Устройство для коррекции изображений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в составе систем обработки изображений, обеспечивающих удаление на бинарном изображении шума в виде пятен, меньших квадрата со стороной в два элемента. Цель изобретения - повышение точности коррекции изображений. Это достигается путем медианной фильтрации изображения элементами ЗИ-ИЛИ одновременно в четырех направлениях относительно центрального элемента и определения по ним результата коррекции изображения. Устройство содержит блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, шесть однотактных элементов задержки, два многотактных элемента задержки на (N - 2) такта, четыре элемента ЗИ-ИЛИ, четыре элемента И и один элемент ИЛИ. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ

09) (3!) 299 A1 (S>)S 6 06 К 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОИРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯм

ПРИ П<НТ CCCP (21) 4264269/24-24 (22) 16.06.87 (46) 30.08.90. Бюл. У "2 (71) физико-механический институт им. Г.В.Карпенко (72) P.À.Âîðîáåëü и С.В.Негода (53) 681.391. 19 (088.8) (56) Патент США И 4162482, кл. 340146.3, опублик. 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1527646, кл. G 06 К 9/46, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАжЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычисли.тельной технике и может оыть использовано в составе систем обработки

;изображений, обеспечивающих удаление

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в составе специализированных вычислительных систем для удаления на бинарном изображении шумов в виде пятен, меньших квадрата со стороной в два элемента, Цель изобретения — повышение точности коррекции изображений.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — исходное бинарное изображение (n = 14, где и — количество элементов (отсчетов) изображения в строке); на фиг.3 — результаты коррекции входного изображения предло женным устройством.

Устройство для коррекции изображений содержит блок 1 ввода бинарного изображения, однотактные элементы за2 на бинарном изображении шума в виде пятен, меньших квадрата со стороной в два элемента. Цель изобретения— повышение точности коррекции иэображений. Это достигается путем медианной фильтрации изображения элемента.ми ЗИ-ИЛИ одновременно в четырех направлениях относительно центрального элемента и определения по ним результата коррекции изображения. Устройство содержит блоки ввода и вывода бинарного изображения, блок синхронизации, шесть однотактных элементов. задержки, два многотактных элемента задержки на (п-2) такта, четыре эле" мента ЗИ-ИЛИ, четыре элемента И и один элемент ИЛИ. 3 ил. держки 2-7, многотактные элементы 8 и 9 задержки на (n-.2) такта, блок 10 синхронизации, элементы 2-2-2И-ЗИЛИ

11-14, элементы И 15-18, выполненные . трехвходовыми, элемент ИЛИ 19 и блок 1 © .

20 вывода бинарного изображения, элемент И 2I 23, элемент ИЛИ 24, Элементы 2-2-2И-ЗИЛИ 11-14 однотипны и выполнены по схеме медианного фильтра.

Выход блока 10 синхронизации связан с тактовыми входами блока 1, блока 20 и элементов задержки 2-9, причем выход блока 1 соединен с последо- 3 вательно связанными однотактными эле- Ь ментами задержки 2 и 3, элементом задержки 8 íà (n-2) такта, а также последовательно соединенными однотактньии элементами задержки 4 и 5, элементом 9 задержки на (и-2) такта и

1539299 однотактными элементами задержки 6 и 7 ° Входы элемента.2-2-2И-ЗИЛИ 11 соединены с выходами элементов за;

I держки 8, 4 и 5. Входы элемента 12 связаны с выходами блока i и элементов 4 и 7 задержки. Входы элемента. 13 соединены с выходами элементов 2, 4 и .6 задержки. Входы элемента 14 связаны с выходами элементов задержки 3, 4 и 9. Выход элемента ИЛИ 19 соединен с входом блока 20 вывода иэображений и входом элемента 5 задержки, а входы связаны соответственно с выходами трехвходовых элементов И 15-18, Входы 15 элемента И 15 соединены с выходами элементов 2-2-2И-ЗИЛИ 11, 12 и 13Ä

Входы элементов И 16 связаны с выходами элементов 2-2-2И-ЗИЛИ 11, 12,и

14. Входы элементов И 17 соединены с выходами элементов 12, 13 и 14. Входы элементов И 18 связань, с выходами элементов 11, 13 и 14, Элемент 2-2-2И-ЗИЛИ 11 выходом связан с выходом элемента ИЛИ 24, входа- 25 ми соединеннoro с выходами элементов

И 21-23. Первый вход элемента 11 соединен с первыми входами элементов И

21 и 22, второй вход связан с вторым входом элемента И 21 и первым входом элемента И 23, а третий вход соединен с вторыми входами элементов И 22 и 23.

Устройство для коррекции изображений работает следующим образом.

В исходном состоянии содержимое элементов задержки 2-9 обнулено (элементы задержки выполнены на регистрах сдвига). Блок 1 служит,цля подачи отсчетов обрабатываемого изображения в определенном порядке.(отсчет за от- 4 счетом вдоль строки изображения и строка за строкой поперек строк) и может быть выполнен в виде телевизионного сканера с дискретизатором и пороговым устройством (не показан) для передачи темных областей отсчетами равными 1, а светлых — О, Блок 20 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсчетов обработанного изображения. В качестве блока 6 вывода бинарного изображе5О ния может быть использован графический дисплей, который визуализирует обработанное изображение.

Блок 10 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, величина которой - определена условиями конкретного применения.

Элементы задержки 2-9 в устройстве состоят из регистров сдвига соответствующей общей длины (1 или и-2 разряда), в которых под воздействием тактовой частоты от блока синхронизации 10 сдвиг осуществляется на один разряд на такт.

