Экстраполятор видеосигнала изображения

 

ЭКСТРАПОЛЯТОР ВИДЕОСИГНАЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий пять линий задержки,входы которых соединены с входом экстраполятора, сумматор, дв пороговых элемента, два блока вычитания , входа первого из которых соединены с выходами первой и второй ли ний задержки, а входы второго - с шлходами третьей и четвертой линий задержки, и переключатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности экстраполяции, он содержит два блока выделения модуля и элемент И, при зтом выход пятой линии задержки соединен с первым вхог дом сумматора, выход первого блока вычитания соединен с вторым входом сумматора и с входом первого блока выделения модуля, выход которого через первый пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход второго блока вычитания через последовательно соединенные второй блок выделения модуля и второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента И, выход которого сое )ц1нен с управляющим входом переключателя , выход пятой линии задержки и . выход сумматора соединены с информационными входами переключателя, выход которого является выходом экстраполятора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

g 1) G06С73О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧ НРЫТИЙ (21) 3543693/18-24 (22) 24.01.83 (46) 07.05 ° 84. Бюл, 9 17 (72) С.А.Моргулев и Т.Н.Павлова (53) 681,3(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 596970, кл.G 06 С 7/30, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке 11 3340080/24, кл. С 06 С 7/30, 1981 (прототип). (54)(57) ЭКСТРАПОЛЯТОР ВИДЕОСИГНАЛА

ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий пять линий задержки, входы которых соединены с входом экстраполятора, сумматор, два пороговых элемента, два блока вычитания, входы первого из которых соединены с выходами первой н второй линий задержки, а входы второго " с выходами третьей и четвертой линий задержки, и переключатель, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью и повьппения точности экстраполяции, он содержит два блока выделения модуля и элемент И, при этом выход пятой линии задержки соединен с первым вхо дом сумматора, выход первого блока вычитания соединен с вторым входом сумматора и с входом первого блока выделения модуля, выход которого через первый пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход второго блока вычитания через последовательно соединенные второй блок выделения модуля и второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента И, выход которого сое 1инен с управляющим входом переключателя, выход -пятой линии задержки и выход сумматора соединены с информационными входами переключателя, выход которого является выходом экстра полятора.

109)! 89

Изобретение относится к технике обработки видеосигналов двумерных изображений и может быть использовано в любых отраслях науки и техники, где необходимо выполнение экстра- 5 поляции или предсказания случайных видеосигналов двумерных изображений, наблюдаемых на фоне импульсных помех.

Один из известных экстраполяторов содержит частотно-импульсньш преобразователь, триггер, блок задержки и вычитатель (1) °

Недостатком указанного экстраполятора является низкая точность экстраполяции, обусловленная, вопервых, относительно небольшой помехоустойчивостью и, во-вторых, сглаживанием резких перепадов (контуров) на обработанных изображениях.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является экстраполятор, предназначенный для экстраполяции сигналов, наблюдаемых на фоне импульсных помех. Он позволяет производить экстраполяцию как 25 одномерных видеосигналов, так и видеосигыалов двумерных изображений.

Экстраполятор содержит ряд входных линий задержки, выходы которых соединены с соответствующими входами Зр ряда блоков вычитания, выходы которых попарно соединены с информационными входами соответствующих переключателей и элементов сравнения, Выходы последних через пороговые эле менты соединены с управляющими входами переключателей, вход экстраполятора и выходы переключателей соединены с входами сумматора.

Принцип действия прототипа осно- 4О ван на анализе входного сигнала на, наличие в нем выбросов импульсной помехи. Если такой выброс обнаружен, производится замена значения выходного сигнала соответствующего конечно-45 разностного оператора значением аналогичного сигнала "дублера", формируемого по сигналу, задержанному относительно исходного сигнала на величину немного превосходящую дли тельность выброса импульсной помехи (21

Недостаток прототипа — низкая точность экстраполяции видеосигнала изображения, наблюдаемого на фоне

55 импульсных помех. Это объясняется тем, что экстраполяция элементов двумерного изображения производится при использовании информации о значеннях яркостей элементов, расположенных только на текущей строке изображения, При этом не используется информация о значениях яркостей элементов изображения, расположенных в окрестности экстралолируемого элемента в направлении вдоль столбца, что снижает точность экстраполяции, особенно при наличии ярко выраженных вертикальных контуров на изображении.

Цель изобретения — повышение точности экстраполяции.

