Способ передачи изображения Советский патент 1993 года по МПК G02F3/00 H04N1/44 

Применение элементарного изображения в целях передачи телеметрической информации о различного рода нетривиально доступных объектах встречает ряд сложностей, в том числе передача информации в реальном времени, описание множества элементов изображения с заданными свойствами, телеметрический контроль объекта по передаваемому изображению.

Критериями оптимального выполнения, количества процедур обработки изображения в целях передачи световой картины объекта, прежде всего считают быстродействие активизации единицы информации, быстродействие обработки элемента изображения, в неявном виде определяемые решением задачи снижения затрат на кодирование изображения в двоичных числах. Использование математического моделирования равновероятным распределением интенсивности элементов световой картины объекта, протяженности элементов, блоков однородной интенсивности адаптирует количество процедур математической обработки, подобно системе зрительной перцепции низких

и высоких пространственных частот Фурье разложения с выделением информации в реальном времени.

Обработка изображения методом дифференциальной импульсно кодовой модуляции аналогично предлагаемому способу двумерной декорреляции, предполагает наличие алгебраического сумматора поэлементное последовательное кодирование с последующим восстановлением.

Недостаток устройства кодирования ДКИМ - инерционность предсказателя в моделировании значения величины передаваемого элемента изображения. Это означает, что в информационной последовательности всегда присутствует сигнал ошибки предсказанного значения, а инерционность предсказателя не позволяет эффективно использовать информационную избыточность оптической картины.

Кроме того, идеальный предсказатель не может быть реализован, значение поэлементной функции интенсивности равновероятно, т е идеальный предсказатель это генератор белого шума.

сл

00

ю ю о

Ч

VI

В аналогах технического решения поставленная цель - устранение избыточности не решена, ведь значение вычисляемой ошибки предсказания равновероятно.

Таким образом, возможность устранения избыточности элементарного изображения заключается не в вычислении ошибки предсказания значения элемента изображения, а в конечной величине инерционности предсказателя. Кроме того, избыточность элементарного изображения может быть оценена не ошибкой предсказания, ведь она же вычисляется , а значением инерционности де- коррелятора элементарного изображения, которым является предсказатель.

Цель изобретения - устранение избыточности, достигается кодированием элементов, фрагментов изображения выполняют модуляцией интенсивности каждого элемента, Фрагмента изображения таким образом, чтобы, полусумма интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы элементов по одной диагонали равнялась полусумме интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы по другой диагонали, по элементам ортогональной дискретной матрицы синтезируют изображение.

Элемент оптической картины, выделяемый на изображении для передачи по условию наилучшего видения, представляет собой массив элементов, фрагмент изображения.

Множество элементов передаваемого изображения, в котором элементы не отличаются друг от друга дается переменной В(х), принимает константное значение В(х) - const.

Применяя задачу о разрешении двух элементов, решенную для одномерного случая к двумерному массиву, при условии, что каждый элемент множества определен функцией интенсивности В(х) const решение задачи найдем выделением элементарного массива, кратного апертуре изображения. Используя допущение о равновероятном распределении интенсивности в двумерном элементарном изображении, найдем математическое ожидание В(х,у), при условии, что В(х) const, B(y) - const

b(x);

В(у) + В(уг). 2

Ь(у):

Таким образом каждый элементарный участок, фрагмент, разбиение на множество, для которых справедливо В(х) const может быть задан коэффициентом двумерной интенсивности декорреляции;

(х)-Ь(у)

(3)

Каждая элементарная апертура, описываемая множеством элементов, дается с за данной кратностью двумерным фрагментом,

разбиением, каждый из которых в свою очередь может считаться элементарным, т.е. В(х) - const. Кроме того каждый элемент В(х.у) может быть присвоен элементарному двумерному фрагменту, разбиению.

Переходя к описанию свойств апертуры как к совокупности свойств элементарных изображений и учитывая, что каждый элемент кратного двумерного фрагмента разбиения принадлежит данному массиву

элементов, для которого известна В(х, у), произведем подстановку для каждого элемента множества апертуры изображения:

25

В(х,у) к(х.у).

(4)

Из ранее изложенного следует, что разбиение на кратные двумерные фрагменты изображения приводит к представлению множества значений В(х) синтезированной

апертурой коэффициентов двумерной декорреляции е(х,у).

