Устройство для обработки изображений Советский патент 1986 года по МПК G06K9/00 

1

изобретение относится к области телевизионной техники и может быть использовано в системах обработки информации , в частности в устройствах ввода изображений в ЭВМ или вывода изображений на регистрирующий элемент точечно- растрового типа, а также в информационно-поисковых системах.

12495522

ка 1 на выходе пикового детектора 15; сигнал на выходе триггера 17.

Телевизионный датчик 1 может быть выполнен на основе серийно выпуска- i емых линейного или матричного фоточувствительных приборов с зарядной с вязью (например, К 1200ЦЛиК 1200ЦМ 1)

Элементы 2, 11, 13 и 19 задержки

Целью изобретения является повышение точности обработки изображений путем специального сглаживания и последующего дифференцирования видеосигнала.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройстба; на фиг, 2 - схема блока управления; на фиг.- 3- пример обработки видеосигнала пред- лагаемым устройством.

Схема предлагаемого устройства (фиг. 1) содержит телевизионный датчик 1 видеосигнала, блок 2 сжатия видеосигнала, включающий 2К-1 последовательно соединенных элементов задержки (нафиг.1 представлен случай для ), аналоговые блоки 3-5 суммирования, аналого ьй блок 6 вычитания, аналоговБтй блок 7 деления пороговый элемент 8, детектор 9 абсолютного значения видеосигнала, блок 10 управления, первый элемент 11 задержки, первый компаратор 12, второй элемент 13 задержки, второй компаратор 14, пиковый детектор 15, графический индикатор 16, триггер 17, элемент И 18, третий элемент 19 задержки.

Блок 10 управления (фиг. 2) содержит первый 20 и второй 21 пороговые элементы, первый .22 и второй 23 элементы И, элемент НЕ 24, третий элемент И 25, ключи 26 и 27.

,На фиг. 3 обозначены а- последовательность видеоимпульсов на выходах телевизионного датчика 1 или первого блока 3 суммирования; S- за держанная последовательность видеоимпульсов на 2К-1 периодов их следования на выходах блока 2 сжа Гия или блока 4 суммирования; Ь- последовательность сигналов локального контраста на выходе делителя 7; 2. - последовательность сигналов локального контраста по модулю на выходе блока 9 детектора абсолютного значения сигнала и сигнал порогового локального контраста телевизионного датчи

Элементы 2, 11, 13 и 19 задержки

служат для задержки видеоимпульсов на период их следования.

Аналоговые блоки суммирования 3-5 вычитания 6 и деления 7 служат для формирования последовательности сигналов локального контраста соседних элементарных раст-элементов строки изображения,

Устройство для обработки изображений работает следующим образом.

В режиме определения амплитуды сигнала порогового локального контраста телевизионного датчика 1 на вход устройства подается нулевой сигнал, который поступает через элемент НЕ 24 на первый вход третьего элемента И 25, разрешая его работу, и на первый вход второго элемента И 23, запрещая его работу, а соответственно работу ключа 26 и триггера 17, находящегося в нулевом исходном положении. Следовательно, в этом режиме не осуществляется регистрация изображения на индикаторе 16. Затем путем равномерной засветки те-; левизионного датчика 1 на его выходе формируется последовательность видеоимпульсов, обусловленная неоднородностью шумовых характеристик и параметров дискретньк фоточувстви- тельных элементов телевизионного датчика 1. Эта последовательность непосредственно и через группу элементов 2 задержки, где задерживается на (2К-1) периодов следования видеоимпульсов, поступает соответственно

на первый 20. и второй 21 пороговые элементы, на выходе которь х вырабатываются сигналы, определяющие начало и конец обработки видеосионала строки и отпирающие первый элемент

и 22. Сигнал с выхода элемента И 22 поступает на второй вход открытого элемента И 19, выходным сигналом которого открывается ключ 27. Кроме того, видеосигнал с выхода.телевизионного датчика 1 непосредственно и через группу элементов 2 задержки поступает соответственно на вход в группу (К-1) входов блока 3, а

3

также на группу К входов блока 4. Через время, равное (2К-1) периодам следования видеоимпульсов телевизионного датчика 1, с помощью первого 3 и второго 4 блока суммирования формируется первая пара соседних укрупненных фазочувствительных элементов , а каждая последующая пара згкрупненных элементов - через период следования видеоимпульсов. С выхода блока 3 последовательность видеоимпульсов (фиг. За ) от второго укрупненного фоточувствительного элемента пары поступает на первые входы блоков 5 и 6, а с выхода блока 4 последовательность видеоимпульсов (фиг, 35) от первого укрупненного фоточувствительного элемента пары - на вторые входы блоков 5 и 6 Блоки 5 и 6 осуществляют вычитание амплитуд видеосигналов от первого и второго укрупненных фоточувствительных элементов и их суммирование, PasHOCTHbie и суммарные сигналы поступают соответственно на первый и второй входы блока 7 деления, на выходе которого формируется последовательность сигналов локального контраста телевизионного датчика 1. Эта последовательность поступает на вход детектора 9 выделения абсолютного значения сигнала, на выходе которого формируется последовательность сигналов локального контраста по модулю, которая через первый вход открытого ключа 27 поступает на пиковый детектор 15, Пиковый детектор 15 выделяет и запоминает сигнал порогового локального контраста телевизионного датчика 1 - максимальньй из его сигналов локального контраста,

