Устройство фильтрации импульсных помех на изображении

 

УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЬК ПО№Х НА ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлектронного преобразования , блок вычитания, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом блока фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого Переключателя, первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор , входы кЬторого подкпючетаг к выходам первой и второй линий задержки ,, блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрадии и блок синхронизации разверток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектрического преобразования и блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации , отличающее ся тем, что, с целью уменьшения ошибок фильтрации групповых импульсных прмех на изображении, в него введены дифференциатор сигнала, вход которого соединен с выходом порогового блока, первьй и второй ограничители сигнала, входа которых подключены к выходу дифференциатора сигнала ,по следовательно соединенные первое реле времени, вход запуска которого соединен с выходом первого ограничителя сигнала, а вход - с выходом ёторого ограничителя сигнала, второе реле времени и второй переключатель, первьй информационный вход которого соединен с выходом первого переключа (Л теля, второй информационный вход . подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входами первой и (второй линий 3 адержки и входом блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, третья линия задержки, вход которой соединен с выходом второго переключа-, теля, второй линейный экстраполятор, первый и второй входы которого соединены с выходами второй и третьей линий задержки соответственно, и третий переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго линейных экстраполяторов соответственно , управлякнций вход соединен с выходом второго реле времени, а выход подключен к второму входу блока вычитания и второму входу сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,SU„„

- ЗЕ1 ъ, r г я:4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИМ „

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П0 ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИй И ОТК Ытий (21) 3355026/18-09 (22) 16,11.81 (46) 23.)0.84. Бюл. Ф 39 (72) С.А.Моргулев и Т.Н.Павлова (53) 621 .397.231(088,8) (56) 1. Патент США 11 4042959, кл. Н .04 И 5/21, 1980.

2. Иконика. Пространственная фильтрация иэображений. Фотографические системы. Сборник статей.

М., "Наука", 1970, с.26-34, рис.5 (прототип). .(54)(57) УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее последовательно соединенные . блок фотоэлектронного преобразования, блок вычитания, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом блока фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого переключателя, первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входы которого подключены к выходам первой и второй линий задержки,.блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации и блок синхронизации разверток, выходы которого соединены с входамн блока фотоэлектрического преобразования и блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения ошибок фильтрации групповых импульсных прмех на изображении, в него введены дифференциатор сигнала, вход которого соединен с выходом порогового блока, первый и второй ограничители сигнала, входы которых подключены к выходу дифференциатора сигнала,последовательно соединенные nepsoe реле времени, вход запуска ко-. торого соединен с выходом первого ограничителя сигнала, а вход сбро-. са — с выходом второго ограничителя сигнала, второе реле времени и второй переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом первого переключателя, второй информационный вход подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входами первой и

1второй линий задержки и входом блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, третья линия задержки, вход которой соединен с выходом второго переключа- . теля, второй линейный экстраполятор, первый и второй входы которого соединены с выходами второй и третьей линий задержки соответственно, - и третий переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго линейных экстраполяторов соответственно, управляющий вход соединен с выходом второго реле времени, а выход подключен к второму входу блока вычитания и второму входу сумматора.

1 11204

Изобретение относится к технике телевидения и может использоваться для фильТрации видеосигналов двумерных изображений, наблюдаемых на фоне импульсных помех. 5

Известно устройство для фильтрации импульсных помех, содержаЩее ключ и пороговый блок, вход которого соединен с информационным входом ключа, а выход подключен к управляющему входу ключа (! 3.

Недостатком данного устройства является низкая точность фильтрации групповых. импульсных помех..

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст" ройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлек" тронного преобразования, блок вычита- о ния, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом блока фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные .источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого переключателя, первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входы которого подключены к выходам первой и второй линий задержки, блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации и блок синхронизации раэверток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фо торегистрации Г23.

Однако известное устройство способ но отфкльтровать только кратковременные импульсные помехи, не превышающие по длительности один элемент изображения.

Цель изобретения — уменьшение ошибок фильтрации групповых импульс.ных помех на изображении.

