RU2350021C1 - Communication path muting mode for 2-d image signalling - Google Patents
Communication path muting mode for 2-d image signalling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350021C1 RU2350021C1 RU2007137975/09A RU2007137975A RU2350021C1 RU 2350021 C1 RU2350021 C1 RU 2350021C1 RU 2007137975/09 A RU2007137975/09 A RU 2007137975/09A RU 2007137975 A RU2007137975 A RU 2007137975A RU 2350021 C1 RU2350021 C1 RU 2350021C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- noise
- hadamard transform
- matrix
- operator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области передачи информации, конкретно - к способам передачи сигналов в оптических каналах связи, и может найти применение при создании перспективных форматов передачи информации по оптическим каналам.The invention relates to the field of information transmission, specifically to methods for transmitting signals in optical communication channels, and may find application in creating promising formats for transmitting information through optical channels.
Актуальными задачами в этой области являются возможности увеличения сжатия, помехоустойчивости и скорости при передаче сигналов. Проблема фильтрации различных шумов (помех) решается, как правило, с помощью использования частотных фильтров, что приводит к искажениям полосы пропускания канала связи и, тем самым, к нарушению полноты восстановленного изображения. Однако в настоящее время для подавления шумов часто применяют способы, включающие интегральную обработку изображений с передачей по каналу связи спектральных коэффициентов, соответствующих различным системам базисных функций, используемых для преобразования исходных изображений, например способы с использованием интегральных преобразований типа преобразования Уолша-Адамара.Actual tasks in this area are the possibilities of increasing compression, noise immunity and speed during signal transmission. The problem of filtering various noises (interference) is usually solved by using frequency filters, which leads to distortions in the bandwidth of the communication channel and, thereby, to the violation of the completeness of the reconstructed image. However, at present, for noise suppression, methods are often applied that include integrated image processing with transmission of spectral coefficients corresponding to various systems of basis functions used for transforming the original images over the communication channel, for example, methods using integral transforms such as the Walsh-Hadamard transform.
Известен способ передачи сигналов с использованием преобразования Уолша-Адамара (заявка США №20060067413 от 30.03.2006, Н04К 1/10, H04L 27/06), в котором преобразования Уолша-Адамара используются для кодирования сигналов таким образом, что на размерность и вид матрицы преобразования воздействуют с помощью алгоритма Шермана-Моррисона в соответствии с ковариационной матрицей шума. Использование в этом методе преобразования Адамара для кодирования сигналов при их передаче по каналу связи с трансформированием размерности и вида матрицы преобразования с помощью алгоритма Шерман-Моррисона в соответствии с ковариационной матрицей шума позволяет минимизировать среднеквадратичную ошибку.A known method of signal transmission using the Walsh-Hadamard transform (US application No. 20060067413 from 03.30.2006, H04K 1/10, H04L 27/06), in which the Walsh-Hadamard transforms are used to encode signals in such a way that the dimension and type of the matrix transformations are affected by the Sherman-Morrison algorithm in accordance with the covariance noise matrix. The use of the Hadamard transform in this method for encoding signals during their transmission over the communication channel with transformation of the dimension and type of the transformation matrix using the Sherman-Morrison algorithm in accordance with the covariance noise matrix allows minimizing the mean square error.
Такой метод предполагает наличие многоканальной сети с возможностью множественного доступа с кодовым разделением каналов, что существенно усложняет и удорожает систему передачи информации. Кроме того, с точки зрения помехоустойчивости этот метод опирается на традиционные представления о влиянии величины соотношения сигнал/шум на качество выходного сигнала, при которых предполагается, что величина минимизированного шума (его дисперсия) одинакова для всего массива передаваемых сигналов вне зависимости от информативности участка поля изображения, что снижает возможность максимизировать отношение сигнал/шум в наиболее информативных участках передаваемого изображения.This method assumes the existence of a multi-channel network with the possibility of multiple access with code division multiplexing, which significantly complicates and increases the cost of the information transmission system. In addition, from the point of view of noise immunity, this method relies on traditional ideas about the influence of the signal-to-noise ratio on the quality of the output signal, under which it is assumed that the amount of minimized noise (its dispersion) is the same for the entire array of transmitted signals, regardless of the information content of the image field , which reduces the ability to maximize the signal-to-noise ratio in the most informative areas of the transmitted image.
