Устройство для фильтрации телевизионных изображений Советский патент 1991 года по МПК H04N5/14 

Изобретение относится к области радиотехники и вычислительной тех ники и может быть использовано для уменьшения уровня случайных помех видеосигнала телевизионного изображения.

Целью изобретения является повышение точности фильтрации.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для фильтрации телевизионных изображений; на фиг.2 - структурная схема блока вычисления статистических характеристик; на фиг.З и 4 - блок-схемы компараторной и суммирующей ячеек, входящих в блок вычисления статистических характеристик; на фиг.З и 6 - изображения углового фрагмента и временные диаграммы сигналов на блоках задержки.

Устройство для фильтрации телевизионных изображений содержит датчик 1 аналогового видеосигнала, аналого- цифровой преобразователь (АЦП) 2, первую 3, вторую 4 и третью 5 цепи, каждая состоит из трех последовательно соединенных блоков 6 задержки на отсчет, два блока 7 и 8 задержки на строку, три блока 9-11 вычисления статистических характеристик, три блока 12 - 14 памяти весовых коэффициентов К-разрядный блок 15 постоянней памяти 15, двухразрядный регистр 16, генератор тактовых импульсов (ГТИ).

Блок вычисления статистических характеристик содержит три компаратор- ные ячейки 17 - 19, три блока 20 22задержки; три суммирующих ячейки

23- 25.

Компараторная ячейка содержит компаратор 2.6, два коммутатора 27 и 28 два регистра-фиксатора 29 и 30.

Суммирующая ячейка содержит два элемента И 31 и 32, сумматор 33 и регистр 34.

Устройство для фильтрации телевизионных изображений работает следующим образом.

От датчика 1 аналогового видеосигнала сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2, который преобразует входной видеосигнал в цифровую форму. Два блока,. 7 и 8 задержки на строку и три цепи 3-5, каждая состоит из трех последовательно соединенных блоков 6 задержки на отсчет, предназначены для выделения в каждом такте работы

1

|

.

7007634

устройства локальной области (окна) изображения размерами 3x3 элементов изображения. При этом блоки 6 задержки на отсчет реализуются в виде регистров, и с их выходов двоичные коды элементов изображения поступают на соответствующие входы блоков 9- 11 вычисления статистических харакJQ теристик в каждом такте работы устройства. Когда устройство работает в режиме медианной фильтрации видеосигнала телевизионного изображения, то каждый из блоков вычисления опре15 деляет значение медианы трех чисел путем сортировки трех чисел и их последующего суммирования с соответствующими весовыми коэффициентами, равными нулю или единице. Их значе20 ния подбираются таким образом, чтобы на выходе соответствующего блока вычисления получить значение медианы трех чисел. Значения весовых коэффициентов поступают на входы управ25 ления блоков вычисления статистических характеристик по соответствующим линиям дошы управления. Каждый из блоков вычисления работает в параллельно-конвейерном режиме. Для обеспечения конвейерного режима в состав компараторных к суммирующих ячеек этих блоков входят регистры- фиксаторы промежуточных результатов . С выхода третьего блока 11 вычисления статистических характеристик

35 код результата медианной фильтрации поступает на К-2 адресных входа бло-- ка 15 постоянной памяти. На последние два адресных входа ((К-1) и К) блока 15 постоянной памяти поступает с выхода двухразрядного регистра 16 код 00. При этом блок 15 постоянной памяти предварительно программируется таким образом, что в данном случае считываемый код на информационном его выходе совпадает с (К-2)-мя разрядами адресного входа, т.е. на выходе блока 15 постоянной памяти имеется результат медианной фильтрации.

В случае, когда устройство осуществляет сглаживание изображения, в двухразрядном регистре 16 записан двухразрядный код, не равный 00. Тогда в блоке 15 постоянной памяти

55 таблично реализуется операция деления полученной суммы на выходе треть- его блока 11 вычисления статистических характеристик на постоянный коэф-

30

45

50

1

фициент, который задается путем программирования блока 15 постоянной памяти и записи соответствующего код в двухразрядный регистр 16. Значение этого постоянного коэффициента равно сумме всех весовых коэффициентов, которые с выходов блоков 12 и 14 памяти весовых коэффициентов поступают на входы управления блоков 9 - 11 вычисления статистических характеристик. Каждый из весовых коэффи 0 или

циентов принимает значение

1, т.е. является одноразрядным

числом.