Цель достигается тем, что в устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее последовательно соединенные блок фотоэлектронного преобразования, блок вычитания, пороговый блок и первый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом бло- 55 ка фотоэлектронного преобразования, последовательно соединенные источник постоянного напряжения и сумматор, выход которого подключен к второму информационному входу первого переключателя; первую линию задержки, вторую линию задержки, первый линейный экстраполятор, входы которого . подключены к выходам первой и второй линий задержки, блок электроннооптического преобразования и фоторегистрации и блок синхронизации раз- верток, выходы которого соединены с входами блока фотоэлектронного преобразования и блока электроннооптического преобразования и фоторегистрации, введены дифференциа(тор сигнала, вход которого соединен с выходом порогового блока, первый и второй ограничители сигнала,, входы которых подключены к выходу дифференциатора сигнапа, последовательно соединенные первое реле времени, вход запуска которого соеди- . нен с выходом первого ограничителя сигнала, а вход сброса — с выходом второго ограничителя сигнала, второе реле времени и второй переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом первого переключателя, второй информационный вход подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входами первой и второй линий задержки и входом блока блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, третья линия задержки, вход которой соединен с выходом второго перекпючателя, второй линейный экстраполятор, первый и второй входы которого соединены с выходами второй и третьей линий задержки соответственно, и третий переключатель, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого и второго линейных экстраполяторов соответственно, управляющий вход соединен с выходом второго реле времени, а выход подключен к второму входу блока вычитания и второму входу сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство фильтрации импульсных помех на изображении содержит блок 1 фотоэлектронного преобразова-. ния (БФП1, блок 2 вычитания, пороговый блок 3, первый и второй переключатели 4 и 5, дифференциатор 6 сиг1120491 4 ния двух режимов экстраполяции видеосигнала изображения.

Первая линия 13 задержки осуществляет задержку сигнала на величину, несколько превышающую среднюю длительность выброса точечной импульсной помехи, вторая линия 14 я- задержки задерживает сигнал на ода- ну строку изображения С и третья

1О линия 15 задержки — на две строки иэображении 2Тс. Соответственно х . первый линейный экстраполятор 17 формирует экстраполяционную оценку сигнала на.момент времени Со по двум точкам, лежащим на данной и соседней строке изображения, н второй линейный зкстраполятор 18 — по двум точкам, лежащим на соседней ни и последующей за ней строках. В случае отсутствия выброса импульсной помехи третий переключатель 19 находится в состоянии ™1" и на вход рлока 2 вычитания подается сигнал, получаемый в результате экстраполядии по строке и столбцу, так как такая экстрапапяция характеризу19 ется большей точностью, чем экстраполяция IIQ столбцу (точнее IIo двум ближайшим строкам ).

В случае присутствия во входном сигнале выброса импульсной помео- хи процедура фильтрации различна од в режиме точечной и групповой поо- мехи.

Точечная импульсная помеха отан™5: фильтровывается следующим образом.

3 нала, первый и второй ограничители 7 и 8 сигнала, первое и второе реле 9 и 10 времени, источник 11 постоянного напряжения ИПН), сумматор 12, первую, вторую и третью линии 13, 14 и 15 задержки (J13l, блок 16 синхронизации разверток, первый и второй линейные экстрапол торы (ЛЭ ) 17 и 18, третий переключ тель 19, блок 20 электрбнно-оптического преобразования (БЭПФ}.

Устройство фильтрации импульсны помех на изображении работает следующим образом.

Видеосигнал изображения образуется на выходе БФН-1, осуществляющего построчное "считывание" яркос тей обрабатываемого изображения. В некоторые. случайные моменты време в сигйале наблюдаются выбросы, соответствующие точечным и групповым импульсным помехам, которые должны быть отфильтрованы данным устройст вом.

Фильтрация осуществляется следующим образом.