В реж™е обработки изображений ;на вход устройства подается единич- ный сигнал, который разрешает работу второго элемента И 23 и запрещает работу третьего элемента И 25, а соответственно и работу ключа 27, Зате обрабатываемое изображение проецируется на телевизионный датчик 1, который путем построчного растрового сканирования и преобразования освещенности растр-элементов каждой строки изображения в электрические сигналы на выходе формирует последовательность видеоимпульсов, содержащую гладкую фоновую составляющую. Эта последовательность непосредственно и через группу элементов 2 задержки.

495524

где задерживается на (2К-1) периодов следования видеоимпульсов, поступает соответственно на первый 20 и второй 21 пороговые элементы, на выходе 5 которых вырабатываются сигналы, определяющие начало и конец обработки видеосигнала строки изображения и отпирающие первый элемент И 22, Сигнал с выхода элемента И 22 поступает

0 на второй вход открытого элемента И 23, выходным сигналом которого разрешается работа триггера 17 и открывается ключ 26. Кроме того, последовательность видеоимпульсов с

5 выхода телевизионного датчика 1 непосредственно и через группу элементов 2 задержки поступает соответственно на вход и,группу (2К-1) входов блока 3, а также на группу К входов

0 блока 4, Через время, равное (2К-1) периодам следования видеоимпульсов телевизионного датчика 1,с помощью блоков 3 и 4 формируется первая пара соседних укрупненных растр-элементов

5 строк изображения, а каждая последующая пара- укрупненных растр-элементов - через период следования видеоимпульсов, С выхода блока 4 последовательность видеоимпульсов (фиг,За)

0 от второго укрупненного растр-з;леп мента пар) поступает на первые входы блоков б и 5, ас выхода блока 4 последовательность видеоимпульсов (фиг, 3) от первого укрупненного

5 растр-элемента пары - на вторые

входы блоков 6 и 5, Блоки 6 и 5 осуществляют вычитание амплитуд видеоимпульсов от первого и второго укрупненных растр-элементов и их сум0 мирование. Разностные и суммарные сигналы поступают .соответственно на первый и второй входы блока 7 деления, на выходе которого формируется последовательность сигналов локаль5 ного контраста строки обрабатываемого изображения (фиг, 3), Эта последовательность поступает на входы первого порогового элемента 8 и детектора 9 выделения абсолютного зна0 чения сигнала, Последовательн тЬ сигналов, несущая информацию 6 знаке

.сигналов локального контраста, формируется на выходе порогового элемента 8 и через первый элемент 11 задержки, где задерживается на 5 периодов следования видеоимпульсов, поступает на первый вход триггера 17, Последовательность сигналов локально-

.го контраста по модулю (фиг, Зг)

5

формируется на выходе детектора 9 выделения абсолютного значения сигнала и через первый вход второго открытого ключа 26 поступает на первый вход второго компаратора 14, на второй вход которого подается сигнал порогового локального контраста (фиг. Зг) с выхода пикового детектора 15. Когда уровень напряжения на первом входе компаратора 14 превысит уровень напряжения на его втором входе, на выходе выбирается сигнал. Который поступает через второй элемент. 19 задержки, где задерживается на К периодов следования видеоимпуль сов, на. второй вход элемента И 18, Кроме того, последовательность сигналов локального контраста по модулю (фиг. 32.) подается на первьй вход первого компаратора 12, а через элемент 13 задержки - на его йторой вход. Когда уровень напряжения на втором входе компаратора 12 превысит уровень напряжения на его п ервом входе, на выходе вырабатывается сигнал, запаздьгоающий на К периодов следования видеоимпульсов по сравнению с моментом определения максимальных амплитуд сигналов локального контраста, превьшшющих амплитуду локального контраста телевизионного датчика 1.. Этот сигнал поступает на первьй вход элемента И 18, на выходе которого вырабатывается сигнал, кото- рьШ указьгоает на переход видеосигнала от уровня белого к уровню черного (или наоборот) и поступает на триггер 17, находящийся в нулевом исходном состоянии. Первый 11 и второй 13 элементы задержки предназначены для временного согласования моментов определения сигнала максимального локального контраста, его знака и амплитуды. Переход триггера 17 в единичное или нулевое состояние определяется соответственно наличием или отсутствием сигнала на его первом входе при обязательном присутствии, на его втором входе. Форма сигнала на выходе триггера 17 показана на фиг. 3. Сигнал с выхода триггера 17 поступает на вход графического индикатора 16, например графического дисплея, где визуально наблюдается . изображение.

