Устройство для коррекции изображений

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее элемент задержки , блоки ввода и вывода бинарного изображения, тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации , и элемент И, о т л и - . чающееся тем, что, с целью . расширения области применения путем обеспечения возможности удаления на бина1$ном изображении шумов в виде пятин и линий, в него введены после довательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включенные блоки расфокусировки бинарного изображения, вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображения, Выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображения, выходы элемента задержки и последнего блока -расфокусировки бинарного изображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока выводаЗ 9 бинарного изображения, а. тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с выходом блока синхронизации . О D1 ;о ел 00 СП

„„SU„„1 5 5 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Я 06 К 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИ.,".

Р

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1"ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТРЙ (21) 3377970/18-24 (22) 08.01.82 (46) 07.12.83. Вюл. Р 45 (72) В.К. Ковшов, И.П. Пчелинцев и М.М. Челышев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 681.391.19(088.8) (56) 1. Патент США P 4003024, кл. 340-146 ° 3, опублик. 1977.

Патент CIQA 9 4162482, кл, 340-146.3, опублик. 1979 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЯСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ

ИЗОВРАЖЕНИИ содержащее элемент задержки, блоки ввода и вывода бинарного изображения, тактовые входы ко торых подключены к выходу блока синхронизации, и элемент И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . расширения области применения путем обеспечения воэможности удаления на бинарном изображении шумов в виде пятин и линий, в него введены последовательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включенные блоки расфокусировки бинарного изображения, вход первого блока цифровой фильтрации соединен ° с выходом блока ввода бинарного изображения, выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом nepaoro блока расфокусировки бинарного иэображения, выходы элемента задержки и последнего блока расфокусировки бинарного иэображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока вывода а бинарного изображения, а.тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с выходом блока синхронизации.

1059585

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждый блок цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на (И- 1) тактов, второй и третий однотактовые элементы задержки и четвертый элемент задержки на (п — 1) тактов, а также элемент И, входы которого подключены к входу пер."ого элемента задержки, который является входом блока, выхо- дом первого и четвертого элементов задержки на (и — 1) тактов и выходов второго и третьего однотактовых эле-, ментов задержки, причем выход элемен та И является выходом блока, 3. Устройство.по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано автономно или в составе специализированных вычислительных систем для" удаления на бинар ных иэображениях шума в виде отдель« 5 . ных точек, пятен и тонких линий.

Известно .Устройство для коррекции изображений в условиях воздействия шумов, содержащее шесть однотактовых элементов задержки, две линии задерж, 10 ки на (n- 2) тактов (где Vi — число отсчетов в строке матрицы отсчетов изображения}, блок постоянной памятй соединенный с элементами задержки, и элемент И P1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для коррекции изображений в условиях воздействия шумов, которое входит в состав системы предварительной обработки и выделения осо" бенностей для распознавания знаков и содержащее блок ввода бинарного изображения, шесть однотактовых элементов задержки и два элемента задержки на (h- 2) тактов, которые соединены последовательно так, что ,между двумя однотактовыми элемента ми задержки включен один элемент задержки íà (n — 2) тактов, логический, блок, блок вывода бинарного изобра-,30 жения, элементы И, ИЛИ и блок синхронизации (2) .

Недостатком известных устройств является ограниченная область применения, поскольку эти устройства уда 35 ляют шум только в виде одноклеточных точек и не удаляют шум в виде более крупных пятен и линий, толщина кото рых меньше установленной величины, блок расфокусировки бинарного изображения содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы задержки, третий элемент задержки на (h- 2) тактов, четвертый и пятый однотактовые элементы задержки, шестой элемент задержки на (и- 2) тактов, седьмой и восьмой однотактовые элементы задержки, а также элемент

ИЛИ, входы которого подключены к входу первого однотактового элемета за д ер <ки, который является входрм блока, выходам всех однотактовых элементов задержки и выходам элементов задержки, на (п -2) тактов, причем выход элемента

MJIH является выходом блока.

2 что особенно актуально, когда исходНое.изображение дискретируется с высокой частотой и получающаяся матрица отсчетов имеет большие линейные размеры (10+10 и более отсчетов)).

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения воэможности удалять на бинарном изображении шумы в виде пятен и линий.

Указанная цель достигается zeM, что в устройстве для коррекции иэоб" ражений, содержащее элемент задержки, блоки ввода и вывода бинарного изображения, тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, и элемент И, введены последовательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включеные блоки расфокусировки бинарного изображения, вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображения, выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображения, выходы элемента .задержки и последнего блока расфокусировкн бинарного изображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к .входу блока вывода бинарного изображения, а тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с вйходом блока синхронизации.