Отсчеты бинарного изображения, получаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 10 синхронизации, на вход элемента 2 задержки и один из входов элемента 2-2-2И-ЗИЛИ

12.

Обозначим значения элементов бинарного изображения на выходе блока

1, элементов 2 и 3 задержки через, а...,; а;,, ; а„, „,,; значения элементов бинарного изображения на выходе элементов 8, 4 и 5 задержки через а,,, а,, а, ° +,, значения элементов бинарного изображения на выходе элементов задержки 9, б и 7

I .через а;,,; а,; а,,, где а, центральный элемент апертуры; — номер строки апертуры; j — номер столбца апертуры. Тогда обобщенная апертура, с помощью которой обрабатывается входное изображение, прчмет вид.

Каждый элемент входного изображения обрабатывается четырьмя элементами 11-14 относительно центрального элемента а; апертуры, Элемент 11 обеспечивает анализ элементов изображения, попадающих в апертуру в горизонтальном направлении, путем вычисления медины значений чисел а;,,; а,,. ; a,, .< (медиана последовательйости чисел — это значение среднего числа упорядоченной по возрастанию последовательности этих же чисел). Таким образом на выходе фильтра 11 формируется сигнал

Ь, логическое значение которого определяется выражением

Ь = тлей а,,,,;,;а,, ;а;-< . „.,(2)

С

Элемент 12 обеспечивает вычисление медианы чисел в направлении -45 к о горизонтали, т. е. на его выходе формируется сигнал b, логическое значе15892 ние которого определяется выражением. (З)

Элемент 13 обеспечивает вычисление

Э медианы чисел, попадающих в апертуру вертикально, т.е. íà его выходе формируется сигнал b5, логическое значение которого определяется выражением 10

Ь = med а ;а;. ;а,, (4) Элемент 14 обеспечивает вычисление медианы чисел, попадающих в апертуру под углом 45, т.е. на его выходе о формируется сигнал .b4, логическое значение которого определяется выражением

Ь = med а;+, +) a),, а),, (5) С выходов элементов 11-14 сигналы

Ь)-Ь проходят через элементы И !5-18 и элемент ИЛИ 19, формируя на его выходе новое логическое значение элемента а, 1 -а, которое определяется 25

М. следующим образом

4.

1 — при,, b .. 3

< c)

Π— при > Ъ 2

М

САормированное значение а ° явля) 1 ется результатом коррекции элемента входного изображения, соответствующего элементу а;> апеРтуРы, поступает 35 на вход блока 20 для его визуализации и на вход элемента 5 задержки, реализуя тем самым рекурсивную цифровую фильтрацию.

В результате проведения описанной рекурсивной фильтрации бинарного изображения поэлементно в пределах строки иэображения и построчно в пределах одного кадра изображения происходит 45 коррекция входного изображения. Эта коррекция обеспечивает удаление из входного изображения изолированных объектов меньших квадрата со сторо-...... ной в два элемента при минимальном искажении объектов большой площади.

В предложенном устройстве реализована рекурсивная фильтрация. Это обеспечивает высокую эффективность коррек-55 . ции изображений в масштабе времени поступления отсчетов входного иэображения. Время обработки изображения не зависит от структуры изображения.

99 б

Формула изобретения . Устройство для коррекции изображений, содержащее блоки ввода и вывода бинарного изображения, последовательно соединенные однотактные и многотактные элементы задержки, четыре элемента И, элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход соединен с информационным входом блока вывода бинарного изображения, выход блока ввода бинарного изображения соединен с информационным входом первого однотактного элемента задержки, и блок синхронизации, выход которого подключен к синхрониэирующим входам элементов задержки и блоков ввода и вывода бинарного изображения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности коррекции иэображений, оно содержит четыре элемента 2-2-2ИЗИЛИ, выход первого многотактного элемента задержки подключен к первому входу первого элемента 2-2-2И-ЗЕЛИ, второй вход которого, соединенный с вторьп)и входами второго, третьего и четвертого элементов 2-2-2И-ЗИЛИ, подключен к выходу третьего однотактного элемента задержки, третий вход первого элемента 2-2-2И-ЗИЛИ соединен с выходом четвертого однотактного элемента задержки, выход блока ввода бинарного изображения подключен к первому входу второго элемента

2-2-2И-ЗИЛИ, третий вход которого соединен с выходом шестого однотактного элемента задержки, выход первого однотактного элемента задержки подключен к первому входу третьего элемента 2-2-2И-ЗИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого однотактного элемента задержки, выход второго многотактного элемента задержки подключен к первому входу четвертого- элемента 2-2-2И-ЗИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго однотактного элемента задержки-,. †.вьмод:.первого элемента 2-2-2И-ЗИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элементов И и третьим входом четвертого элемента И, второй вход которого, соединенный с первым входом третье"o элемента И и третьим входом первого элемента И, подключен к выходу третьего элемента 2-2-2ИЗИЛИ, выход второго элемента 2-2-2ИЗИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с тре1589299 тьим входом третьего элемента И, второй вход которого,. соединенный с третьим входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, подключен к выходу четвертого элемента 2-,2-2И-ЗИЛИ, выходы второго, тре тьего и четвертого элементов И соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым входами элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом четвертого однотактного элемента задержки.!

589299

Составитель Т, Ничипорович

Редактор М.Товтин Техред Л.Сердюкова Корр P ° р

Ко екто М,Шароши

Заказ 2543 Тираж 563 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, И н

Г 101