Устройство для бинарного квантования телевизионного сигнала

 

0llИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0607.81 (21) 331377 2/18-09 (И) М. Rn. с присоединением заявки ¹

Н 04 N. 5/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 07,0133. Бюллетень № (53) УДК 621.397 (088.8) Дата опубликования описания 07.0183 / (72) Автор изобретения

Р .Ю. Иараков (71 } 3a яв ит ель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ BHHAPHOl О КВАНТОВАНИЯ

ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к технике средств связи и может быть использовано при построении устройств предварительной обработки видеосигнала мало- 5

Ф контрастных изображений, когда видеосигнал содержит фоновую и шумовую составляющие, например, в телевизионных автоматических системах счета объектов и измерения их геометрических па- )0 раметров.

Известно устройство для бинарногo квантования видеосигнала, содержащее последовательно включенные устройство вычитания фоновой составляющей и амп-. 5 литудный формирователь. Устройство вычитания фоновой составляющей выполнено в виде усилителя, на неинвертирующий вход которого непосредственно, а на инвертирующий через линию задерж-20 ки подается исходный видеосигнал. Амплитудный формирователь может быть вы-. полнен в виде триггера, на вход установки единичного состояния которого непосредственно, а на вход установки нулевого состояния через инвертор подается сигнал с выхода устройства вычитания фоновой составляющей. На выходе устройства вычитания фоновой составляющей при обработке видеосигнала возникают импульсы, полярность и размах которых соответствует знаку и величине производной видеосигнала в конечных разностях. Амплитудный формирователь вырабатывает импульсы положительной полярности, начало которых соответствует положительному импульсу, а конец — отрицательному импулвсу на его входе (1).

Недостаток данного устройства— низкая точность квантования. Нод точностью квантования понимается степень совпадения полутонового и бийарного изображений объекта. Причиной указанного недостатка являются ложные срабатывания триггера амплитудного формирователя при воздействии на него шумовой составляющей и отсутствие правильных срабатываний при обработке малоконтрастных изображений с малыми перепадами яркости, когда отношенне сигнал / шум на выходе устройства вычитания фоновой составляющей мало.

Известно также устройство для бинарного квантования телевизионного сигнала, содержащее первый блок задержки c n отводами, подключенными к соответствующим входам формирователя порогового уровня, компаратор, первый вход которого подключен к среднему отводу первого блока задержки, вход

987850 которого соединен с входом дифференцирукщего блока, выход которого подключен к входу второго блока задержки,.

1 и отводов которого подключены к соответствующим входам блока выделения максимального значения видеосигнала, выход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, выход которого соединен с (и+1)=М входом формирователя порогового уровня (2) °

Недостатком известного устройства является низкая точность квантования видеосигнала в условиях изменяющейся дисперсии шумовой составляющей из-эа смещения при изменении дисперсии шумовой составляющей моды распределения экстремумов случайного процесса на выходе устройства выделения минимального значения видеосигнала, что приводит, в свою очередь, к неправильному формированию порогового уровня и ухудшению точности квантования.

Цель изобретения — повышение точности квантования при изменении дисперсии шума.

Для достижения поставленной цели в устройство для бинарного квантования телевизионного сигнала, содержащее первый блок задержки с и отводаМи, подключенными к соответствующим входам формирователя порогового уровня, компаратор, первый вход которого 30 подключен к среднему отводу первого блока задержки, вход которого соеди нен с входом дифференцирующего блока, выход которого подключен к входу второго блока задержки, и отводов кото- 35 рого подключены к соответствукщим вхо дам блока выделения максимального значения видеосигнала, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с . 4Q (и+1) =М входом формирователя порогового уровня, введены ключ, измеритель дисперсии шума, блок выборки и хране - ния, дополнительный фильтр нижних частот и сумматор, причем выход сумма- 45 тора соединен с вторым входом компаратора, первый вход сумматора соединен с выходом формирователя порогового уровня, а второй вход — с выходом дополнительного фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом блока выборки и хранения, сигнальный вход которого подключен к выходу. измерителя дисперсии шума, а управляющий вход соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен с входом измерителя дисперсии шума, а сигнальный вход — с входом первого блока задержки..

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемо- 60 го устройства.

Устройство для бинарного квантования телевизионного сигнала содержит ключ 1, измеритель 2 дисперсии шума, блок 3 выборки и хранения, фильтр 4 65 нижних частот, сумматор 5, первый блок 6 задержки с и отводами, формирователь 7 порогового уровня, дифференцирующий блок 8., второй блок 9 задержки с и отводами, блок 10 выделения максимального значения видеосигнала, дополнительный фильтр 11 нижних частот и компаратор 12.

Устройство работает следующим образом.

