Устройство для обработки изображений объектов Советский патент 1986 года по МПК G06K9/36 

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах цифровой обработки изображений.

В частности, предлагаемое устройство можно использовать для медианной фильтрации изображений с целью подавления шума.

Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 - примеры конкретного конструктивного выполнения блоков управления и сортировки соответственно.

Устройство содержит телевизионный датчик 1, например телекамеру, аналого-цифровой преобразователь 2, группу регистров 3 сдвига, генератор 4 и fпyльcoв, группу 5 элементов И 6, первый регистр 7, блок 8 управления, коммутатор 9, например мультиплексор второй регистр 10 и блок 11 сортировки кодов, первый 12 и второй 13 входы устройства.

Блок 8 управления (фиг.2) содержит счетчик 14, задающий регистр 15, компаратор -16 и первую грушту элементов 17 задержки.

Блок И сортировки кодов (фиг.З) содерзкит первую группу компараторов 18, вторую группу компараторов 19, BTOpyfc группу элементов 20 задержки, третью группу элементов 2 задержки, первьй 22 и второй 23 элементы задержки, первую 24, вторую 25 и третью 26 группы входов блока и один вход 27.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом медианной фильтрации входного изображения выполняется запись кода маски через установленный вход 12 устройства в регистр 7. Этот код определяет форму области (из окресности текущего элемента изображения), по элементам которой вычисляется локальное медианное значение последовательности элементов изображения, расположенных в пределах Этой области. Если элемент изображения входит в окрестность текущего элемента изображения, то соответствующий ему разряд кода, записанного в регистре 7, равен Г, в противном случае этот разряд кода маски равен О.

С установочного входа 13 устройства в регистр 10 записывается двоичный код номера того информатдаонного входа мультиплексора 9, на который

поступает код медианы текущей последовательности элементов изображения, Этот номер информационного входа мультиплексора 9 зависит от содержимого регистра 7.

Обрабатываемое изображение в процессе его строчного сканирования телекамерой 1 через АЦП 2 поступает в цифровой форме на вход первого регистра сдвига группы регистров 3,При

поступлении импульсов генератор 4 на входы управления сдвигом регистров 3 сдвига выполняется последовательный сдвиг кодов элементов изображения в регистрах 3 для формирования окрестности текущего элемента изображения размерами 3x3.

Коды элементов обрабатываемого изображения с выходов регистров 3 сдвига параллельно поступают на первые входы элементов И 6 группы, на вторые входы которых одновременно поступают значения соответствующих разрядов регистра 7,

С .1 ыходов элементов И 6 группы 5

коды элементов выделенной окрестности изображения параллельно поступают на входы блока 11. Блок 11 осуществляет параллельно-последовательную сортировку входной последовательности двоичных чисел - элементов изображения.

Известно, что вычисление медианы последовательности чисел эквивалентно сортировке этой последовательносч™ и выбору в качестве медианы центрального элемента отсортированной последовательности чисел. Поэтому вычисление медианы элементов изображения осуществляется посредством блока

1 1. В блоке 11 осуществляется попарная параллельная перестановка входных чисел. Для этого служат компараторы первой и второй групп, каждый из которых имеет два информационных

входа, управляющий вход и два информационных вькода. На управляющий вход компараторов 18 и 19 поступают из блока 8 управления сигналы установки компараторов в начальное состояние перед сравнением каждой новой пары чисел.

В результате параллельной попарной перестановки двоичных чисел на

выходе блока 1I формируются коды отсортированной последовательности элементов изображения. Таким образом, блок 11 реализует алгоритм параллельной обменной сортировки. С выхода блока I1 коды отсортированной последовательности элементов изображения поступают на соответствующие информационные входы мультиплексора 9, на управляющий вход которого с выхода регистра 10 индекса поступает двоичный код заданного числа. Мультиплексор 9 и регистр 10 используются с целью вьщеления текущего медианного элемента изображения из отсортированной последовательности элементов изображения на выходе блока 11. Вследствие того, что количество ненулевых разрядов регистра 7 в общем случае не равно п, медианный элемент не является центральным элементом отсортированной последовательности двоичных чисел на выходе блока 11, т.е. не имеет номер (п-1)/2. Поскольку элементы изображения являются целыми двоичными числами, то медианный элемент имеет номер (N+l)/2 в отсортированной последовательности чисел при начале нумерации от максимального числа этой последовательности (где N - количество ненулевых разрядов регистра 7).