Устройство в целом и его составны блоки работают в параллельно-конвейеном режиме, что позволяет фильтровать телевизионное изображение в реальном времени, т.е. в темпе телевизионной развертки.

В случае реализации медианной фильтрации устройство имеет преимуще ство, заключающееся в уменьшении уроня случайного шума в изображении, и при этом не происходит искажения самого исходного изображения за счет отсутствия сглаживания угловых фрагментов краев изображаемых объектов. Это значительно повышает качество фильтрации телевизионного изображени

Формула изобретения

Устройство для фильтрации телевизионных изображений, содержащее последовательно соединенные датчик аналогового видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цепь из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, а также два блока задержки на строку.два бло ка памяти весовых коэффициентов и генератор тактовых импульсов (ГТИ), выход которого соединен с входами синхронизации АЦП, блоков задержки на отсчет, блоков задержки на строку и двух блоков памяти весовых коэффициентов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены вторая и третья цепи из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, три блока вычисления статистических характеристик, К-разрядный блок постоянной памяти, третий блок памяти весовых коэффициентов и двух

0

0

5

0

5

0

5

0

5

разрядный регистр, при этом выход первой цепи нз трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет через первый блох задержки на строку соединен с входом второй цепи из«трех последавательно соединенных блоков задержки на отсчет, выход которой через второй блок задержки на строку соединен с входом третьей цепи из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, выход второго блока задержки на отсчет из первой цепи соединен с первым входом первого блока вычисления статистических характеристик, выход первого блока задержки на отсчет из второй цепи соединен с первым входом второго блока вычисления статистических характеристик, выход второго блока задержки на отсчет из второй цепи соединен с вторыми входами первого и второго блоков вычисления статистических характеристик и первым входом третьего блока вычисления статистических характеристик, выход второго блока задержки на отсчет из третьей цепи соединен с третьим входом первого блока вычисления статистических характеристик, выход третьего блока задержки на отсчет из второй цепи соединен с третьим входом второго блока вычисления статистических характеристик, выходы первого и второго блоков вычисления статистических характеристик соединены соответственно с вторым и третьим входами третьего блока вычисления статистических характеристик, групповой выход третьего блока вычисления статистических характеристик соединен с (К-2)-ми адресными входами К-разрядного блока постоянной памятиs групповые выходы первого, второго и третьего блоков памяти весовых коэффициентов соединены соответственно с групповыми входами первого, второго

и третьего блоков вычисления статистических характеристик, групповой выход двухразрядного регистра соединен с (К-1)-ми адресными входами К-разрядного блока постоянной памяти, выход ГТИ подключен к входам синхронизации трех блоков вычисления статистических характеристик, К-разрядного блока лостоянной памяти, третьего блока памяти весовых коэффициентов и двухразрядного регистра.

о/лГТМ о

о-Я

ход о-

/te всем уз/гон

-5

Т7

-г/

Г

/5

н

#

Шина уяраВлешя

-„j

OQ О О00

,

Г5

выжод

Изобретение относится к радиотех ннк« и вычислительной технике и может быть использовано для уменьшения уровня случайных помех видеосигнала телевизионного изображения. Целью изобретения является повышение точности фильтрации. Устройство для фильтрации телевизионных изображений содержит датчик аналогового видеосигнала 1, аналого-цифровой преобразователь 2 цепи 3-5, состоящие каждая из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет 6, два блока задержки на строку 7 и 8, три блока вычисления статистических характеристик 9-11, три блока памяти весовых коэффициентов 12 - 14, К-разрядный блок постоянной памяти 15 и двухразрядный регистр 16. При реализации медианной фильтрации устройство позволяет уменьшить уровень случайного шума в изображении, не сгладив угловые фрагменты краев изображенных объектов. 6 ил. I С н Фиг.1

й2

л

о о

Jf

1

1Л

f

| Л/уУй

Фи&4t H t 2i+M-i i+M i+H+1 t

Фиг. б