Устройство фильтрации импульсных помех на изображении

 

УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блёк электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизации разверток, последовательно соединенные блок вычитания, пороговый блок и переключатель, первую и вторую линии задержки,.ВХОДЫ которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания , и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации на квантованных изображениях, в него введены третья линия задержки, включенная между выходом блока фотоэлектронного преобразования и вторым входом блока вычитания , четыре канала обработки сигнала, причем первый канал обработки сигнала содержит ключ, а каждый из остальных каналов обработки сигнала содержит последовательно соединенные линию задержки и ключ, причем вход ключа первого канала обработки сигнала и входы линий задержки остальных каналов обработки сигнала объединены и подключены к выходу блока фотоэлектронного преобразования, а выходы ключей всех каналов обработки сигнала подключены к соответствукяцим входам сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу переключателя , второй информационный вход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а выход - с входом блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, дешифратор и шесть компараторов, причем вход ключа первого канала обработки сигнала соединен с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вход ключа второго канала обработки сигнала соединен с вторым входом первого и первыми входами четвертого и пятого компараторов , вход ключа третьего канала lA работки сигнала соединен с вторыми входами второго и четвертого и первым входом шестого компараторов, выход О ключа четвертого канала обработки сигнала соединен с вторыми входами третьего, пятого и шестого компараторов , выход каждого компаратора подключен к соответствующему входу де шифратора, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу ключа соответствующего канала обработки сигнала.

ае m) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

C0LlHAJlHGTWECHHX

РЕСПУБЛИК Ш Н 04 N 5/44 ьЯЬ 6> т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЦТИЙ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3594574/24-09 (22) 20 ° 05.83 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) С.А. Моргулев и Т.Н. Павлова (53) 621.397(088.8) (56) 1. Патент СНА Р 4042959, кл. 358-167, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3355021, кл. Н 04 N 5/44, 16.11.81 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ НА. ИЗОБРАЖЕНИИ, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блбк электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первьж входам которых подключены соответствующие выходы блока синхрониза- ции разверток, последовательно соединенные блок вычитания, пороговый блок и переключатель, первую и вторую линии задержки, входы которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции., выход которого соединен с первым входом блока вычитания, и сумматор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения . точности фильтрации на квантованных .изображениях, в него введены третья линия задержки, включенная между выходом блока фотоэлектронного преобразования и вторым входом блока вычитания, четыре канала обработки сигнала, причем первый канал обработки сигнала содержит ключ, а каждый из остальных каналов обработки сигнала содери жит последовательно соединенные линию задержки и ключ, причем вход ключа первого канала обработки сигнала и входы линий задержки остальных каналов обработки сигнала объединены и подключены к выходу блока фотбэлектронного преобразования, а выходы ключей всех каналов обработки сигнала подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу переключателя, второй информационный вход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а выход — с входом блока электронно-оптического ф преобразования и фоторегистрации, дешифратор и шесть компараторов, причем вход. ключа первого канала обработки сигнала соединен с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вход ключа второго канала обработки сигнала соединен с вторым входом первого и первыми вхо дами четвертого и пятого компараторов, вход ключа третьего канала обработки сигнала соединен с вторыми входами второго и четвертого и первым входом шестого компараторов, выход ключа четвертого канала обработкй сигнала-соединен с вторыми входами третьего, пятого и шестого компараторов, выход каждого компаратора подключен к соответствующему входу дешифратора, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу ключа соответствующего канала обработки сигнала.

1133692

Изобретение относится к технике обработки изображений, в частности к устройствам фильтрации видеосигна- лов двумерных изображений, наблюдаемых на фоне импульсных помех. 5

Известно устройство, предназначенное длg фильтрации видеосигналов, наблюдаемых на фоне импульсных помех, содержащее транзисторный пороговый блок, имеющий порог срабатывания не- 10 сколько больший, чем средняя амплитуда видеосигнала. При появлении импульсной помехи пороговьй блок срабатывает и блокирует входной сигнал j1) .

Недостатками данного устройства являются относительно низкая точность фильтрации и плохое качество субъективного восприятия обработанных изображений ввиду большого сглаживания резких перепадов яркости (контуров) 20 на исходном изображении.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизакни разверток, 30 последовательно соединенные блок вычитания, пороговый блок и переключатель, первую и вторую линию задерж" ки, входы которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы — к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, и сумматор, вы- 40 ход которого подключен к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации и объединенным входам линий задержек, два блока умножения„ включенные между выходами 45 переключателя и входами сумматора, другие входы блоков умножения подключены к другому входу и выходу блока вычитания соответственно $2) .

Однако известное устройство имеет 50 низкую точность фильтрации импульсных помех на квантованных изображениях,,т.е. изображениях, перепады яркостей которых представляются в виде не скольких фиксированных уровней (гра-.55 даций). Подобные задачи встречаются, например, при передаче изображений с малоградационным представлением яркостей по телевизионным каналам связи, использующим непрерывный аналоговый метод передачи яркости с большим динамическим диапазоном.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации на квантованных изображениях.

