Устройство для коррекции телевизионных сигналов изображений Советский патент 1991 года по МПК G06K9/00 

1

(21)4608160/24 (22)23 11.88 (46)23.08.91. Бюл №31

(71)Физико-механический институт им. Г В. Карпенко

(72)А.Е. Батюк. В.В. Грицык. А.Ю Луцык, P.M. Паленичка и Т.П. Пахолюк (53)681.391.19(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР N 1295427. кл. G 06 К 9/36. 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1305735, кл. G 06 К 9/00, 1985.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

(57) Изобретение относится к технической кибернетике. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет обеспечения двумерной фильтрации сигналов. Устройство содержит медианный фильтр, элемент задержки, два сумматора, умножитель, блок памяти и синхронизатор. Двумерная фильтрация выделенной в электронном окне части изображения осуществляется благодаря введению блока регистров сдвига и блока сравнения, а также блока ключей. 3 ил.

Изобретение относится к технической кибернетике. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет обеспечения двумерной фильтрации сигналов. Устройство содержит медианный фильтр, элемент задержки, два сумматора, умножитель, блок памяти и синхронизатор. Двумерная фильтрация выделенной в "электронном окне" части изображения осуществляется благодаря введению блока регистров сдвига и блока сравнения, а также блока ключей. 3 ил.

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

Цель изобретения - повышение быстродействия за счет двумерной фильтрации сигналов.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 - структурная схема блока сравнения на фиг. 3 - схема медианного фильтра.

Устройство для коррекции телевизионных сигналов изображений, содержит медианный фильтр 1, блок 2 регистров сдвига, блок 3 сравнения, синхронизатор 4, блок 5 ключей 6, сумматор 7, сумматор 8, элемент 9 задержки, блок 10 памяти, умножитель 11.

Блок 3 сравнения содержит (К - 1) вычи- тателей 12 и (К - 1) компараторов 13. Меди; энный фильтр 1 содержит первый и второй элементы 14 задержки, два компаратора 15, узел 16 постоянной памяти, мультиплексор 17, элемент 18 задержки.

Предлагаемое устройство реализует адаптивный алгоритм сглаживания изображений, искаженных аддитивным белым шумом по следующему соотношению

Ё

f(IJ) ° (m.n)w(j)

а( m, n ) g (m, n )

(1)

где a. (m.n) - переменные коэффициенты сглаживания, которые определяются следующим образом

«(m n) / -((|.J)l« 0 , в противном случае

(2)

g(m,n) - значение входного изображения в точке (m.n);

f(l,j) - результат адаптивной фильтрации;

w(i,J) - окно (область) размерами 3x3 элемента изображения с центром в точке (I. J);

а - сумма всех коэффициентов a (m,n), т. е.

(

ю

4Ьь 00 00

(i а ( т, п )

(m n )

д(.) - результат медианной фильтрации в точке (i.j),

д- постоянный порог.

Если случайный белый шум имеет нормальное распределение с дисперсией , то в качестве д можно взять значение 2 о

Соотношение (1) являет собой операцию усреднения по области w(i,j), в которое входят не все элементы изображения из области w(i,j),a только те, которые удовлетворяют условию (2) Это позволяет избежать искажений исходного изображения, которые возникают при обычном усреднении (неадаптивном), и визуальное проявляются в смазанности (ухудшении резкости) полученного после сглаживания изображения Предварительная медианная фильтрация изображения позволяет удалить импульсные помехи и повысить качество адаптивного сглаживания по формуле (1) в случае наличия импульсных помех Известно, что медианная фильтрация изображений не приводит к сглаживанию резких перепадов яркости, в отличие от обычного усреднения При необходимости медианная фильтрация может быть исключена путем подачи на управляющий вход сигнала 1

Устройство работает следующим образом

Элементы обрабатываемого изображения поступают в цифровой форме на вход блока 2. В результате их обработки на выходах блока 2 формируется окрестность текущего элемента изображения g(m n) Окрестность данной точки равна окну w(i,j) за исключением самой обрабатываемой точки (i,j). При размерах окна 3x3 количество точек, входящих в него, равно К 9, а количество точек окрестности равно К - 1 8 Параллельно с формированием окрестности текущего элемента изображения на выходе медианного фильтра 1 формируется локальная медиана Далее они поступают на входы блока сравнения, где в соответствии с формулой (2) вычисляются коэффициенты а (т п) для формулы (1) Блок 3 сравнения состоит из вычитателей 12 вычисляющих абсолютное значение разности между значениями элементов окрестности и локальной медианой и компараторов 13, сравнивающих данные модули с пороговым значением д Каждое значение коэффициентов а представляется одним разрядом Вся остальная информация, обрабатываемая в устройстве является многоразрядной

В блоке 5 осуществляется логическое умножение значении точек g(m n) и соответственно им коэффициентов (i(m n) Если коэффициент а (т п) на i-m втором входе блока 5 равен логической единице 1, то на соответствующем ее выходе будет присутствовать значение g(m,n), поступившее на i-й

первый вход блока 5 В противном случае будет логический О Сложение значений всех точек g(m,n)окрестности текущей точки (i.j) умноженных на соответствующие коэффициенты а (т,п), происходит в сумматоре 7

Данный сумматор можно построить, например по древовидному (пирамидальному) типу

В сумматоре 8 к сумме значений всех

точек g(m,n) окрестности прибавляется значение центральной точки (i j) задержанное элементом 9 задержки на соответствующее число тактов В блоке 10 памяти определяется значение 1 /о) обратное сумме коэффициентов а (т п) Вычисленное значение 1/OJ, осуществляется таблично посредством ПЗУ на адресные входы которого поступают коэффициенты «(т п) а с выходов снимается значение 1/ с/

Умножение значения сумму значений всех точек окна w(i,j) происходит в умножителе 11 Таким образом, на выходе умножителя 11 который является выходом устройства получим результат f(i j) коррекции входного сигнала g(m n)

Формула изобретения Устройство для коррекции телевизионных сигналов изображений содержащее медианный фильтр информационный вход

которого является первым входом устройства, элемент задержки выход которого соединен с первым информационным входом первого сумматора второй сумматор умножитель блок памяти и синхронизатор, выхо

ды которого соответственно подключены к

входам синхронизации медианного фильтра элемента задержки сумматоров блока памяти и умножителя отличающееся тем что, с целью повышения быстродействия за счет обеспечения двумерной фильтрации сигналов оно содержит блок регистров сдвига и блок сравнения синхронизирующие входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, а также блок ключей группа информационных входов которого соединена с группой выходов блока регистров сдвига и группой информационны оходов блока сравнения, информационный ьлод блока регистров сдвига соединен с входом элемента задержки и информационным входом медианного фильтра, управляющий вход которого является управляющим входом устройства, а выход подключен к первому информационному входу блока сравнения, второй информационный вход которого является вторым входом устройства, а группа выходов блока сравнения подключена к группе адресных входов блока памяти и к

д(т, л) Вход

Кёлокам W,V,$8№iT-fK+i

0

группе управляющих входов блока ключей, выходы которого соединены соответственно с входами второго сумматора, выход которого подключен к второму информационному входу первого сумматора, выход которого соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход является выходом устройства.

Выход