Устройство для коррекции изображений Советский патент 1990 года по МПК G06K9/46 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных вычислительных систем для удаления на бинарном изображении шумов в виде пятен, меньших квадрата со стороной в два элемента.

Цель изобретения - повышение точности коррекщш изображений.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - исходное бинарное изображение (п 14, где п - количе- .ство элементов (отсчетов) изображения в строке)J на фиг.З - результаты коррекции входного изображения предложенным устройством.

. Устройство для коррекции изображений содержит блок 1 ввода бинарного изображения, однотактные элементы задержки 2-7, многотактные элементы 8 и 9 задержки «а (п-:2) такта, блок 10 синхронизации, элементы 2-2-2И-ЗИЛИ 11-14, элементы И 15-18, выполненные трехвходовыми, элемент ИЛИ 19 и блок 20 вырода бинарного изображения, элемент И 21-23, элемент ИЛИ 24. Элементы 2-2-2И-ЗИЛИ 11-14 однотипный выполнены по схеме медианного фильтра. Выход блока 10 синхронизации связан с тактовыми входами блока 1, блока 20 и элементов задержки 2-9, причем выход блока 1 соединен с последовательно связанными однотактными элементами задержки 2 и 3, элементом задержки 8 на (п-2) такта, а также последовательно соединенными однотактными элементами задержки 4 и 5, элементом 9 задержки на (п-2) такта и

сл

00

со го

со

со

однотактнымн элементами задержки 6 и 7. Входы элемента 2-2 2И-ЗИЛИ 11 соединены с выходами элементов задержки 8, А и 5. Входы элемента 12 связаны с выходами блока 1 и элембж- тов 4 и 7- задержки. Входы элемента 13 соединены с выходами элементов 2, 4 и 6 задержки. Входы элемента 14 связаны с выходами элементов задержки 3, (Q 4 и 9. Выход элемента ШШ 19 соединен с входом блока 20 вывода изображений и входом элемента 5 задержки, а входы связаны соответственно с выходами трехвходовых элементов И 15-18. Входы 15 элемента И 15 соединены с выходами элементов 2-2-2И-ЗИЛИ 11, 12 и 13. Входы элементов И 16 связаны с вько- дами элементов -2-2И-ЗИЛИ 11, 12, и 14. Входы элементов И 17 соединены с 2Q выходами элементов 12, 13 и 14. Входы элементов И 18 связаны с выходами элементов 11, 13и 14,

Элемент 2-2-2И-ЗИЛИ 11 выходом свяЭлементы задержки 2-9 в устройстве состоят из регистров сдвига соответствующей общей длины (1 или ri-2 разряда) , в которых нод воздействием тактовой частоты от блока синхронизации 10 сдвиг осуществляется на один разряд на такт.

Отсчеты бинарного изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 10 синхронизации, на вход элемента 2 задержки и один из входов элемента 2-2-2И-ЗИЛИ 12.

Обозначим значения элементов бинарного изображения на выходе блока 1, элементов 2 и 3 задержки через

ia,4,,b( a.i+Mj iVi, значения элементов бинарного изображения на

выходе элементов

8, 4 и 5

, -г п - задержки

через , а;J , а;;, , значения элементов бинарного изображения на выходе элементов задержки 9, б и 7

з ан с выходом элемента ИЛИ 24, входа- 25 через aj,j, ; а, ; , , где a, ми соединенного с выходами элементов И 21-23. Первый вход элемента 11 соединен с первыми -входами элементов И 21 и 22, второй вход связ ан с вторым входом элемента И 21 и первым входом элемента И 23, а третий вход соединен с вторыми входами элементов И 22 и 23

Устройство для коррекции изображений работает следующим образом.

В исходном состоянии содержимое элементов задержки 2-9 обнулено (элементы задержки выполнены на регистрах сдвига). Блок 1 служит для подачи от- сче-гов обрабатьшаемого изображения в определенном порядке,(отсчет за отсчетом вдоль строки изображения и строка за строкой поперек строк) и может быть выполнен в виде телевизионного сканера с дискретизатором и пороговым устройством (не показан) для передачи темных областей,отсчетами равными 1, .а св.етлых - 0.

