Устройство для измерения линейного сдвига изображения

 

ООЮЗ ООВЕТСНИХ

: CQ A@4GT@WCHHX з(Я) Н 040 5 14

ГОСУДАРСТЩННЫЙ КОМИТЕТ СССР . Г30 ДВЛАМ ИЖ)БРЕТЕНИЙ И ОТИРЬГГИЙ (23) . 29762-89/18- .ОУ

122) ..15 О;8. .8:О

46) 23 . 0 5.,8:3:-,Бюл. М 19

72): Г. А .-Баранцов (5З->- б21-. ЗЗ7 (ОВЗ ; ВР

456) 1. Обработка:иэображений при помощи цифровых- вычислительных машин .:.: (;ббрник. . . М.; "24ир." „1У73 с. "14 3 - 1 44; (54) t 57$ TCTPOACTBO- ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЛИИЕЙНОГО СДВИГА,.ИЗОВРАЖЕНИЯ, содержащее. измерительный 4йбк, о т л ич а ю щ е е с я . тем, что, с целью. повыв@йия . точности изиер уия "при ма лых значениях сдвига-а .сокращения времени измерения,- asepsis iiaeregeaa-. тельно соединенные первый и второй диФференцщруежйе блоки,. выходы каздо го. из которых: соответегаеино иодклвчейы через.-взведенные иерзый и::.второй измерители .дйскерсий «:анода вваденного блока деяния@", причем выход из,мерительного блока соедйнеи -c ю одом первого ййФ@ьренцирующего блока.

1019665

Изобретение относится к контролю где М- число элементов разложения. качества изображения, предназначено "Смаэ" изображения, вызванный .для измерения линейного сдвига, выз- . линейным сдвигом на ю элементов, дос вавшего "смаз" анализируемого иэобра» таточно точно описывается операцией ; жения, и может быть исполвэавано при, сглаживания (усреднения) пО окрестанализе качества Фотографических.и 5 ности вМ kFI+ 1 элементов. телевизионных изображений.

Известно устройство, реализующее M(t)= „ 4 0(<-Å), способ оценки величины линейного «ЬО сдвига непосредственно по "смаэанно- где О®) и V(6) - одномерные сигналы му" изображению, содержащее иэмери- (0 соответственно истельный блок, производящий построчное ходного и "смазансканирование с измерением оптической но;о" Иэображений. плотности анализируемого изображения, Предполагается, что сигнал исходблок определения ОДНОмЕРиого спектра . ного и ображения представляет собой сигнала изображения и решающий 15 стационарный случайный процесс. для блок, вырабатывающий оценку вели- . простоты, беэ потери общности, пслачины сдвига по минимальной частоте гаем среднее значение оптической нулевых„составляющих спектра, образу. плотности иэображения, равным нулю ющихся в соответствии с передаточной характеристикой "смаза", обусловлен- }20 ного равномерным прямолинейным движе- . Первая конечная разность сигнала нием объекта относительно съемочной "смаЗанного" изображения системы

К о ) =

Ю» (»! .!. Ы.

25 авар Дисперсия первой разности сигнала где К - передаточная характерис"тика "смаза",, 2„= C Я )1 = у } О (+ ö 6 — круговая частота, 0 — величина сдвига 1 З0 где (У - дисперсия сигнала исходного

Недостатками такого устройства . иэображения, являются относительная сложность са- К(Ф .4)" значение нормированной автомого определения спектра, уменьшение корреляционной функции (АКФ) точности для малых значений сдвига иэ-эа соответствующее аргументу влияния шумов (ФотограФических или . (Расстоянию) в щ+1 элементов ..тракта передачи .сигналов изображе- разложения. ния), маскирующих и искажающих харак" Вторая разность и ее дисперсия терные минимумы в области высоких р )» ® частот, и погрешностей, сопровбждающих получение спектра сигнала по .-- W - <Ю+Й3-U(t-1)+0 4- m+2)) одной реализации конечной длительнос- 40 . п1+ 1 т ти, а также значительное время,.необходимое для частотного анализа изображений. ; 6,} a(<) („„,„) + (Цель изобретения - повышение точ}ности измерения при малых значениях 45. Отношение дисперсий сдвига и сокращение времени измере- ния. 3a

Поставленная цель достигается тем, Ъ,, 1-a(+a> что устройство для измерения линейного. йэ данного в жен с сдвига изобРажениЯ, содеРжащее измеРи 50 отношение диспе э данного .выражения следует, что тельный блок, введены последовательно отношение дисперсий разностей не засоединенные первый и второй дифферен цирующие блоки выходы ка ого из . аРактеРизУющей контРастность

I .которых„ соответственно подключены .через введенные первый и второй и ме одномерной АКФ исходного изображерители дисперсии к входам введенно-,ния. Диапазон оцениваемых величин э 55 н го блока деления, причем выход изме+ }сДвигов ОГРаничен протЯженнастью мО.Рительного блока соединен с входом о о .падающего-начального участка

}первого дифференцирующего блока. ИФ исхоДнОго изобРажениЯ.

