Устройство для коррекции бинарного изображения Советский патент 1989 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено автономно или в составе специализированных быстродействующих вычислительных систем расознавания образов в реальном масштабе времени за счет распознавания контуров изображений различных объектов в условиях действия шумов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет выделения контура бинарного изображения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для коррекции бинарного изображения; на фиг. 2 - пример исходного бинарного изображения; на фиг. 3 - изображение, которое формируется с выхода блока расфокусирования бинарного изображения; на фиг. 4 - изображение, получаемое с первого выхода цифрового фильтра; на фиг.5 - обработанное изображение.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 ввода бинарного изображения, блок 2 расфокусирования бинарного,изображения, цифровой фильтр 3, блок 4 синхронизации, элемент НЕ 5, элемент И 6, блок 7 вывода бинарного изображения .

Блок 2 расфокусирования бинарнол о изображения (фи.г..1) состоит из последовательно соединенных двух одно- тактовых элементов 8 и 9 задержки, элемента JO задержки на п-2 такта, двух однотактовых элементов 11 и 12 задержки, элементы 13 задержки на п-2 такта, двух однотактовых элементов 14 и 15 задержки и элемента ИЛИ 16, девять входов которого соединены с входом однотактоБОГо элемента. 8 задержки и с выходами элементов 8-15 задержки.

Цифровой фильтр 3 (фиг.1) состоит из последовательно соединенных двух однотактовых элементов 17 и 18 задержки, элемента 19 задержки на п-2 такта, двух однотактовых элементов 20 и 21 задержки, элемента 22 задержки на п-2 такта, двух однотактовых элементов 23 и 24 задержки и элемента И 25, девять входов которого соединены с входом однотактового элемента 17 задержки с выходами элементов 17-24 задержки.

Блок 1 ввода бинарного изображе- ния для формирования и подачи отсчетов обрабатываемого изображения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в определенном порядке (отсчет за отсчетом вдоль строк изображения и далее строка за строкой вдоль кадра) и выполнен в виде телевизионного устройства ввода изображения с дискрети- затором и пороговым устройством для бинарного квантования. На его выходе формируется изображение, в котором темные области передаются отсчетами, равными 1, а светлые - О (фиг.2). Блок 6 вывода бинарного изображения предназначен для вьщачи отсчетов обработанного изображения. Блок 4 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, формирователей стандартных строчных и кадровых син- хро- и гасящих импульсов. Тактовые импульсы с его выхода осуществляют синхронный сдвиг информации на всех элементах задержки блоков 2 и 3.Элементы задержки 8-15 и 17-24 состоят из регистров сдвига соответствующей длины 1 или п-2 разрядов, в которых под воздействием тактовых импульсов из блока 4 синхронизация осуществляется сдвиг на один разряд за такт.

Если предлагаемое устройство применяется совместно с другими, выполняющими какие-либо иные функции обработки изображения, например, обнаружение линий, выделение особенностей изображения, и т.п., то в качестве блоков 1 ввода и 7 вьтода бинарных изображений необходимо использовать соответствующий блок сопряжения с предьщущими и последующими устройствами.

Устройство работает следующим образом.

Отсчеты. бинарно.го изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 4 синхронизации, на вход блока 2 расфокусирования бинарного изображения, в котором с помощью элементов 8-15 задержки и элемента ИЛИ 16 вьтолняется операция логического суммирования сигналов соседних девяти элементов. Если хотя бы в одном из них была логическая единица, то на выходе элемента ИЛИ 16, а следовательно, и на выходе блока 2 расфокусирования бинарного изображения тоже появляется сигнал логической единицы. Таким образом ре- курентно такт за тактом осзпцествля- ется обработка каждого элемента изображения. Пример результата такой обработки приведен на фиг.З. Видно, как сглаживаются края, исчезает шум в виде одноклеточных нулевых (белых) всплесков исходного бинарного изображения .