Блок 8 используется в предлагаемом устройстве с целью управления процессом сортировки последовательности элементов изображения в блоке 11. Тактовые импульсы с выхода генератора А поступают на счетный вход счетчика 1Д. Компаратор 16 осуществляет сравнение кода количества тактовых импульсов, подсчитанных в счетчике 14, и кода количества разрядов элементов входного изображения, который записан в регистре 15. При равенстве кодов на входе компаратора 16 на его выходе появляется сигнал I, который поступает на.первый выход блока управления и через элементы 1 7 задержки на остальные выходы блока 8. Сигналы 1 на выходах блока 8 определяют концы последовательных кодов элементов изображения, которые поступают на управляющие входы соответствующих узлов блока 11. Сигнал 1 с выхода компаратора 16 также поступает на вход сброса счетчика .14 и при этом устанавливает его в нулевое состояние. Время задержки

26500

элемента 17 задержки в блоке 8 равно времени задержки элементов 20 - 23 задержки в блоке 11, которое, в свою очередь, определяется временем за- 5 держки компараторов 18 и 19.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки изоб10 ряжений обьектов, содержащее телеви- . зионный датчик, вход которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к одному входу аналого- цифрового преобразователя, другой

15 вход которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к одному входу первого регистра последовательно соединенных регистров сдвига группы, другие входы которых подклю20 чены к генератору импульсов, а выходы подключены к одним входам элементов И группы, другие входы которых соединены с выходами первого регистра, вход которого является первым

25 входом устройства, счетчик, один вход которого подключен к генератору импульсов, а выход соединен с одним входом компаратора, другой вход которого подключен к задающему ре-.

30 гистру, а выход соединен с другим входом счетчика, и последовательно соединенные элементы задержки первой группы, при этом первый элемент задержки первой группы подключен к вы ходу компаратора, и коммутатор,.о т - личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит блок сортировки кодов, входы которого соединены

40 с выходами элементов И группы, компаратора и элементов задержки первой группы, а выходы подключены к входам коммутатора, выход которого является выходом устройства, и второй регистр,

45 вход которого является вторым входом устройства, а выход соединен с управляющим входом коммутатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сорти50 ровки кодов содержит первую группу последовательно соединенных компараторов , одни входы которых являются входами первой группы входов блока, вторую группу последовательно соеди55 венных компараторов, одни входы которых являются входами первой группы входов блока, вторую и третью группы элементов задержки, входы и выходы

51226500

которых подключены к входам и выхо- ется одним выходом блока, при этом дам соответствующих компараторов пер- входы первых компараторов первой и

второй групп являются входами первой и .второй групп входов блока, а другие 5 входы и выходы соответствующих компараторов первой и второй групп подключены к входам и выходам соответствующих компараторов второй и первой групп соответственно.

вой и второй групп,.первый элемент задержки, вход которого является одним входом блока, а выход пoдкJ ючeн к второму компаратору второй группы, второй элемент задержки, вход которого соединен с выходом последнего компаратора второй группы, а выход явля

Изобретение относится к технической кибернетике, в частности к системам цифровой обработки изображений . Повышение быстродействия устройства достигается путем организации конвейерной обработки информации с помощью группы элементов И, блока сортировки кодов и мультиплексора. Предложенное техническое решение позволяет реализовать возможность вьще- ления локальной окрестности текущего элемента изображения требуемой формы и определения медианы последовательности элементов изображения, принадлежащей выделенной окрестности. 1 3. п. ф-лы, 3 ил. Ю ГчО 05 сл