Блок 20 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсчетов . обработанного изображения. В качестве блока 6 вьгоода бинарного изображения может быть использован графичес- кий дисплей, который визуализирует обработанное изображение.

Блок 10 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, величина которой - определена условиями конкретного применения.

30

центральный элемент апертуры; i - номер строки апертуры; j - номер столбца апертуры. Тогда обобщенная апертура, с помощью которой обрабатьгоается входное изображение, примет вид.

35

40

(1)

45

50

Каждый элемент входного изображения обрабатывается четырьмя элементами 11-14 относительно центрального элемента а апертуры.

Элемент 11 обеспечивает анализ элементов изображения, попадающих в апертуру в горизонтальном направлении, путем вычисления медианы .значений чисел а; ;., ; а;; a;,JЧ. (медиана последовательности чисел - это значение среднего числа упорядоченной по возрастанию последовательности этих -же чисел). Таким образом на выходе фильтра 11 формируется сигнал

ч

логическое значение которого оп55

ll.fl. А . J JUljJt-tJ

I med I a|

(ДVределяется выражением

Hf.jn f,j ,J4( J ) Элемент 12 обеспечивает вычисление медианы чисел в направлении -45 к горизонтали, т.е. на его вьгходе формируется сигнал bjt, логическое значеЭлементы задержки 2-9 в устройстве состоят из регистров сдвига соответствующей общей длины (1 или ri-2 разряда) , в которых нод воздействием тактовой частоты от блока синхронизации 10 сдвиг осуществляется на один разряд на такт.

Отсчеты бинарного изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 10 синхронизации, на вход элемента 2 задержки и один из входов элемента 2-2-2И-ЗИЛИ 12.

Обозначим значения элементов бинарного изображения на выходе блока 1, элементов 2 и 3 задержки через

ia,4,,b( a.i+Mj iVi, значения элементов бинарного изображения на

выходе элементов

8, 4 и 5

, -г п - задержки

через , а;J , а;;, , значения элементов бинарного изображения на выходе элементов задержки 9, б и 7

центральный элемент апертуры; i - номер строки апертуры; j - номер столбца апертуры. Тогда обобщенная апертура, с помощью которой обрабатьгоается входное изображение, примет вид.

(1)

Каждый элемент входного изображения обрабатывается четырьмя элементами 11-14 относительно центрального элемента а апертуры.

Элемент 11 обеспечивает анализ элементов изображения, попадающих в апертуру в горизонтальном направлении, путем вычисления медианы .значений чисел а; ;., ; а;; a;,JЧ. (медиана последовательности чисел - это значение среднего числа упорядоченной по возрастанию последовательности этих -же чисел). Таким образом на выходе фильтра 11 формируется сигнал

ч

логическое значение которого оп5

ll.fl. А . J JUljJt-tJ

I med I a|

(ДVределяется выражением

Hf.jn f,j ,J4( J ) Элемент 12 обеспечивает вычисление медианы чисел в направлении -45 к горизонтали, т.е. на его вьгходе формируется сигнал bjt, логическое значе515

ние которого оправляется выражением

.. Ья med

5 - med ., ;a,-j .,,,, } «(3

Элемент 13 обеспечивает вычисление медианы чисел, попадающих в апертуру вертикально, т.е. на его выходе формируется сигнал bj, логическое значение которого определяется выражением

Ьз med a;,j ;а - ;a;.,,j j (4)

Элемент 14 обеспечивает вычисление медианы чисел, попадающих в апертуру под углом 45, т.е. на его выходе формируется сигнал Ь, логическое значение которого определяется выражением

. 1.г t.jt о

1 r nu, .,;-.} 5) 20 изображения,

JJ трргст трм. U

5 го элемента задер низации, выход ко синхронизируюпр м держки и блоков в

щ е е с я тем, ч ния точности корр оно содержит четы ЗИЛИ, выход перво элемента задержки входу первого эле второй вход котор вторыми входами в четвертого элемен подключен к выход ного элемента зад первого элемента с выходом четверт элемента задержки бинарного изображ перврму входу вт 2-2-2И-ЗИЛИ, трет соединен с выходо ного элемента зад однотактного элем ключен к первому мента 2-2-2И-ЗИПИ рого соединен с вы тактного элемента второго многотакт 45 держки подключен четвертого элемент . тий вход которого

С выходов элементов 11-14 сигналы проходят через элементы И 15-18 и элемент ИЛИ 19, формируя на его выходе новое логическое значение элеч

мента а| , -а ; : , которое определяется следующим образом

4- 1 - при b; i 3

(6)

J

О - при b 2

С-I

J

являСАормированное значение а; ется результатом коррекции элемента входного изображения, соответствующего элементу а; апертуры, поступает на вход блока 20 для его визуализации и на вход элемента 5 задержки, реализуя тем самым рекурсивную цифровую фильтрацию.