Исходный видеосигнал поступает на вход измерителя 2 дисперсии шума через ключ 1 в течение активных частей строк. Измеритель 2 дисперсии шума формирует. сигнал, пропорциональный дисперсии шумовой составляющей и содержащий импульсную помеху, обусловленную наличием видеосигнала с крутыми фронтами. Для устранения этой помехи выходной сигнал измерителя 2 дисперсии шума подвергается ограничению спектра фильтром 4 нижних частот, имеющим постоянную времени, близкую к периоду строчной развертки.

Для устранения влияния изменений статистических свойств шумовой составляющей в течение гасящих импульсов, которые могут иметь место в случае применения устройств регенерации синхромеси, сигнал, поступающий на вход фильтра 4 нижних частот, в течение гасящих импульсов равен по величине сигналу конца активной части строки, что обеспечивается переключением блока 3 выборки и хранения в режим хранения гасящими импульсами. Исходный видеосигнал поступает также на вход блока 6 задержки и на вход дифференцирующего блока 8. Формирователь 7 порогового уровня осуществляет выбор минимального по величине сигнала из и сигналов, поступающих на его входы, с выходов блока 6 задержки, и суммирование с ним сигнала, пропорционального текущей амплитуде производной исходноrо видеосигнала, формируемого дифференцирующим блоком 8, блоком 9 задержки, блоком 10 выделения максимального значения видеосигнала и фильтром 11 нижних частот.

Функция распределения этого сигнала при изменении дисперсии шумовой составляющей смещается в сторону, противоположную смещению функции распределения оценки фоновой составлякщей, однако компенсации смещения оценки фоновой составляющей при 3ТОМ не происходит, поскольку дисперсия случайного процесса на выходе фильтра 11 нижних частот велика и зависит от параметров детерминированной составляющей обрабатываемого видеосигнала. Компенсация смещения функции распределения оценки фоновой составлякщей достигается в предлагаемом устройстве суммированием выходного сигнала формирователя 7 порогового уровня с выходным сигналом

9878

5 О фильтра 4 нижних частот при помощисумматора 5., Выходной сигнал фильтра 4 нижних . частот пропорционален менякщемуся -при изменении дисперсии шумовой составляю-. щей среднему значению. случайного йроцесса на выходе .формирователя 7 порогового уровня, но имеет противополбжный знак, в результате чего среднее значение случайного процесса íà выходе сумматора 5 в отсутствие полезного 10 видеосигнала не зависит от дисперсии шумовой составляющей. Поэтому отсутствует и смещение оценки фоновой составлякщей, а следовательно, и порогового уровня, с которым при помощи ком 5 паратора 12 производится сравнение квантуемого видеосигйала, поступающего со среднего отвода блока б задержки. Это, в свою очередь, приводит:к повышенйю точности бинарного квантб- 20 вания телевизионного видеосигнала.

Использование предлагаемого устройства для бинарного .квантования телевизионного сигнала позволит повысить эффективность аппаратуры предварительg$ ной обработки малоконтрастных изображений и точность счета и измерения геометрических параметров объектов телевизионной автоматической системой, работающей в бесподстроечном режиме. З0

Формула изобретения

Устройство для бинарного квантова-З ния телевизионного сигнала, содержащее первый блок задержки, и отводов которого подключены к соответствующим входам. формирователя порогового уровня, компаратор, первый вход которого . подключен к среднему отводу первого 40 блока задержки, вход которого соедине н с входом диффере нцирующего блока, выход которого подключен к входу второго блока задержки, и отводов которого подключены к соответств ующим входам блока выделения максималь ного э.иаче ния видеосигнала, выход которого соединен с входом фильтра нижних час" тот, выход которого соединен с (n+1 )

=M входом Формирователя порогового уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч то, с целью повышения точности квактова ния и ри изменении дисперсии шума, в него введены ключ, измеритель дис-, персии шума, блок выборки и хранения, дополнительный фильтр нижних частот и сумматор, причем выход сумматора соединен с вторьм входом компаратора, первый вход сумматора соединен с выходом формирователя порогового, уровня, а второй вход — с выходом дополнительного фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом блока вы-. борки и хранения, сигнальный вход которого подключен к выходу измерителя дисперсии шума, а управляющий вход соединен с управляющим входом ключа, выход которого соединен с входом из- мерителя дисперсии шума, а сигнальный вход — с входом первого блока задерж«ки.

Источники информации, принятые во внимание при экснертиэе

1. Полоник В.С. Телевизионные автоматические устройства.. И., Связь, .

1974, с. 57.

2.:Берлин A.Á. и Макаренко В.В. Об особенностях применения нелинейногО;. фильтра при выделении малоконтрастных объектдр в телевизионном -изображении. Техника средств связи, сер. ТТ, вып ° 1, 1979, с. 86 (прототип) .

987850

Составитель О. Канатчикова

Техред С, Мигунова Корректор А. Дзятко

Редактор В. Петрам

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10329/48 Тираж 675 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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