Устройство для коррекции изображений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, последовательно соединенные блоки расфокусирования бинарного изображения, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы задержки, первый элемент задержки на (ti-2) тактов, где. t - размерность матрищз отсчетов бинарного изображения, третий и четвертый однотактовые элементы задержки, второй элемент задержки на (п-2). тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, а входы подключены к входу первого однотактового элемента задержки, являющемуся входом блока, и к выходам однотактовых элементов задержки блока, а также последовательно соединенные цифровые фильтры, выход блока синхронизации подключен к тактовым входам блоков ввода и вывода бинарного изображения, цифровых фильтров и элементов задержки блоков расфокусирования бинарного изображения , отличаю.щееся тем, что, с целью расширения класса корректируемых изображений за счет обеспечения возможности сглаживания краев фигур и удаления белых участков на бинарном изображении, в нем вход первого однотактового элемента задержки, входящего в первый блок расфокусирования бинарного изображения , соединен с выходом блока ввода бинарного изображения,, причем каждый цифровой фильтр содержит последовательно соединенные первый сл и второй однотактовые элементы зас держки, первьй элемент задержки на (п-2) тактов, третий и четвертый однотактовые элементы задержки, второй элемент задержки на Ct1-2) тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент И, входы О5 которого соединены соответственно с входом первого однотактового эле05 мента задержки, являющимся входом 00 цифрового фильтра, и выходами всех 00 элементов задержки цифрового фильтра , выходом которого является выход элемента И, выход элемента ИЛИ последнего блока расфокусирования бинарного изображения соединен с входом однотактового элемента задержки, входящего в первый цифровой фильтр, а выход элемента И последнего цифрового фильтра подключен к входу блока вывода бинарного изображения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) G 06 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3379818/24-24 (22) 11.01.82 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) В.К.Ковшов и И.П.Пчелинцев (71) Иосковский ордена Трудового

-Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 681.327.12(088.8) (56) Патент США У 4003024, кл. 340-146, опублик. 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1059585, кл. G 06 К 9/00, 08.01.82. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКПЯИ

ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, последовательно соединенные блоки расфокусирования бинарного изображения, каждый из которых содержит последовательно соединенные первый и второй одно.тактовые элементы задержки, первый элемент задержки на (rl-2) тактов, где. 11 — размерность матрицы отсчетов бинарного изображения, третий и четвертый однотактовые элементы задержки, второй элемент задержки на (й-2). тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, а входы .подключены к входу первого однотактового элемента задержки, являющемуся входом блока, и к выходам однотактовых элементов задержки блока, а также последовательно соединенные цифровые фильтры, выход блока синхронизации подключен к тактовым

„„SU„„, 1167633 А входам блоков ввода и вывода бинарного изображения, цифровых фильтров и элементов задержки блоков ррсфокусирования бинарного изображения, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью расширения класса корректируемых изображений за счет обеспечения воэможности сглаживания краев фигур и удаления белых участков на бинарном иэображении, в нем вход первого однотактового элемента задержки, входящего в первый блок расфокусирования бинарного изображения, соединен с выходом блока ввода бинарного изображения, причем каждый цифровой фильтр содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы за- держки, первый элемент задержки на (a-2) тактов, третий и четвертый однотактовые элеМенты задержки, второй элемент задержки на (11-2) тактов, пятый и шестой однотактовые элементы задержки и элемент И, входы которого соединены соответственно с входом первого однотактового элемента задержки, являющимся входом цифрового фильтра, и выходами всех элементов задержки цифрового фильтра, выходом которого является выход элемента И, выход элемента ИЛИ последнего блока расфокусирования бинарного изображения соединен с входом однотактового элемента задержки, входящего в первый цифровой фильтр, а выход элемента И последнего цифрового фильтра подключен к входу блока вывода бинарного изображения.

1167633 с. =О !!с; ! «)!63 (4 1

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть применено автономно или в составе специализированных быстродействующих вычислительных систем 5 распознавания зрительных образов в реальном масштабе времени в условиях действия шумов для сглаживания краев фигур и удаления белых пор на бинарном изображении.

Цель изобретения - расширение класса корректируемых изображений за счет обеспечения возможности сгла-живания краев фигур и удаления белых участков на бинарном иэображении.

Структура матрицы (аЦ, представляющая бинарное иэображение, такова, что черным клеткам соответствуют отсчеты .а", равные 1, белым — равные

О, и черйые участки изображения на- 20 ходятся не ближе 2 m клеток от .границ матрицы. Для сглаживания краев фигур и удаления белых участков необходимо сначала бинарное изображение избранно расфокусировать. Эта проце- 25 дура выполняется посредством операции логического сложения соответствующих отсчетов а

Ъ -U >;+,, |. (1) Зо

Чтобы восстановить размеры фигур на бинарном изображении необходимо затем получившееся промежуточное изображение с отсчетами h) изотропно

35 сжать. Зто выполняется с помощью one рации логического умножения соответствующих отсчетов

1,1 „" „,0„1tK $3+8 Р (2) 40 где С - отсчеты выходного отрабо1 1,1 танного бинарного изображения.

Размеры удаляемых белых участков, определяются следующим условием. Если 45 на участок матрицы изображения, соответствующий белому участку, не удается наложить квадрат размером (2щ+1)»

У(2 +1) клеток так,чтобы этот квадрат не пересекал черные участкибинарного

50 изображения, то такой белый участок будет удален, Операции (t) и (2) могут быть выполнены рекурентно за Е шагов с помощью операций

1

Ъ . Х U Ъ ."! (3)

1 !!..! !! 1",1+(> где а=О,р, 1, =а„,g(<1 =g Ф.