В результате проведения описанной рекурсивной фильтрации бинарного изображения поэлементно в пределах строки изображения и построчно в пределах одного кадра изображения происходит коррекция входного изображения. Эта коррекция обеспечивает уда1;ение из входного изображения изолирова1Ннь);Г

объектов, меньших квадвата-СО, .схоро.-

ной в Два элемента при минимальном искажении объектов большой площади.

изобретения

1.г t.jt о

изображения,

. Устройство ДЛЯ коррекции изображений, содержащее блоки ввода и вывода

бинарного изображения, последовательно соединенные однртактные и много- тактные элементы задержки, четыре элемента И, элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход соединен с инфор- ационньм входом блока вывода бинарного изображения, выход блока ввода бинарного изображения соединен с информационным входом первого однотактного элемента задержки, и блок синхронизации, выход которого подключен к синхронизируюпр м входам элементов задержки и блоков ввода и вывода бинаротличаю20 изображения,

трргст трм. U

25

30

,,

щ е е с я тем, что, с целью повьщ1е- ния точности коррекции изображений, оно содержит четыре элемента 2-2-2И- ЗИЛИ, выход первого многотактного элемента задержки подключен к первому входу первого элемента 2-2-2И-ЗЙЛИ, второй вход которого, соединенный с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов 2-2-2И-ЗИЛИ, подключен к выходу третьего однотакт- ного элемента задержки, третий вход первого элемента 2-2-2И-ЗИЛИ соединен с выходом четвертого однотактного элемента задержки, выход блока ввода бинарного изображения подключен к перврму входу второго элемента 2-2-2И-ЗИЛИ, третий вход которого соединен с выходом шестого однотактного элемента задержки, выход первого однотактного элемента задержки подключен к первому входу третьего элемента 2-2-2И-ЗИПИ, третий вход которого соединен с выходом пятого одно- тактного элемента задержки, выход второго многотактного элемента за- 45 держки подключен к первому входу четвертого элемента 2-2-2И-ЗИЛИ, тре- . тий вход которого соединен с выходом

второг-о однотактного элемента задержKHj-выход-первого элемента 2-2-2И-ЗИЛИ

50 соединен с первыми входами первого и второго элементов И и третьим входом

40

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в составе систем обработки изображений, обеспечивающих удаление на бинарном изображении шума в виде пятен, меньших квадрата со стороной в два элемента. Цель изобретения - повышение точности коррекции изображений. Это достигается путем медианной фильтрации изображения элементами ЗИ-ИЛИ одновременно в четырех направлениях относительно центрального элемента и определения по ним результата коррекции изображения. Устройство содержит блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, шесть однотактных элементов задержки, два многотактных элемента задержки на (N - 2) такта, четыре элемента ЗИ-ИЛИ, четыре элемента И и один элемент ИЛИ. 3 ил.

четвертого элемента И, второй вход

В предложенном устройстве реализо-которого, соединенный с первьм вхована рекурсивная фильтрация. Это обес-дом третьего элемента И и третьим

печивает высокую эффективность коррек- входом первого элемента И, подключен

. ции изображений в масштабе временик выходу третьего элемента 2-2-2Ипоступления отсчетов входного изобра-ЗИЛИ, выход второго элемента 2-2-2Ижеиия. Время обработки изображенияЗИЛИ соединен с вторыми входами перне зависит от структуры изображения.вого и второго элементов И и с третьим входом третьего элемента И, второй вход которого,, соединенный с третьим входом второго элемента И и пер- Bbw входом четвертого элемента И, подключен к выходу четвертого элемента 2-т2-2И-ЗИЛИ, выходы второго, третьего и четвертого элементов И соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом четвертого однотактного элемента задержки.

Фиг.г

0US.3