Каждый из блоков цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на (n — 1) тактов, два однотактовых элемента задержки и четвертый элемент задержки на (H — 1) тактов, а также

1059585 может быть выполза щ шагов с по-, С; ° .С (Ф:»)

»4

С„= } - О, 4)

»к,1+С где,, — отсчеты выходного обработанного бинарного изображения. элемент И, входы которого подключены Операция (2) к входу первого элемента задержкй, нена рекуррентно который является входом блока, выхо- мощью операции дам первого и четвертого элементов задержки на (n †. 1) тактов и выходам с.=Ц 0 )»» ! () второго и третьегQ однотактовых эле- 5 »,1

4 ментов задержки, причем выход элемен 1 =-» =-» та И является выходом блока цифровой где фильтрации. 1=0 С ."=Ъ С .. =С

Каждый из, блоков расфокусировки л "4 » ° 4 бинарного иэображения содержит После-10 довательно соединенные первый и втоПрименение процедуры изотропного рой однотактовые элементы задержки сжатия изображения вместо горизонР третий элемент задержки. на (и - 2) тально-веРтикального пРивело бы к тактов,, четвертый и пятый однотакто- . скажению размеров и формы нешумовые элементы задержки, шестой,элемент»5 вых фигУР бинаРного иэобРажениЯ. задержки на (»S — 2) тактов, седьмой

На фиг. 1 представлена структури восьмой однотактовые элементы эа- ная схема устройства для коррекции держки, а также элемент ИЛИ вхо изобРажений в УсловиЯх воздействиЯ

I которого подключены к входу первого шумов; на фиг. 2 - структурная схема однотактового элемента задержки, ко- блока цифровой фильтрации иэображеторый является входом блока, выходам н Я на фиг. 3 — стРУктУРнаЯ схема

У ко 20 и всех однотактовых элементов задержки блока расфокусировки бинарного изоб-, и выходами элементов задержки на ражения на фиг. 4 — пример работы (п — 2) тактов, причем выход элемента ИЛИ является выходом блока. Устройство (фиг ° 1) содержит блок 1

Структура матрицы С»;;7 представ- ввода бинаРного изображения, П» бло25 ляющей бинарное изображение, тако" ков 2 цифровой фильтрации» которые ва, что темным клеткам иэображения:. соединены последовательно, причем соответствуют отсчеты »" равные 1 вход первого блока 2 цифровой фильт-, светлым - равные 0 и темные участки Рации подключен к выходУ блока 1 ввоиэображения находятся не ближ », 30 ца бинарного иэображения, Ф блоков 3 клеток от границ матрицы Для — . Расфокусировки бинарного изображения, ния на бинарном изображении м которые соединены последовательно, виде точек, пятен и тонких лчний не- причем вход первого блока 3 расфокуобходимо сначала бинарное изображе- сировки бинарного изображения подклюние равномерно сжать вдоль горизон- 35 чен к выходУ последнего блока 2 цифтально-вертикального направления. Ровой фильтрации элемент 4 задержЭта процедура выполняется посредством ки на »»(2п + 1) тактов, вход которо -кратной рекуррентной операции циф го подключен к выходу блока 1 ввода ровой фильтрации бинарного изображения, элемент И 5, первый вход которого соединен с выЪ ходом последнего блока 3 расфокуси;,«,;.е ровки бинарного иэображения, второй—

4 e=-л к=-» с выходом элемента 4 задержки на п»(2п +1) тактов, блок 6 вывода бинарО rn с».. b .. b ного изображения, подключенный к вы»»»юЗ»»11»в3 45 ходу элемента И 5, и блок 7 синхронизации, управляющий всеми блоками устЧтобы восстановить размеры и ройства. форму нешумовых фигур на бинарном Каждый блок 2 цифровой фильтрации иэображении, необходимо затем полу- (фиг.2) содержит пеРвый элемент 8 чившееся промежуточное изображение 50 задержки на(»- 1) тактов, второй 9 с отсчетами Ъ„ изотропно расфокуси« и третий 3 однотактовые элементы эаровать, что достигается выполнением держки,четвертый элемент 11 задержки операции на (и — 1) тактов, соединенные послздовательно, и элемент И 12, пять входов которого соединены с входом первого элемента 8 задержки íà (и -1) тактов и выходами всех элементов 8-11 и оставить отсчеты с;,, . совпадающие - задержки, причем входом блока 2 цнфс отсчетами »S, исходйого изображе-.- РовОй фиЛьтрации является вход перния, занулив остальные g . вого элемента 8 задержки на (и — 1)

») тактов, а выходом — выход элемен-.

