Экстраполятор видеосигнала изображения Советский патент 1991 года по МПК G06G7/30 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в - устройствах формирования растровых изображений.

Цель изобретения - повышение точности экстраполяции элементов изображения при воздействии комбинированных помех.

На фиг.1 представлена схема экстрапо- лятора; на фиг.2 поясняется принцип экстраполяции яркости точки А по исходным точкам двух строк.

Экстраполятор видеосигнала изображения содержит первую 11, вторую 12. третью 1з, четвертую Ц и пятую 1s линиии задержки, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 2i-2g, блок 3 сортировки чисел, сумматор 4, блок 5 деления, блоки 6i-6n определения модуля разности, блок 7 определения минимального числа, блоки 8t-8n сравнения, блоки ключей, блок 10 элементов ИЛИ, генератор 11 тактовых импульсов, делитель 12 частоты, шестую 13, седьмую 14, восьмую 15 и девятую 16 линии задержки, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, шины 18i-18n задания градаций яркости, шину 19 задания количества усредняемых чисел, вход 20, выход 21.

Экстраполятор работает следующим образом.

Принцип его работы основан на обобщении свойств прототипа - а именно на случае, когда число допустимых градаций яркости (п) не равно числу исходных точек, на основе которых производится экстраполяция. В том случае, когда число разрешенных градаций яркости больше числа исходных точек (в прототипе и в предлагаемом экстраполяторе для примера оно равно пяти), устройство-прототип не может реализовать в требуемой точке при некоторых соOsСО

СО

четаниях яркостей исходных точек требуемую (оптимальную) градацию яркости, а именно - если такую яркость не имеет средняя по яркости исходная точка. В то же время в условиях значительного (большего, чем число исходных точек) числа разрешенных градаций яркости оптимальным (как и всегда) является выбор ближайшего значения градации к среднему взвешенному значению яркости среди используемых для анализа точек.

Борьба с импульсными помехами, осуществляемая в устройствах-аналогах и в прототипе, осуществляется отбрасыванием крайних по яркости (минимальной и максимальной) точек, реализуя нелинейную экстраполяцию, что оптимально по отношению к импульсной помехе. В то же время устранение или уменьшение флуктуационной помехи требует линейной экстраполяции - усреднения значений яркости исходных точек, В предлагаемом экстраполяторе используются положительные свойства как линейной, так и нелинейной экстраполяции. Входной сигнал поступает на входы линий 1i-1s задержки. Для получения экстра- поляционной оценки сигнала в точке А (фиг.2) формируются его значения в исходных точках - В, С, D, Е и F, задержанные соответственно на Tc-ta, Д T-t3, Тс + Д T-t3, 2 ДТ-ta, Тс - ДТ-тз , где Тс - длительность строки построчной развертки видеосигнала; ДТ - интервал экстраполяции; t3 - задержка срабатывания шестой, седьмой, восьмой и девятой линий задержки и ЦАП (суммарная величина, являющаяся малой сравнительное ДТ, t3« ДТ).

Аналоговые значения яркостей с наложенными на них импульсной и флуктуационной помехами, получаемые с линий задержки, преобразуются в цифровые значения на АЦП 2i-2s посредством их одновременного запуска от делителя 12 частоты по тактовым импульсам с генератора 11. Затем эти значения по импульсу запуска от шестой линии задержки 13 поступают на блок 3 сортировки чисел. Он выполнен по известной схеме. На его выходах формируются входные значения яркостей, упорядоченные по величине. Для дальнейшей обработки используются только три средних значения, реализуя тем самым нелинейную экстраполяцию (при наличии импульсной помехи, значительно искажающей яркость какой-либо исходной точки, соответствующее значение будет отброшено). Три средних значения яркостей поступают в сумматор, и далее в блоке 5 деления производится их усреднение. С его выхода

в блоки 6 определения модуля разности поступает среднее значение вычисленной яркости. Этим реализуется линейная составляющая процесса экстраполяции.

На шины 18 и на другие входы блоков 6

определения модуля разности поступают значения разрешенных градаций яркости. Модули разности поступают в блок 7, который может быть реализован аналогично

0 блоку 3, но с использованием одного выхода, соответствующего минимальному числу. Для дальнейшей обработки используется эта минимальная разность, которая поступает на один вход всех блоков 8 сравнения,

5 из них срабатывает тот, у которого совпадают числа на обоих входах. Он открывает соответствующий ему блок 9 ключей, и разрешенная градация яркости, являющаяся ближайшей, через блок 10 элементов ИЛИ

0 поступает на вход ЦАП 17, где преобразуется в аналоговый сигнал и выдается на выход экстраполятора,

Линии 13-16 задержки предназначены для обеспечения нужной последовательно5 сти срабатывания узлов экстраполятора.