Указанная цель достигается тем, что экстраполятор видеосигнала изображения, содержащий пять линий задержки, входы которых соединены с входом экстраполятора, сумматор, два пороговых элемента, два блока вычитания, входы первого из которых соединены с выходами первой и второй линий задержки, а входы второго — с выходами третьей и четвертой линий задержки, и переключатель, содержит два блока выделения модуля и элемент при этом выход пятой линии задержки соединен с первым входом сумматора, выход первого блока вычитания соеди- нен с вторым входом сумматора и с входом первого блока выделения модуля, выход которого через первый пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход второго блока вычитания через последовательно соединенные второй блок выделения модуля и второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом переключателя, выход пятой линии задержки и выход сумматора соединены с информационными входами переключателя, выход которого является выходом экстраполятора.

На фиг. 1 представлена схема экстраполятора; на фиг. 2 — алгоритм экстраполяции.

Экстраполятор содержит линии 1-5 задержки, блоки 6 и 7 вычитания, блоки 8 и 9 выделения модуля, пороговые элементы 10 и 11, элемент И 12, сумматор 13, переключатель 14.

Алгоритм экстраполяции заключается в следующем (фиг.2).

Экстраполяция в точку Х производит. ся путем анализа значений яркостей в пяти точках .А, В, С, D и Е. При этом сначала формируются два значения разностей (С-В) и (Е-D), которые анализируются на наличие в формирующих их точках выбросов импульсной (i-ß)-я cmpnza;

i -У)-s сюрага, i-4 ГЛ РЮа. фиг. 2

3 109 1 помехи. Очевидно, что если точки С,В и Е и D приходятся на вертикальный, контур, то модуль обоих значений разностей (С-В) и (Е-D) превысит некоторое заданное пороговое значение 8п . В случае же, если на из точек D

В,С или Е будет "выбита" выбросом импульсной помехи, модуль только одной разности (той в которой присутствует выбитая точка )превысит порог 5П . 1О

Укаэанная логика используется в предлагаемом алгоритме для принятия решения о наличии вертикального контура, либо выброса импульсной помехи, Именно, экстраполяционная оценка 15 формируется по правилу:

А + (С-В), если (С-В) A (E-DP

Х и,, А, если l (С-D) Ч (Е-0)с gp го где 5 и Ч вЂ” соответственно знаки логический операций И и ИЛИ.

Таким образом, точки С и В предыдущей строки участвуют в формировании значения Х только в случае 2S обнаружения контура, то есть если оба значения модуля разностей ((С-B)l и

/(E-D)(превысят порогов. В противном случ ае о суще с твля ет ся обычное одномерное предсказание, которое, одна- 3р ко, не снижает общей точности экстра поляции, так как реализуется только на гладких участках изображения. Изложенный алгоритм, таким образом, по. зволяет осуществить одновременную фильтрацию импульсных помех и ка35 чественную передачу вертикальных контуров при экстраполяции.

Экстраполятор работает следующим образом, Построчная развертка видеосигнала изображения с длительностью строки

Тс подается на входы линий 1-5 заВНИИПИ Заказ 3082/46

Тираж 699 Подписное

Филиал IHIII "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4

189 4 де ржки ° Линия 1 задержки о суще ствляет задержку сигнала на величинуАТ, равную интервалу экстраполяции, линия 2 задержки — на интервал Тс +nT/2, линия 3 задержки — на Т-дТ/2 линия с

4 з адержки — на 2Т+ дТ/2, линия 5 з адержки — на 2Т - Ь Т/2. На выходе линии 1 задержки, блока 6 вычитания и блока 7 вычитания формируются значения соответственно яркости точки А, разности (С-В) и разности (Е-D).

Если модули обоих .значений разностей (С-В) и (Е-0), снимаемые с выходов блоков 8 и 9 выделения модуля, превысят пороговые значения (то есть произойдет обнаружение верти. кального контура ), сигналы на выходе пороговых блоков 10 и 11 будут н tl равны 1 и соответственно выходной сигнал элемента И 12 (логичесtl fl 1 кая 1 ) переведет переключатель 14 в состояние, при котором значение экстраполяционной оценки будет формироваться по формуле X=,À+(Ñ-B)

Суммирование значений А и (С-В) осуществляется в сумматоре 13. Если же вертикальный контур не обнаружен, выходной сигнал элемента И 12 равен

11 1I

0 и переключатель 14 находйтся в состоянии, при котором на выход экстраполятора поступает значение яркости точки А, т,е. производится одномерное предсказание.

Все входящие в состав предлагаемого экстраполятора видеосигнала изображения блоки являются типовыми и легко воспроизводятся на основе типовых функциональных элементов.

Достижение положительного эффекта обусловлено уменьшением среднеквадратической ошибки экстраполяции в сравнении с прототипом.