Телевизионный пространственный дифференцирующий фильтр Советский патент 1982 года по МПК H04N5/14 

(54) ТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЙ ФИЛЬТР

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в телеоизионной технике, предназначенной для обработки изображений

.0 целью подавления или подчеркивания верхних пространственных частот: контуров объектов, контрастных перепадов яркости, точечных или линейных элементов изображения, мелко. структурных шумов и т. д.

Известен телевизионный пространственный

дифференцирующий.фильтр, содержащий суммирующий усилитель и фоторезистивную матрицу, к шинам столбцов которой с одной стороны подключен источник питания через основной коммутатор шин столбцов, а с другой сторонь - первый дополнительный коммутатор шин столбцов, при этом к шинам строк фоторезистивной матрицы с одной стороны подключены последовательно соединенные основной коммутатор шин строк и первый дополнительный коммутатор шин строк, а с другой стороны - второй дополнительный коммутатор шин строк (1 .

Однако в известном устройстве имеются

1 аналоговые блоки памяти видеосигнала, что

уменьшает точность анализа изображений из-за искажеьшй сигналов при их перемеще1шях в элементах памяти, особенно при использовании твердотелых фотообразователей с высоким разреше(шем. Кроме того, наличие схем памяти снижает надежность и увеличивает необходимый объем оборудования.

Цель изобр ете1шя - упрощение устройства исключения аналоговых блоков памяти. : Для достижения поставленной цели в телевизи10 . онный поостгауствекный дифференцирующий фильтр, содержащий суммирующий усилитель и фоторезистивную матрицу, к илгаам столбцов которой с одной стороны подключен источник питания через основной коммутатор шин стоб15цов, а с другой стороны - первый дополнительный коммутатор шин стобцов, при этом к шинам строк фоторезистивной матрицы с одной стороны подключены последовательно соединенные основной коммутатор иган строк

20 и первый дополнительный коммутатор шин строк, а с другой стороны - второй дополкительЮ)1й коммутатор шин строк, введены последовательно соединет1Ые дополнительный неточиик питания и второй дополнительный ком(Мутатор ишн столбцов, при этом второй до полнительный коммутатор шин столбцов последовательно соединен с осирвным коммутато WM шин столбцов, а выходы основного комЧ1утатора шин строк и первого дополнительного коммутатора шин строк подключены к соответствующим входам суммирующего усилителя. На фиг. 1 приведена структурная электриче кая схема предлагаемого устройства для полиапертуры 3x3 элемента; на фиг. 2 - мног элементна1Я апертура, где а - метод образовани полиапертуры; б - полученные коэффициенты прозрачности в примере анализа 3x3 элемента. Устройство содержит суммирующий усшштель { , фоторезистивную матрицу 2, источник3 питания, основной коммутатор 4 шин стобцов, дополнительные коммутаторы 5 и 6 шин столбцов, дополнительный источник 7 питания, основной коммутатор 8 шин строк, дополнительные коммутаторы 9 и 10 шин строк. Устройство работает следующим образом. В процессе анализа изображения основной коммутатор 4 шин столбцов коммутирует последовательно столбец за столбцом к источ нику 3 питания, а основной коммутатор 8 шин строк коммутирует последовательно строку за строкой и подключает коммутируемую строку к одному из входов суммирующего усилителя 1. Основные коммутаторы 4 и 8 ишн столбцов и строк подключают в каждый момент времени выбранные шины, все другие цшны.в это время замьпсаются на корпус. Од новременно дополнительные коммутаторы 5 и 6 шин столбцов подключают соседние относительно коммутируемых в .да1шый момент основным коммутатором 4 шины столбцов к дополнительному источнику 7 питания. Дополнительные коммутаторы 9 и 10 шин строк Также подключают соседние относительно осно ного коммутатора В шины строк к другому входу суммирующего усилителя 1 с весовыми коэффициентами, знаки и велишны которых определяются ал1оритмом обработки. На выходе суммирующего усилителя 1 фор мируется сигнал, являющийся результатом пространственной фильтрации изображения, спроектированного на фоторезистивную матрицу 2. Предлагаемая структура устройства позволяет проводить пространственную фильтрацию изображений без элементов хранения информащш в реальном масштабе времени и, вследствие отсутствия памяти, не обладает недостатками прототипа. Для случая вьщеления точечных объектов на сложном фоне при раэмере многоэлементной апертуры 3x3 элемента фото1)езистивяой матрицы 2 устройство может иметь следующу структуру. Основные коммутаторы 4-8 коммутируют по одной шине столбцов и строк, а дополнительные коммутаторы 9, 10 и 5, 6 - по две шины строк и столбцов (по одной шине по обе стороны относительно ишны, коммутируемой основными коммутаторами). Основной коммутатор 4 шин столбцов подключает ишны к положительному истошику 3 питания +Е, а дополнительный источник 1штания 7 величиной минус Е/2 подключается к соседним шинам столбцов через дополнительный коммутатор 6 шин столбцов. Основной коммутатор 8 шин строк подключает сигнал с центральной строки многоэлементной апертуры ко второму йходу суммирующего усилителя 1 со знаком плюс и еди1шчным весовым коэффициентом, а дополнительный коммутатор 10 шин строк подключает сигнал с соседних строк к первому входу суммирующего усилителя I со знаком минус и весовым коэффициентом 0,5. На выходе суммирующего усилителя 1 получают сигнал от многозлементной апертуры с . коэффициентами прозрачности, показанными на фиг. 26. Если такая многоэлементная аперту ра анализирует однотонное (равной яркости) изображе)ше, то на выходе сигнал равен нулю, так как суммарный сигнал от периферийных элементов равен.-1 (пусть Е-1В), а от центрального элемента апертуры +1 и в итоге алгебраической суммы нуль. Если же анализируется изображение с медленно иэ eняющимcя яркостным фоном и яркими точками, размером в один элемент фоторезистивной матрищ 1, то устройство выделяет эти яркие точки и подавляет низкочастотные изменения фона, так как такая многоэлементная апертура является дифференцирующим пространственным фильтром. Приведенный пример позволяет оценить эффективность применения предлагаемого устройства для пространственной фильтрации изображений, выраженную, в частности, в полном устранении устройств памяти и сокращении числа коммута торов шин строк. Кроме сокращения объема оборудования ожидается также увеличение точности и достоверности анализа из-за уменьшения ошибок, связанных с использованием блоков памяти. Формула изобретения Телевизионныйпространственный дифференцирующий фильтр, содержащий суммирующий усилитель и фоторезистивную матрицу, к шинам столбцов которой с одной стороны подключен источник питания через основной коммутатор шин столбцов, а с другой стороны - первый дополнительный коммутатор шин столбцов, при этом к шинам строк фоторезистивной матрицы с одной стороны подключены после59191

довательно соединенные основной коммутатор ишн строк и первый дополнительный коммутатор ишн строк, а с другой стороны - второй допол1шгельный коммутатор шин строк, о т личающийся тем, что, с делью уп- 5 рощения устройства путем исключения аналоговых блоков памяти, введены последовательно соединенные дополнительный источник питания и второй дополнительный коммутатор шин столбцов, при этом второй дополнительный 10

56

коммутатор шин столбцов последовагельно соединен с основным коммутатором шин CTon(Jнов, а выходы основного коммутатора шин строк и первого дополнительного коммутатора шин строк подключены к соответствующим входам суммирующего усилителя. Источники информации, принятые во внимание при эксперпгизе 1. Авторское свидетельство СССР N 773959, кл. Н 04 N 5/14, 1977 (прототшО.

J

««

51

II

V

-M

J