Устройство для коррекции изображений Советский патент 1985 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть применено автономно или в составе специализированных быстро действующих вычислительных систем распознавания зрительных образов в реальном масштабе вр емени в условиях действия шумов для сглаживания краев фигур и удаления белых пор на бинарном изображении. Цель изобретения - расширение класса корректируемых изображений за счет обеспечения возможности сгл живания краев фигур и удаления белых участков на бинарном изображении. Структура матрицы ГзуЯ, представляющая бинарное изображение, такова что черным клеткам соответствуют отсчеты .а- , равные 1, белым - равны О, и черные участки изображения находятся не ближе 2 клеток от .границ матрицы. Для сглаживания краев фигур и удаления белых участков необходимо сначала бинарное изображени избранно расфокусировать. Эта процедура выполняется посредством операци логического сложения соответствующих отсчетов а ):. и V au.,i4e 3 к-т Чтобы восстановить размеры фигур на бинарном изображении необходимо затем получившееся промежуточное изображение с отсчетами boj изотропно сжать. Это вьтолняется с помощью one рации логического умножения соответствующих отсчетов Ь M%a, где - отсчеты выходного отработанного бинарного изображения. Размеры удаляемых белых участков определяются следующим условием.Если на участок матрицы изображения,соответствующий белому участку, не удаемся наложить квадрат размером ( (2 +1) клеток так,чтобы этот квадра не пересекал черные участки бинарного изображения, то такой белый участок будет удален. Операции (1) и (2) могут быть выполнены рекурентно за п шагов с помощью операций If ъ. . (3) J-3. k.-i -j+K ,W Д Л (t-O ,.He, , l-vt S H,H:5. на фиг. 1-ттредставлена структурная . схема устройства для коррекции изображения; на фиг„2 - структурная схема блока Расфокусирования изображения на фиг.З - структурная схрма цифрового фильтра на фиг.4 - пример бработки бинарного -изображения для l l6,m 1. Устройство содержит блок 1 ввода бинарного изображения, tn блоков 2 расфокусирования бинарного изображения, которые соединены-последовательно так, что вход последующего блока подключен к выходу предыдущего блока, а вход первого блока 2 расфокусирования изображения подключен к выходу блока 1 ввода бинарного изображения, m цифровых фильтров 3, которые соединены .последовательно так, что вход последующего фильтра подключен к выходу предыдущего фильтра, а вход первого цифрового фильтра 3 подключен к выходу последнего блока 2 расфокусирования изображения, подключенный к выходу последнего цифрового фильтра 3, блок 5синхронизации, управляющий всеми блоками устройства. Каждый блок 2 расфокусирования . изображения содержит элементы 6°-13 задержки, из них шесть однотактовых элементов 6,7,9,10,12,13 задержки и два злемента задержки 8 и 11 на (11-2) тактов, которые соединены последовательно так, что после двух однотактовых элементов задержки включен один элемент задержки на (h-2) тактов (т.е.в таком порядке: 6,7,8, 9,10,11,12,13), и элемент ИЛИ 14, девять выходов которого соединены с : выходом однотактового элемента 6. задержки и с выходами восьми элементов 6,7,8,9,10,11,12,13 задержки, причем выходом блока 2 расфокусирования изображения является вход однотактового элемента в задержки, а выходом - вход элемента ИЛИ 14. Каждый цифровой фильтр 3 содержит элементы 15-22 задержки, из них шесть однотактовых элементов задержки 15,16,18,19,21,22 и два элемента задержки .17 и 20 на (h-2) тактов, которые соединены последовательно так, что после двух однотактовых элементов задержки включен один элемент задержки на (-2) тактов (т.е. в таком порядке: 15,16,17,18,19,20, 21,22), и элемент И 23, девять вьжодов которого соединены с входом одно тактового элемента 15 задержки и с выходами восьми элементов задержки 15,16,17,18,19,20,21,22 цифрового фильтра 3, причем входом фильтра 3 является вход однотактового элемента 15 задержки, а выходом - выход элемента И 23. Блок 1 ввода бинарного изображения служит для подачи отсчетов обраб тываемого изображения в определенном порядке (отсчет за отсчетом вдоль строк изображения и строка за строко поперек строк) и выполнен в виде телевизионного сканера с дискретизатором и пороговым устройством (не показаны) для передачи темных областей отсчетами, равными 1, а светлых0. Блок 4 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсчетов обработанного изображения. В качестве блока 4 вывода бинарного изображения использован графический дисплей, который визуалирует обработанно изображение. Блок 5 синхронизации выполнен в виде.генератора тактовой частоты, величина которой определена условиями конкретного применения, например, текстурой класса обрабатываемых изображений. Линии задержки в устройстве состоят из регистров сдвига соответствующей общей длины (1 или (h-2) разрядов), в которых под воздействием тактовой частоты от блока 5 синхронизации сдвиг осуществляется на один разряд за такт. Если предлагаемое устройство применяется в системе обработки зрительных образов и какие-то другие этапы обработки изображений, наприме обужение линий, вьзделение особенностей изображения и т.п., предшествует процедуре удаления белых участков и сглаживания краев фигур или сопровождают ее, то в качестве блоков вво да 1 и вывода 4 бинарных изображе, 34 НИИ необходимо использовать блок сопряжения с предыдущими или последующими устройствами. Устройство работает; следующим образом. Отсчеты бинарного изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 5 синхронизации, на вход первого блока 2 расфокусирования бинарного изображенуя, в котором с помощью элементов задержки 6,7,8,9,10,11,12,13 и элемента ИЛИ 14 выполняется операция (3) и полученный сигнал поступает на выход блока 2 расфокусирования бинарного изображения. Последовательное прохождение сигнала через,m блоков 2соответствует рекурентному выполнению операции (1). Затем сигнал проходит через m цифровых фильтров 3, k каждом из которых с помощью эле ментов задержки 15,16,17,18,19,20, 21,,22 и элемента И 23реализуется операция (4), что соответствует рекурентному выполнению операции (2). На выходе последнего п -го фильтра 3образуются отсчеты обработанного бинарного изображения, которые поступают на вход блока 4 вывода бинарного изображения. Время обработки не зависит от структуры изображения. Обработка изображения производится в темпе поступления отсчетов и обработанное изображение поступает на вход блока вывода бинарного изображения с задержкой на 2ni(N+l) тактов, что . Связано с прохол{дением сигнала через элементы задержки. Характерной особенностью реализации блоков расфокусирования бинарного изображения и блоков цифровой фильтрации является отсутствие блоков запоминающих устройств для хранения величин отсчетов матриц изображений. Посредством предлагаемого устройства удаляются такие белые участки, на которые не удается положить квадрат размером (4-1)х(2т+1) клеток так, чтобы этот квадрат не пере секал черные участки бинарного изображения.