С выхода третьего переключателя на вход бх?ока 2 вычитания подается сигнал 8> (to ) поаучаемый путем экстраполяции на момент времени и отфильтрованного от импульсной пом хи еигнапа, снимаемого с выхода вт рого переключателя 5. На другой вх

:блока 2 вычитания с выхода БФП f u ступает входной видеосигнал 8 (t.} полученный в результате фотоэлектр ного преобразования. Сигнап разнос ти Ь(й ) с выхода блока 2 вычитания

jl(t ) 8 (to) SФ (t,) . 40 подается на вход порогового блока 3, : выходной сигнал которого управляет работой первого переключателя 4. Если выброс импульсной помехи отсутствует, модуль сигнала разности 45

)- (С )f не превышает заданного по- . рогового значения и сигнал на выходе порогового блока 3 равен нулю.

Соответственно в.этом случае первый и второй переключатели 4 и 5 нахо- Ю дятся в состоянии "1" и на вход . БЭПФ 20 поступает неискаженный входной сигнап с выхода БФП 1.

Первая 13, вторая 14,третья 15 . линии задержки, первый и второй ли- 55 нейные экстраполяторы 17 и 18, а также третий переключатель 19 обеспечивают возможность использоваВ случае превышения модулем разностного сигнала ) й(о), снимаемого с выхода блока 2 вычитания заданного порога д"„, выходной сигнал порогового блока 3 принимает значение, равное единице, и переводит первый переключатель 4 в состояние П. В этом случае на выход устройства поступает экстраполированное значение сигнапа S (й), поступакщее с выхода третьего переключателя 19, сложенное в сумматоре 12 с некоторой подставкой d, сни маемой с ИПН П. Введение подставки d необходимо дпя лучшей передачи контрастных перепадов в профиль рованном изображении.

В случае напичия во входном сигнапе выброса групповой импульсной помехи предлагаемое устройство работает спедующим образом.

112049

Передний фронт выброса групповой импульсной помехи обнаруживается пороговым блоком 3, выходной сигнал которого подается на вход дифференциатора 6 сигнала, с выхода ко- 5 торого снимаются положительные и отрицательные импульсы, соответствующие моментам переключения первого переключателя 4. Указанный сигнап поступает на вход первого 10 ограничителя 7 сигнапа, осуществляющего ограничение импульсов отрицательной полярности, и на вход второго ограничителя 8 сигнала, ограничивающего импульсы положительной 15 полярности. С выходов ограничителей 7 и 8 сигнапы подаются на входы первого реле 9 времени. Положительные импульсы запускают первое реле

9 времени, имеющее время срабатыва- 20 ния ь" в 2-3 раза, превышающее среднюю длительность выброса точечной импульсной помехи. Выходные отрицательные импульсы сбрасывают первое реле 9 времени. Таким образом, 25 если в выходном сигнале присутствует выброс точечной импульсной помехи,длительность которого < « первое. реле 9 времени не успевает срабатывать до конца и на его выходе не формируются никакие сигналы.

Если во входном сигнале наблюдается групповая импульсная помеха, отрицательный импульс, соответствуюI Ь

I щий заднему фронту выброса помехи приходит на вход первого реле 9 времени через интервал времени i и оно успевает срабатывать. Срабатывание первого реле 9 времени фактически означает обнаружение выброса групповой импульсной помехи.

В этом случае в момент срабатывания формируется положительный импульс, который переводит второй и третий переключатели 5 н 19 в состояние П и запускает второе реле 10 времени. При этом на выход устройства в течение времени, определяемого интервалом между моментом запуска и моментом срабатывания второго реле 10 времени, поступает экстраполированный сигнал с выхода треть- его переключателя 19. Причем экстраполяция в режиме исправления групповой импульсной помехи производится ло двум точкам, лежащим на соседних строках изображения, так как строка выбита помехой и ее использование значительно повышает ошибки экстраполяции. Время срабатывания второго реле 10 времени выбирается примерно равным (чуть более) дп ительности выброса групповой импульсной помехи. Таким образом удается осуществить эффективное "исправление " выбросов групповой импульсной помехи, что выгодно отличает .пред-. лагаемое устройство от известного.

ВНЦИПК Заказ 7760 44 Тираж б34 По сное .а