Обоснование положительных качеств экстраполятора проводят на примерах.

Пусть при пяти исходных точках имеют десять разрешенных градаций яркости,

0 имеющих значения от 0 до 9. Пусть значения яркостей в исходных точках В, С, D, Е и F составляют соответственно 3,2; 5,6; 4,8: 7,1 и 2,3 единиц (значения яркостей в них отличаются от разрешенных за счет флуктуаци5 онной помехи). Пусть, кроме того, в точке С имеет место импульсная помеха амплитудой 3,1 относительных единиц и, таким образом, результирующая яркость точки С равна 5,6 + 3,1 8,7 единиц. После аналого0 цифрового преобразования на выходе блока 3 эти значения упорядочены: 2,3; 3,2: 4,8; 7,1; 8,7, Для дальнейшего анализа используются значения 3,2, 4,8, 7.1. Среднее значение равно 5,03 единицы. Следовательно,

5 при дальнейшем анализе как ближайшее разрешенное значение выбирается значе- ней 5. В то же время в устройстве-прототипе в соответствии с принципом работы выбрано среднее значение 4, что дальше

0 от среднего значения - истинного, чем вычисленное устройством.

Рассмотрим более наглядный случай, Пусть отсутствует импульсная помеха, и яркости точек В, С, D, Е, F соответственно

5 равны 7, 2, 8, 1, 2. В заявляемом экстраполяторе после упорядочения и отбрасывания крайних значений (нелинейная экстраполяция) остаются, как и в прототипе, значения 2, 2, 7. Однако, если в прототипе в качестве истинного выбрано значение 2. в заявлявмом экстраполяторе выбрано значение 4, что значительно ближе к значению, получаемому при подлинно линейной экстраполяции - усреднении: (2 + 2 + 7)/3 11/3 3,67. Приведенные примеры показывают, что заявленный экстраполятор более точно осуществляет линейную экстраполяцию исходных точек в результирующую предсказываемую точку А, что позволяет успешно бороться с комплексными помехами. Формула изобретения Экстраполятор видеосигнала изображения, содержащий пять линий задержки, входы которых соединены с входом экстра- полятора, сумматор и п блоков ключей, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности экстраполяции элементов изображения при воздействии комбинированных помех, в него введены генератор тактовых импульсов, делитель частоты, пять аналого-цифровых преобразователей, блок сортировки чисел, блок деления, п блоков определения модуля разности, блок определения минимального числа, п блоков сравнения, блок элементов ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь, а также шестая, седьмая, восьмая и девятая линии задержки, соединенные последовательно, при этом выходы с первой по пятую линий задержки через соответствующие аналого-цифровые преобразователи соединены с соответствующими входами блока сортировки чисел, выходы которого соединены с входами сумматора, выход которого соединен с входом делимого блока деления,

вход делителя которого соединен с шиной задания количества усредняемых чисел, а выход соединен с первыми входами п блоков определения модуля разности, вторые

входы которых и информационные входы п блоков ключей соединены с соответствующими шинами задания градаций яркости, выходы п блоков определения модуля разности соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения и с входами блока определения минимального числа, выход которого соединен с вторыми входами блоков сравнения, выходы которых

соединены с управляющими входами соответствующих п блоков ключей, выходы кото- рых соединены с соответствующими входами блока элементов ИЛИ, выход кото-, рого соединен с информационным входом

цифроаналогового преобразователя, выход которого является выходом зкстраполято- ра, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактирующими входами аналого-цифровых преобразователей, цифроаналотового преобразователя и блока деления и с входом делителя частоты, выход которого соединен с входами запуска аналого-цифровых преобразователей и с входом шестой линии задержки, выход которой соединен с

входом запуска блока сортировки чисел, выход седьмой линии задержки соединен с входом запуска блока деления, выход восьмой - с входом запуска блока определения минимального числа, выход девятой - с входом запуска цифроаналогового преобразователя.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах формирования растровых изображений. Цель изобретения - повышение точности экстраполяции элементов изображения при воздействии комбинированных помех. Цель достигается за счет отбрасывания крайних значений яркости в исходных точках изображения, усреднения оставшихся значений (например, трех из пяти) и назначения ближайшей разрешенной градации яркости для экстраполируемой точки растра.2 ил.

D В

&T

()-a строка

ti-я строка

Фиг.2