)

11

оЛ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, последовательно соединенные блоки расфокусирования бинарного изображения, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы задержки, первый элемент задержки на (ti-2) тактов, где. t - размерность матрищз отсчетов бинарного изображения, третий и четвертый однотактовые элементы задержки, второй элемент задержки на (п-2). тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, а входы подключены к входу первого однотактового элемента задержки, являющемуся входом блока, и к выходам однотактовых элементов задержки блока, а также последовательно соединенные цифровые фильтры, выход блока синхронизации подключен к тактовым входам блоков ввода и вывода бинарного изображения, цифровых фильтров и элементов задержки блоков расфокусирования бинарного изображения, отличаю.щееся тем, что, с целью расширения класса корректируемых изображений за счет обеспечения возможности сглаживания краев фигур и удаления белых участков на бинарном изображении, в нем вход первого однотактового элемента задержки, входящего в первый блок расфокусирования бинарного изображения, соединен с выходом блока ввода бинарного изображения,, причем каждый цифровой фильтр содержит последовательно соединенные первый сл и второй однотактовые элементы зас держки, первьй элемент задержки на (п-2) тактов, третий и четвертый однотактовые элементы задержки, второй элемент задержки на Ct1-2) тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент И, входы О5 которого соединены соответственно с входом первого однотактового эле05 мента задержки, являющимся входом 00 цифрового фильтра, и выходами всех 00 элементов задержки цифрового фильтра, выходом которого является выход элемента И, выход элемента ИЛИ последнего блока расфокусирования бинарного изображения соединен с входом однотактового элемента задержки, входящего в первый цифровой фильтр, а выход элемента И последнего цифрового фильтра подключен к входу блока вывода бинарного изображения.

0U1.2