Цель достигается тем, что в устройство фильтрации импульсных помех на изображении, содержащее блок фотоэлектронного преобразования и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, к первым входам которых подключены соответствующие выходы блока синхронизации разверток, последовательно соединенные блок вычитания, пороговый блок и переключатель, первую и вторую линии задержки, входы которых объединены и подключены к входу блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, а выходы подключены к соответствующим входам блока линейной экстраполяции, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, и сумматор, введены третья линия задержки, включенная между выходом блока фотоэлектронного преобразования и вторым входом блока вычитания, четыре канала обработки сигнала, причем первый ка— нал обработки сигнала содержит ключ, а каждый из остальных каналов обработки сигнала содержит последовательно соединенные линию задержки и ключ, причем вход ключа первого канала обработки сигнала и входы линий задержки остальных каналов обработки сигнала объединены и подключены к выходу блока фотоэлектронного преобразования, а выходы ключей всех каналов обработки сигнала подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен к первому информационному входу переключателя, второй информащюнный вход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а выход — с выходом блока электроннооптического преобразования и фоторегистрации, дешифратор и шесть компараторов, причем вход ключа первого канала обработки сигнала соединен с первыми входами первого, второго и третьего компараторов, вход ключа второго канала обработки сигнала соединен с вторым входом первого и первыми входами четвертого и пятого компараторов., вход ключа третьего канала обработки сигнала соединен с

11336

9Кс поступающее далее на вход порогового блока 9 ° Если абсолютная величина

1О разности d(t) оказывается меньше некоторого порогового значения А д, то выходной сигнал. порогового блока 9 равен "0" и переключатель 7 находится в состоянии 1 . При этом на выход

15 устройства поступает неискаженный входной сигнал с выхода БФП 1. Если же модуль g(t) превышает порог, выходной сигнал порогового блока 9 равен "1". При этом переключатель 7 пе20 реводится в состояние 1, что соответствует принятию решения об обнаружении выброса импульсной помехи. В этом случае на вход БЭПФ 3 подается экстраполярное значение видеосигнала, полученное методом ранговой интерполяции (экс траполяции)

Алгоритм ранговой интерполяции сводится к следующему. Именно значения яркостей точек В,С, Д, E Ф и 5, лежащих в окрестности точки А, ранжируются в порядке возрастания их яркостей, после чего из ранжированного ряда выбирается значение яркости, стоящее в нем в середние (фиг.3).

О, если S с $

8btx

1, если S, 3 S вторыми входами второго и четвертого и первым входом шестого компараторов, выход ключа четвертого канала обработки сигнала соединен с вторыми входами третьего, пятого и шестого компараторов, выход каждого компаратора подключен к соответствующему входу дешифратора, каждый из выходов которого подключен к управляющему входу ключа соответствующего канала обработки сигнала.

На фиг.i приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - расположение точек отсчетов на изображении; на фиг.3 — ряды значений яркостей отсче-. тов изображений.

Устройство содержит блок 1 фотоэлектронного преобразования (БФП), блок 2 синхронизации разверток, блок

3 электронно-оптического преобразования и фоторегистрации (БЭПФ), первую и вторую 5 линии задержки, третью 6 линию задержки, переключатель 7, блок 8 вычитания, пороговый блок 9, сумматор 10, блок 11 линейной экстраполяции, четыре канала обработ-. ки сигнала, содержащие линии 12 — 14 задержки и ключи 16 — 18, шесть компараторов 19 — 24 и дешифратор 25.

Устройство работает следующим образом.

БФП 1 формирует построчную развертку видеосигнала обрабатываемого изображения, которая подается на ли- 35 нию 6 задержки и линии задержки с 12 по 14 каждого канала обработки сигнаI ла. На выходах указанных линий задержки формируются сигналы, соответствующие моментам времени й, 8, В, 40

Г,, E, Ж и 3 (фиг.2) . Именно, точке А соответствует точка изображе ния, в которую производится оценка значения яркости в данный момент, точки Б — 3 — точки в окрестности об- 45 рабатываемой точки А.

Цепь линия 6 задержки, блок 8 вычитания, пороговый блок 9 — цепь обнаружения выбросов импульсной помехи. Линии 4 и 5 задержки и блок 11 50 формируют линейную экстраполяционную оценку Б (t) сигнала в точку 3 по значениям сигнала, наблюдаемьм в предыдущие моменты времени (по точкам

Г и с ). Сигнал S 1„ (t) подается на 55 вход блока 8 вычитания, на второй гход которого с выхода линии 6 задержки подается текущее значение

92 4 сигнала S(t), приведенное к тому же моменту времени. На выходе блока 8 вычитания формируется значение разности

В соответствии с изложенным алгоритмом формирование ранговой интерполяционной оценки в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

Сигналы с выходов линий 12-14 задержки попарно подаются на входы компараторов 19-24 сигналов так, что каждой паре каналов обработки сигнала задержки соответствует один компаратор. Компараторы 19-24 имеют характеристику вида где $1 и S — сигналы соответственно

2. на первом и втором компараторах 19,20.

Таким образом, параллельный двоичный код, формируемый на выходах компараторов 19-24 сигналов, несет полную информацию о сравнительном распределении яркостей в точках и, С

1133692, Я и 3, т.е. по существу позволяет дешифрировать по нему положение среднего по значению яркости элемента изображения. Дешифрирование выходного кода компараторов 19-24 5. осуществляется дешифратором 25 выходных сигналов, разряды которого управляют положением ключей 15-18. Именно . дешифратор 25 замыкает тот.ключ, который соответствует элементу изображения, стоящему в ранжированном ряду в середине. Сформированные таким образом значения яркостей и являются искомой ранговой интерполяционной оценкой, поступающей на вход ВЭПФ 3 в случае обнаружения выброса импульсной помехи.

Таким образом, введение новых блоков и связей позволяет достигнуть в предложенном устройстве положительный эффект — повысить качество фильтрации обеспечивается sa счет использо.вания ранговой процедуры интерполя ции сигнала, которая в отличие от используемой s известном устройстве линейной процедуры позволяет формировать интерполяционную оценку сигнала в классе сигнапов квантованных также, как и входной сигнал интерполятора (экстраполятора)..

1133692

1133692 а-Я СЕР0аЗ (j+ ц я cfP0

/Ж

Составитель А. Осипович

Редактор А, Шандор Техред О.Ващицина Корректор О. Билак

Заказ 9962/45 Тираж 658 П одпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

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