Синтезированная декоррелированная апертура Б может быть оценена коэффициентом эффективности кодирования элемента изображения в двоичных числах.

1 - logz Y A(xyiog2flA(x) .

(5)

Коэффициент плотности кодирования на один элемент изображения с учетом Р- кратного разбиения, равновероятного распределения случайной величины В(х) в интервале определения интенсивности.

Учитывая, что в предельном случае коэффициент ортогональной декорреляции е - 0:

+ л т/а + Ь у-1/1од2П1-2 I

0)

(6)

55

где Т - множество элементов изображения, А ,В - элемент частичных полусумм, случайная величина, диагональные элементы матрицы, a, b элемент изображения.

Например значения a, b - 2 , соответствуют 256 уровневому квантованию интенсивности, предельный коэффициент плотности кодирования у 0,99. При условии Р-кратных разбиений коэффициент ор- тогональной декорреляции

Ј(ВР) 0

и в общем виде

(7)

у 1 -1од2&Вр/2) (8)

где Р- коэффициент двумерных разбиений, кратность разбиения

г р - - П множество элеметоь р-кратного разбиения.

Вр случайная величина равномерно распределенная на пнтьрвале а , Ьр

ОР )

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг 2 - Р-коатные р биенич двумерной ортогональной матицей

Способ передачи изображения состоит из еле;:/ . лих операций апертура изобра- жения разбивается H.J крптнпе фрагменты, элементы таким образом, ито выполняется ..слоние определения функции двумерной интенсивности 8(х,у) const.

Разбитие пыпопняют алгебраическим сумматором ортогпн.-льных полусумм двумерной матрицы интонсивногтей, модулируя разность интенсивности элементов, фрагментов разбиения синтезируемого, передаваемого изображения

Синтезированная апертура, в которой каждому элементу изображения поставлены в соответствие кратный фра1 мент двумерный коэффициент декорреляции Х«У) модуляцией интенсивности элементов изо- брожения представ/ лет собой кодированной элементарный фрагмент изображения. Исходное элементарное изображение перекодируете я с устранением г.ыточности функции интенсивности В(х,у), а значение каждого племен г, - -jfjpi ония оптической картины дается суперпозицией аддитивной суммы коэффициентов двумерной де- коррелляцги

Реализуется способ на следующих средствах.

Алгебраическим сумматором может быть фоточувствите . материал, например гюпупрооодник при кодировании или

5

0

5

0

5

0

люминесцентный экран при декодировании, который сканируется соответственно лазерным лучом, электронным лучом электронной пушки.

Сканирующее устройство модулируется по интенсивности лазерного луча, электронного пучка, сканируемый фоточувствительный, электронночувствительный материал модулируется лазерным, электронным излучением по фототоку, интенсивности свечения люминесцентного экрана. Свойство алгебраического суммирования, аддитивного сложения интенсивности экспозицией элементарного фрагмента экрана сохраняется в процессах кодирования,декодирования изображения модуляцией длительности частичных экспозиций, соответственно по каждому элементу ортогональной двумерной матрицы

Действительно действующее значение интенсивности определяется аддитивной CVMMOH экспозиций элементарного участка экрана amебраическогосумматора, элемента г рлгмента синтезируемого изображения

Алгебраический сумматор 1 вырабатывает в |Гюрку значении - чтенсивностей эле- ментсл ментов изобоажения в виде сигма la P кратного разбиения изображения ютооыи соответствует коэффициенту дп t,t г ортогональной Дг-корреляции(Г):

Мх /. - h(x)- b(y)

г у р - b v р) Ь(у р).

(10) 01)

где р ш цекс Р-кратно о разбиения для двумг пнрг) р-массива

Мнох гтно значений F (х.у) двоичных чисел вы( одптся из алгебраического сумматора 1 устройством вывода 2 в виде кодированного изображения модуляцией интенсивности каждого элемента

Кj чдому р t ратному фрагменту разбиению строится в cooi петстрие коэффициент двуюр-юи ортогональной декорреляции t (/ y i IKLIM образом что компаратор 4 ин- декспру i i.o условию

V/IО

(12)

к t -., in фрагме, ir отображения / (х,у).