4; =С»; ° с, (3}, та И 12. iS 4 iS 7 Каждый блок 3 расфокусировки бинарного изображения (фиг.3) содержит элементы 13-20 задержки, которые co-, 65 единены последовательно так, что

1059585 между двумя однотактовыми элемента" ми задержки включен один элемент задержки на (vl- 2) тактов, и элемент

ИЛИ 21, девять входов которого соединены с входом первого однотактового элемента 13 задержки и выходами всех восьми элементов 13-20 задержки, причем входом блока 3 расфокусировки, бинарного изображения является вход первого однотактового элемента задержки 13, а выходом - выход элемента ИЛИ 21..

Блок 1 ввода бинарного изображения служит для подачи отсчетов обрабатываемого изображения в определенном порядке (отсчет за отсчетом вдоль 15 строк изображения и строка за строкой поперек строк) и выполнен в виде телевизионного сканера с дискретиэатором и пороговым устройством (не показан} для передачи темных областей отсчетами равными 1, а светлых,О. Блок 6 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсче тов обработанного изображения. В качестве блока 6 вывода бинарного 25 изображения использован графический дисплей, который визуалиэирует обра-.ботанное иэображение. Блок 7 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, величина которой определена условиями конкретного применения, например, текстурой клас са обрабатываемых изображений. Элементы задержки в устройстве состоят из регистров сдвига соответствующей общей длины (1, (П - 2) или (И- 1) . разрядов), в которых под воздействием тактовой частоты от блока 7 синхронизации сдвиг осуществляется на один разряд за такт.

Если предлагаемое устройство при- 4Q меняется в системе обработки зрительных образов и какие-то другие этапы обработки иэображений, например обнаружение линий, выделение особенностей изображения и т.п., пРедшествУют про-45 цедуре удаления шума или сопровождают ее, то в качестве блоков ввода 1 и вывода 6 бинарных изображений необходимо испольэовать блок сопряжения с предыдущими Н последующими щ устройствами.

Устройство работает следующим образом.

Отсчеты бинарного изображения, по лучаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 7 синхронизации, на вход первого блока 2 цифровой фильтрации, в котором с помощью элементов 8 — 11 задержки выделяются соответствующие отсчеты матрицы изображения, над которыми посредством элемента И 12 выполняется операция (1) . Последовательное прохождение сигнала через И блоков 2 цифровой фильтрации соответствует выполнению рекуррентного соотношения (1) . Затем сигнал проходит через Щ. блоков 3 расфокусировки бинарного изображения, в каждом из которых с помощью элементов 13 — 20 задержки и элемента ИЛИ 21 выделяются соответствующие отсчеты матриц промежуточных иэображений и реализуется операция (4), что соответствует рекуррентному выполнению операции (2) .

На входы элемента И 5 поступают сигналы с выхода последнего блока 3 расфокусировки бинарного изображения и выхода элемента 4 задержки на

X(2n + 1) тактов, которая согласует подачу отсчетов исходного изображения из блока 1 ввода бинарного изоб- ражения с задержками из-за прохождения сигнала через Ю блоков 2 цифровой фильтрации и W блоков 3 расфокусировки изображения. Таким образом, осуществляется выполнение операции (3), в результате чего на выходе элемента И 5 образуются отсчеты обработанного бинарного иэображения, которые поступают на вход блока 6 вывода ,бинарного изображения.

Коррекция изображения и удаление шума происходит в масштабе времени поступления отсчетов ° Обработанное иэображение (фиг.4) получается на входе блока вывода бинарного изображения с задержкой на tn(2И + 1) так" тов, что связано с прохождением сигнала через элементы задержки устройства. Время обработки изображения не зависит от структуры изображения.

Особенностью. реализации блоков цифровой фильтрации и блоков расфокусировки изорражения является. отсутствие запоминающих устройств для хранения величин отсчетов матриц изображений.

Процедура обработки инвариантна положению и ориентации изображения.

Таким образом, введение новых блоков и конструктивных связей позволяет расширить область применения устройства, что выражается в воэможности удалять на, бинарном изображении шумы в виде точек, многоклеточных пятен и тонких линий. С помощью предлагаемого устройства можно на бинарном изображении удалять пятна и линии, поперечные размеры которых достигают

2щ клеток.

1059585

- фиг. 2, Исходное игображсиис

Юрадоюажжж июфажмиг

Ди. 4

ВНИИПИ Заказ 9843/54

Тираж 706 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4