полностью сигнал запрета требуемой максимальной длительности.

На фиг. 8 представлен фрагмент изображения (8а), обработанный на передающей стороне (В) и восстановленный на приемной стороне (8Ь).

Таким образом, за счет обработки сигналов изображения на передакицей стороне путем обнаружения тонких сегментов и восстановления стертых

тонких сегментов, которые подлежат передаче, и восстановления тонких пробелов, исключенных при интерполяции на приемной стороне, уменьшается искажение видеосигналов, соответствующих передаваемому изображению что обеспечивает время передачи телеграмм не более 2 мин за счет использования плотности развертки 3,85 и достаточную разборчивость знаков

машинописного текста на копии изображения.

wcutHOJi

luinci

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ФАКСИМИЛЬНЫХ СИГНАЛОВ, содержащая на передающей стороне сглаживающий фильтр, первый вход которого является вхо,ом передающей стороны, а первый, второй и третий выходы соединены с соответствующими входами блока стирания сегментов, а также кодер, выход которого является выходом передающей стороны, первЪй регистр сдвига, включенный мезвду вторым выходом и вторым входом сглаживающего фильтраi и второй регистр сдвига, включенный между первым выходом блока стирания сегментов и третьим входом сглаживающего фильтра, а на приемной стороне последовательно соединенные декодер и блок интерполяции, второй, и третий входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго регистров сдвига, причем вход первого регистра сдвига соединен с выходом декодера, а выход - с входом второго регистра сдвига, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения искаже.ний сигналов при передаче и приеме, на передающей стороне введены формирователь команд стирания, выход которого соединен с управляющим входом блока стирания сегментов, и обнаружитель тонких сегментов, первые, вторые и третьи.входы которых объединены с соответствующими входами блока стирания сегментов, а также блок восстановления стертых сегментов, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока стирания сегментов и информационным выходом обнаружителя (П тонких сегментов, а вькод соединен с входом кодера и через введенный блок задержки с четвертыми входами формирователя команд стирания и обнаружителя тонких сегментов, причем управляющий выход обнаружителя тонких сегментов подключен к входу сдвига блока восстановления стертых сегментов, а на приемной стороне введеN9 О) ны обнаружитель тонких пробелов, первый, второй и третий входы кото рого объединены с соответствующими входами блока интерполяции, и блок восстановления тонких пробелов, первый, второй и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу блока интерполяции, инфор- . мационному и управляющему выходам обнаружителя тонких пробелов.

r

- /

-

С вbfхода Ьлока эадер)

С выходов сгла)ки8с1ющего фильтра

л г

Нвходд лона пройдена сеементоВ

С9имва ваача todtpmnu

С сгложиВатще10 фильтра

Кимф Л Ьпокл у

К йл сдвига ffloxa

1

i

. 3t

- 4ч

V II

tlL.

.

ft

l

Hi

КинФ Sxolt/

fjlOMO 13

Кипр, hoiy блока 13

n

Уси.сМие

СВмхоЗа. Sjiona /J

СВыжида Клона /1.

Сдвиг

сВмхода Ьлона1

а Оригинал

жр Ж:

w,6 ,

35

&

0

Hi6

Фиг.