1 Id ja. iuep 3 алгебраического сумматора 1 поступает сигнат управления в случае щи- условия (12 для выработки сиг - нала yi.fjj пения модуляции и сканирования по с,ш - р,/н.1ос1ции позиции сканируемого экрп а Э. ap joe изображение в дво- ичнь и u-v/ ох обрабаiь-Р ется драйвером 3

алгебраического сумматора 1. Алгебраический сумматор 1 вычисляет полусуммы диагональных элементов Ь(х,) Ь(у) Р-кратного разбиения фрагмента элементарного изображения. Компаратор А алгебраического сумматора 1 индексирует появление двумерной декоррляции t (x,y). В случае, если коэффициент ортогональной декорреляции с(х,у) не отличается от нулевого, драйвер 3 алгебраического сумматора 1 увеличивает значение кратности следующего (Р+1) разбиения на единицу, процедуру разбиений на коррелированные фрагменты заканчивают. Если драйвер 3 алгебраического сумматора 1 достигает конечного значения из множества элементов двоичных чисел, совокупность процедур кодирования невозоб- новляется.

Алгебраический сумматор 1 выполняет процедуру суммирования двоичных чисел в устройство вывода 2, тактируется драйвером 3. Модуль алгебраической суммы управляется сигналом драйвера 3 до поступления сигнала декорреляции от компаратора 1.

Устройство вывода 2 результата алгебраического суммирования в двоичных числах по сигналу вывода с драйвера 3 ал( ег раического сумматора 1 последовательно и С ми рглоюсо сканирующим устройство ОДИ ОВРНИЯ декодирования формирует В В1;Де .ИрОЦЯМ ного по интенсивности изображения состоящего из лротых чклменма

Процедуру (5рзбо ки элементарного дпумерного иэооражения модо/ыоуоггя

Для Р-кратных разбиений на примере работы алгебраического сумматора в процедурах кодирования, декодирования модулирующей функции интенсивности элементоч разбиения изображения.

Субпрограмма 1 выполнена на компилирующем наборе процедур обрабснки исходного произвольного Р-кра;но:о блока

изображения с заданными значениями двумерной декорреляции. Ј(х,у).

Субпрограмма 2 содержит частичные произведения, индексы соответствующие

весовым коэффициентам Р-кратных разбиений.

Субпро рамма 3 демонстрирует двумерный предельный случай, описываемый равновероятным распределением случайной

функции интенсивности В(х,у), соответствующий значениям коэффициентов декорреляции /:(х,у)0, г (В,С) ; 0, В-сопг , С const.

Субирограмма 4 демонстрирует двумерный предельный случай ортогонального Р-кратного разбиения е(х,у) 0, Ј (В,С) О, В - const, С const. Каждая частичная гол- усуммз, разность полусумм алгебраического сумматора определены на идентифицированном Р-кратном рлзбиении изображения в виде весового коэффициента матрицы элемента изоболжгния.

25

Формула изобретения

Способ передачи изображения путем дискретизации изобпаженгя объекта на

3; rtf/ОНТЫ ИЛИ фрЗГМСНГЫ, КОДИр ИЗНИЯ ЗЛОfOHion или фрагментов кзобрржег-ия, деко- ,н1ля и синтеза и.шбра/кенир, о т л и- ч м ю 1ч и и с то,., .то, ., це;п ю устранения избьрючносг. 1 одпрование элементов или Фракиенюв w Сражения осуществляют мо Луля|Н ,2г.1 инти- сийности каждого элемента. или Фры мента изображения так, чтобы пол- yrvi.u-ia ( диагональных эпе- iiMHTOb дискретизирсванной матрицы .dicMLciTOB по одной оси бала равна или кр.зта полуразности интенсионостей диа- г(( элементов по ортогональной оси, и по полученным элементам матрицы синтезируют изображение

Ј.(v,v

Изобретение относится к способам передачи изображения. Сущность: при передаче изображения его дискретизируют на элементы или фрагменты, кодируют их декодируют и синтезируют. Кодирование элементов осуществляют модуляцией интенсивности таким образом, чтобы полусумма интенсивностей диагональных элементов матрицы по одной оси была равна или кратна полуразности интенсивностей диагональных элементов по ортогональной оси. 2 ил.