Сущность предлагаемого изобрете« ния состоит в следующем.

60 Одномерная нормированная АКФ широкодВуМЕРНОЕ НОЛЕ .мере, ее, начальный участок описывается. экспонентой зуется в одномерный сигнал. ч= (v(t);4=<,à...,м, . R(e)=exp(-@t ai) 1019665

Если ограничиться допустимой .цля малых : линейной аппроксимацией

% () <- Ь I Г t

Ъ . то после подстановки ее формула (1) преобразуется в выражение! Эа

Э„&+4 и) г согласно которому отношение дисперсий однозначно. определяется величиной сдвига и не зависит от параметра в, характеризующего индивидуальные свойства изображения.

Постановка в (1) значений АКФ описываемой .,экспонентой вида ехр (-в рГ/) илй иной монотонно спадающей кривойдает зависимостью f3 f (ì) имеющую определенный разброс от изображения к изображенйю, но сохраняю- щую падающий характер. 20 .Переходя от дискретного к непрерывному представлению сигнала с помощью предельного перехода, при котором размеры сканирующей апертуры стремятся к нулю, число элементов 25 разложения к бесконечности, конечные разности — к соответствующим производным, а дискретная величина сдвига (выраженная в элементах разложения)— к величине фактического сдвига, полу- 30 чаем оценку величины линейного сдвига по Отношению дисперсий второй и первой производной сигнала изображения.

Упрощение процедуры оценки обус 35 лавливает и сокращение времени анализа иэображения. Так, например, при цифровой реализации известного устройства определение спектра сигнала, представленного Ь отсчетами, требует (при использовании эффективной про- 40 цедуры быстрогО преобразования Фурье) примерно 10

Устройство содержит двумерное поле 1 анализируемого изображения, измерительный блок 2, первый дифференцирующий блок 3, второй дифферен- 60 цирующий блок 4, первый измеритель, 5 дисперсии, второй измеритель 6. дисперсии, блок 7 деления, вход 8 для введения параметра, учитывающего

:данный класс изображений, 65

Устройство работает следующим образом.

Двумерное поле 1 анализируемого изображения с помощью измерительного блока 2, производящего построчное

-сканирование и измерение оптической плотности, преобразуется в одномерный сигнал, который дважды дифференцируется расположенными последовательно друг за другом первым и вторым дифференцирующими блоками 3 и 4.

После каждого дифференцирования в первом и втором измерителях 5 и б определяются дисперсии соответственно первой и второй производных сигнала иэображений. Величины измеренных дисперсий поступают на входы блока 7 деле» ния, где по отношению дисперсий выра-батывается оценка величины сдвига.

Для увеличения точности при работе с изобРажениями определенного, более Узкого, класса в блок 7 деления через вход 8 вводится параметр, учитывающий характер зависимости р р

= () для данного класса .иэображе1 ний.

Устройство предусматривает построч. ное сканирование с измерением опти» ческой плотности, поэтому предельная точность оценки величины сдвига ограни., чена размером сканирующей апертуры, и при работе по конкретному классу изображений позвсляет измерять величину сдвига с точностью до одного элемента разложения в интервале сдвигов m=- 1-50 элем.

Устройство предназначается для автоматической классификации потока фотоснимков на два класса: "несмазанные" иэображения (фотоснимки ), поступающие далее на визуальное или полуавтоматичесоке дешифрирование и анализ, и "смазанные" фотоснимки., кото-. рые либо удаляются из обработки.(если величина смаза превышает заданную величину, либо поступают для последующего восстановления различными способами.

Целесообразность такой предварительной отбраковки возникла в последние годы в связи с резким увеличением объема информации в виде фотоизображений, поступающей с аэрофотографических и прочих систем исследорания земной поверхности, и необходи- i мостью автоматизировать рутинную и малопроизводительную для человека (оператора) операцию оценки качества изображения. Реализация даже такОЙ, весьма грубой, классификации фотоснимков по качеству позволит сущест- венно сократить поток фотоснимков, подлежащих визуальному анализу, и повысить эффективность системы обработки

5 1019665 изображений в целом. применение сцен- ;несложные бмстродействукщие устройстки линейного сдвига по отношению ва, работающие йо.широкому классу дисперсий дает. нозмсщность - создатЬ .изображений:.

Составитель Г.Росаткевич

Редактор В.Лазаренко Техред T.Ôàíòà, Корректор 0,Билак

Ю Ва Ю

Заказ 3728/54 Тираж" 677... Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета:СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская"наg,, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óÿèîðîä, ул .Проектная,4