Формула и-з обретения . Устройство для обработки изображе- ний, содержащее телевизионный датчик

1249552 6

видеосигнала, блок сжатия видеосиг10

15

20

25

|нала5 состоящий из 2К-1 последова- .тельно соединенных элементов задержки Где К - степень сжатия видеосигналов 5 и графический индикатор, причем вход первого элемента задержки блока сжатия видеосигнала соединен с выходом телевизионного датчш-а видеосигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него вве дены первый аналоговый блок суммирования , первБм вход которого подключе к выходу телевизионного датчика видеосигнала а другие К-1 входов подключены к соответствующим выходам с первого по k -Ь-й элементов задержки блока сжатия видеосигнала, второй аналоговый блок суммирования,К входо которого подключены к соответствующи выходам других К элементов .задержки блока сжатия видеосигнала, третий аналоговый блок суммирования и ана- логовьй блок вычитания, входы которы подключены к выходам первого и второ г о аналоговых блоков суммирования соответственно, аналоговый бло.к деле ния з первый и второй входы которого соединены с выходами аналогового блока вычитания и третьего аналогового блока суммирования соответствен но 5 пороговьй элемент и детектор абсолютного значения видеосигнала, входы которых подключены к выходу аналогового блока деления, первьй элемент задержки, вход которого соединен с выходом порогового элемента, первьй компаратор, первьй вход которого соединен с выходом детектора абсолютного значения видеосигнала, второй элемент задержки, вход которого, подключен к выходу детектора абсолютного значения видеосигнала,. а выход соединен с вторым входом пер вого компаратора, блок управления, первьй вход которого является входом устройства, а второй, третий и четвертый входы подключены к выходам телевизионного датчика видеосигнала, последнего элемента задержки блока сжа тия видеосигнала и входу второго эле- мента задержки соответственно, второй компаратор, первьй вход которого соединен с первьй выходом блока управления, пиковьй детектор, вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход соединен с вторым входом второго компаратора, третий элемент задержки, вход кото30

35

40

50

55

0

5

0

5

|нала5 состоящий из 2К-1 последова- .тельно соединенных элементов задержки Где К - степень сжатия видеосигналов, 5 и графический индикатор, причем вход первого элемента задержки блока сжатия видеосигнала соединен с выходом телевизионного датчш-а видеосигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый аналоговый блок суммирования , первБм вход которого подключен к выходу телевизионного датчика видеосигнала а другие К-1 входов подключены к соответствующим выходам с первого по k -Ь-й элементов задержки блока сжатия видеосигнала, второй аналоговый блок суммирования,К входов которого подключены к соответствующим выходам других К элементов .задержки блока сжатия видеосигнала, третий аналоговый блок суммирования и ана- логовьй блок вычитания, входы которых подключены к выходам первого и второ- г о аналоговых блоков суммирования соответственно, аналоговый бло.к деления з первый и второй входы которого соединены с выходами аналогового блока вычитания и третьего аналогового блока суммирования соответственно 5 пороговьй элемент и детектор абсолютного значения видеосигнала, входы которых подключены к выходу аналогового блока деления, первьй элемент задержки, вход которого соединен с выходом порогового элемента, первьй компаратор, первьй вход которого соединен с выходом детектора абсолютного значения видеосигнала, второй элемент задержки, вход которого, подключен к выходу детектора абсолютного значения видеосигнала,. а выход соединен с вторым входом первого компаратора, блок управления, первьй вход которого является входом устройства, а второй, третий и четвертый входы подключены к выходам телевизионного датчика видеосигнала, последнего элемента задержки блока сжатия видеосигнала и входу второго эле- мента задержки соответственно, второй компаратор, первьй вход которого соединен с первьй выходом блока управления, пиковьй детектор, вход которого подключен к второму выходу блока управления, а выход соединен с вторым входом второго компаратора, третий элемент задержки, вход кото0

5

0

5

рого соединен с выходом второго ком- .паратора, элемент И, первий вход которого подключен к выходу первого

компаратора, а второй вход соединен с выходом третьего элемента задержки, триггер, первый, второй и третий

12495528

входы которого соединены с выходами ;первого элемента задержки, элемента и третьего выхода блока управления соответственно , а выход подклю- ; чен к входу графического индикатора.

fpi/t f

j3iJ lJ lj b-iJlJl

Фонаёая сос/паВляюи ая

Фоноёая соста6/гяющ(/я

Ля/м

ЯДл,

г

Ci/effO/J / ofl08oSogo o/fOM aso rtfb

Составитель А. Краснов.

Редактор Л. Гратилло Техред В.Кадар ,. Корректор А, Обручар

Заказ 4327/51

. Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, зш. Проектная, 4

фиг.З

Подписное