1! !,! 1 1! 1 1< 1 1

На фиг. 1 -представлена структурная схема устройства для коррекции изображения; на фиг.2 — структурная схема блока расфокусирования изображения, на фиг.3 — структурная схема цифрового фильтра, на фиг.4 — пример обработки бинарного .изображения для и=16,m =1 °

Устройство содержит блок 1 ввода бинарного изображения, П1 блоков 2 расфокусирования бинарного изображения, которые соединены последовательно так, что вход последующего блока подключен к выходу предыдущего блока, а вход первого блока 2 расфокусирования изображения подключен к выходу блока 1 ввода бинарного изображения, m nциHф!1!р оoв !ы х !ф1!иНлпь тТр оов 33, которые соединены,последовательно так, что вход последующего фильтра подключен к выходу предыдущего фильтра, а вход первого цифрового фильтра 3 подключен к выходу последнего блока 2 рас" фокусирования изображения, подключенный к выходу последнего цифрового фильтра 3, блок 5 синхронизации, управляющий всеми блоками устройства.

Каждый блок 2 расфокусирования . изображения содержит элементы 6-13 задержки, из них шесть однотактовых элементов 6,7,9,10,12,13 задержки и два элемента задержки 8 и 11 на (!!-2) тактов, которые соединены последовательно так, что после двух однотактовых элементов задержки включен один элемент задержки на (и-2) тактов (т.е.в таком порядке: 6,7,8, 9, 10, 11, 12, 13), и элемент ИЛИ 14, девять выходов которого соединены с выходом однотактового элемента" 6. задержки и с выходами восьми элементов 6, 7,8, 9, 10, 1 1, 12, 13 задержки, причем выходом блока 2 расфокусирования иэображения является вход однотактового элемента 6 задержки, а выходом — вход элемента ИЛИ 14.

Каждый цифровой Фильтр 3 содержит элементы 15-22 задержки, из них шесть однотактовых элементов задержки 15,16,18,19,21,22 и два элемента

1167633 задержки,17 и 20 на (h-2) тактов, которые соединены последовательно так, что после двух однотактовых элементов задержки включен один элемент задер)кки на (и-2) тактов (т.е. в таком порядке: 15, 16, 17, 18, 19,20, 21,22), и элемент И 23, девять выходов которого соединены с входом однотактового элемента 15 задержки и с выходами восьми элементов задержки

15, 16, 17, 18, 19, 20,21,22 цифрового фильтра 3, причем входом фильтра 3 является вход однотактового элемента

15 задержки, а выходом — выход элемента И 23. f$

Блок 1 ввода бинарного изображения служит для подачи отсчетов обраба тываемого изображения в определенном порядке (отсчет за отсчетом вдоль строк изображения и строка за строкой 20 поперек строк) и выполнен в виде телевизионного сканера с дискретиэатором и пороговым устройством (не показаны) для передачи темных областей отсчетами, равными 1, а светлыхО. Блок 4 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсчетов обработанного изображения. В качестве блока 4 вывода бинарного изображения использован графический дисп- 30 лей, который визуалирует обработанное изображение. Блок 5 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, величина которой определена условиями конкретного применения, например, текстурой класса обрабатываемых изображений. Линии задержки в устройстве состоят иэ регистров сдвига соответствующей общей длины (1 или (h-2) разрядов), в которых 4О под воздействием тактовой частоты от блока 5 синхронизации сдвиг осуществляется на один разряд эа такт.

Если предлагаемое устройство применяется в системе обработки зри- 45 тельных образов и какие-то другие этапы обработки изображений, например обужение линий, выделение особенностей изображения и т.п., предшествует процедуре удаления белых участков gg и сглаживания краев фигур или сопровождают ее, то в качестве блоков ввода 1 и вывода 4 бинарных изображений необходимо использовать блок сопряжения с предыдущими или последующими устройствами.

Устройство работает, следующим образом.

Отсчеты бинарного изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 5 синхронизации, на вход первого блока

2 расфокусирования бинарного иэображения, в котором с помощью элементов задержки 6, 7, 8, 9, 10, 1 1, 12, 13 и элемента „ИЛИ 14 выполняется операция (3) и полученный сигнал поступает на выход блока 2 расфокусирования бинарного изображения, Последовательное прохождение сигнала через,rn блоков

2 соответствует рекурентному выполнению операции (1). Затем сигнал проходит через rn цифровых фильтров 3, I

Ь каждом иэ которых с помощью эле,ментов задержки 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,22 и элемента И 23 реализуется операция (4), что соответствует рекурентному выполнению операции (2).

На выходе последнего щ -го фильтра

3 образуются отсчеты обработанного бинарного изображения, которые поступают на вход блока 4 вывода бинарного изображения.

Время обработки не зависит от структуры изображения. Обработка изображения производится в темпе поступления отсчетов и обработанное изображение поступает на вход блока вывода бинарного иэображения с задержкой на 2n1(N+1) тактов, что связано с прохождением сигнала через элементы задержки. Характерной особенностью реализации блоков расфокусирования бинарного изображения и блоков цифровой фильтрации является отсутствие блоков запоми- нающих устройств для хранения величин отсчетов матриц изображений.

Посредством предлагаемого устройства удаляются такие белые участки, на которые не удается положить квадрат размером (Им+1)х(2Ф+1) клеток так, чтобы этот квадрат не пере секал черные участки бинарного изображения.

1167633

1167633

1167633

Икао/ное изображение инное изображение

Фиг. Ф

Составитель Т,Ничипорович

Техред Т.Маточка Корректор С.Черни

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 4438/48 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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