Информация об элементе, который находится в центре перемещающегося окна обработки (размер окна элемента) , поступает на выход блока 2 расфокусирования бинарного изображения с запаздыванием на п-1 такт относительно его поступления на вход блока.

Аналогично работает цифровой фильтр 3. Сигнал с его входа поступает на элементы задержки 17-24 и с их выходов - на девять входов элемета И 25 . В случае совпадения логических единиц на всех элементах перемещающегося окна обработки на выходе элементов И 25 и, следовательно, на первом выходе цифрового фильтра 3 появляется сигнал логической единицы Пример обработанного таким образом изображения приведен на фиг,4.Изображение имеет сглаженные края,отсутствует одноклеточный шум нулевых (белых) всплесков исходного изображения, и размеры полученного изображения совпадают с размерами исходного .

Далее осуществляется следующая обработка полученного изображения: выделяются только те элементы, которые принадлежат изображению, полученному с выхода блока 2 расфокусирования бинарного изображения, и одновременно не принадлежат изображению, полученному с выхода цифрового фильтра 3. Эту обработку осуществляют элементы НЕ 5 и 6.

Сигнал на первый вход элемента И 6 поступает с первого выхода цифрового фильтра 3 через элемент НЕ 5. Поскольку информация об обрабатьшае- мом в данный момент времени элемент изображения (он находится в центре окна обработки) поступает на первьй выход цифрового фильтра 3 с запаздыванием на п-1 относительно его поступления на вход фильтра 3, необходимо на второй вход элемента И 6 подать информацию, поступающую с выхода блока 2 расфокусирования бинарного изображения, также с запаздыванием на п-1 такт. Это реализовано подключением второго входа элемента И 6

к выходу элемента 20 задержки цифрового фильтра 3.

Сигнал с выхода элемента И 6 поступает на второй информационный вход блока 7 вывода бинарного изображения, где, собственно, и. формируется изображение контура исходного бинарного изображения.

Время обработки не зависит от структуры исходного изображения.Обработка изображения производится в темпе поступления отсчетов и обработанное изображение поступает на

блок 7 вывода бинарного изображения с задержкой на 2п+2 такта, что связано с прохождением сигнала через элементы задержки. Характерной особенностью реализации блоков 2 расфокусирования бинарного изображения и цифрового фильтра 3 является отсутствие блоков запоминающих устройств на кадр для хранения исходных и обработанных величин отсчетов матрицы

изображения.

Таким образом, введение в устройство новых блоков и конструктивных связей позволяет расширить его функциональные возможности, что выражается в появлении возможности распознавать на бинарном зашумленном изображении его контуры. С помощью предлагаемого устройства можно на бинарном изображении удалять шумовые

35

пятна и линии, поперечные размеры которых равны одной клетке.

Формула изоб ретения

Устройство для коррекции бинарного изображения, содержащее блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, блок расфокусирования бинарного изображения и цифровой фильтр, причем выход блока ввода бинарного изображения подключен к информационному входу блока расфокусирования бинарного изображения , выход которого соединен с информационным входом цифрового фильтра, тактовые входы блоков ввода и вывода бинарного изображения, блока расфокусирования бинарного изображения и цифрового фильтра подключены к

выходу блока синхронизации, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выделения контура бинарного изображения, в устройство

1введены элемент НЕ и элемент И, при |этом первый выход цифрового фильтра 1через элемент НЕ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу цифрового фильтра, а выход - к информационному входу блока вывода бинарного изображения.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено автономно или в составе специализированных быстродействующих распознающих систем. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выделения контура бинарного изображения. Устройство содержит блок 1 ввода бинарного изображения, блок 2 расфокусирования бинарного изображения, цифровой фильтр 3, блок 4 синхронизации, элемент НЕ 5, элемент И 6 и блок 7 вывода бинарного изображения. Введение новых блоков и конструктивных связей позволило, вычитая с учетом задержки распространения из сигнала с выхода блока 2 сигнал с выхода цифрового фильтра 3, выделить на бинарном зашумленном изображении его контуры. 4 ил.

fe.2

Фи8.