Прототипом предлагаемого способа является способ пространственной фильтрации временного шума (Подласкин Б.Г. Пространственная фильтрация временного шума при реализации преобразования Адамара на фотоприемной матрице. ЖТФ, т.77, в.4, 2007, с.139), включающий интегральную обработку изображений с разложением их по системе базисных функций Уолша-Адамара размерности N, упорядоченных в соответствии с преобразованием Грея, передачу полученных спектральных коэффициентов по каналу связи при наличии аддитивного шума, проведение обратного преобразования Адамара с восстановлением исходного изображения F и локализацией шума в различных участках экрана. Авторы выявили, что изменение организации системы базисных функций путем перестановки строк в матрице прямого преобразования Адамара Н (т.е. изменение порядка передачи спектральных компонент) влияет на распределение спектра шума в пространстве изображения. При этом можно добиться сосредоточения максимальных шумовых искажений изображения в различных зонах экрана. Иначе говоря, можно производить пространственную локализацию дисперсии шума, концентрируя основную часть шума в наименее информативных участках восстановленного изображения. Для передачи сигналов по каналу связи в этом способе используется прямой оператор строчной развертки L, преобразующий матрицу коэффициентов прямого преобразования Адамара С, полученную на передающей стороне, в одномерный вектор W с размерностью, равной квадрату размерности прямого преобразования Адамара. При прохождении по каналу связи на сигнал W накладывается аддитивный шум ψ, в результате чего на приемной стороне регистрируется сигнал W'. Одномерный вектор W' с помощью обратного оператора строчной развертки L- преобразуется в матрицу коэффициентов прямого преобразования Адамара С', над которой производится обратное преобразование Адамара Н-, в результате чего на приемном экране воспроизводится изображение F', представляющее собой восстановленное исходное изображение F и изображение шума, в виде его спектра в базисе функций Уолша, локализованного в определенных участках поля изображения. Таким образом, обработка и передача оптического изображения описывается следующими выражениями:The prototype of the proposed method is a method of spatial filtering of temporary noise (B. Podlaskin. Spatial filtering of temporary noise when implementing the Hadamard transform on a photodetector. ZhTF, v.77, v.4, 2007, p.139), including integrated image processing with decomposition them according to the system of Walsh-Hadamard basis functions of dimension N ordered in accordance with the Gray transform, transmitting the obtained spectral coefficients through the communication channel in the presence of additive noise, performing the inverse transform Hadamard with restoration of the original image F and localization of noise in different parts of the screen. The authors found that changing the organization of the system of basis functions by rearranging the rows in the direct Hadamard transform matrix H (i.e., changing the order of transmission of the spectral components) affects the distribution of the noise spectrum in the image space. In this case, it is possible to concentrate the maximum noise distortion of the image in different areas of the screen. In other words, it is possible to perform spatial localization of the noise dispersion by concentrating the bulk of the noise in the least informative parts of the reconstructed image. To transmit signals over the communication channel, this method uses the direct horizontal scanning operator L, which converts the matrix of direct Hadamard transform coefficients C, obtained on the transmitting side, into a one-dimensional vector W with a dimension equal to the square of the dimension of the direct Hadamard transform. When passing through the communication channel, additive noise ψ is superimposed on the signal W, as a result of which the signal W 'is recorded at the receiving side. The one-dimensional vector W 'with the help of the inverse horizontal scanning operator L - is transformed into the matrix of direct Hadamard transform coefficients C', over which the inverse Hadamard transform H - is produced, as a result of which the image F 'representing the restored original image F and the image is displayed on the receiving screen noise, in the form of its spectrum in the basis of Walsh functions, localized in certain areas of the image field. Thus, the processing and transmission of the optical image is described by the following expressions:
FH=CFh = c
CL=WCL = W
W+ψ=W'W + ψ = W '
W'L-=C'W'L - = C '
C'H-=F'=F+H-ψL-,C'H - = F '= F + H - ψL - ,
илиor
H-((FH)L+ψ)L-=H-FH+H-ψL-=F'=F+H-ψL- H - ((FH) L + ψ) L - = H - FH + H - ψL - = F '= F + H - ψL -
Поскольку оператор L является оператором строчной развертки, пространственная локализация временного шума канала в соответствии с построчным расположением секвентивно упорядоченных базисных функций Уолша носит явно выраженный строчный характер, т.е. максимальные значения дисперсии шума расположены вдоль строк, соответствующих положению функций Уолша с минимальными секвентами. Способ позволяет получить при приеме сигнала свободную от шума область пространства экрана, расположенную в центре экрана, в верхней или нижней части экрана, т.е. производить пространственно-строчную локализацию шума.Since the operator L is the horizontal scanning operator, the spatial localization of the channel temporal noise in accordance with the line-by-line arrangement of the sequentially ordered basic Walsh functions is of a pronounced horizontal character, i.e. the maximum values of the noise variance are located along the lines corresponding to the position of the Walsh functions with minimal sequents. The method allows to receive a signal-free region of the screen space located in the center of the screen at the top or bottom of the screen when receiving a signal, i.e. produce spatial lowercase noise localization.
Недостатком прототипа является реализация пространственной локализации шума только в одном измерении, что не дает возможности получения свободной от шума области пространства экрана существенно большей величины при соизмеримых значениях ширины пространственно-спектральной характеристики шума и размерности преобразования.The disadvantage of the prototype is the implementation of spatial localization of noise in only one dimension, which does not make it possible to obtain a noise-free region of the screen space of a significantly larger size with comparable values of the width of the spatial spectral noise characteristic and the dimension of the transformation.
Изобретение решает задачу повышения эффективности подавления шума канала связи при передаче сигнала двумерного изображения.The invention solves the problem of increasing the noise suppression efficiency of a communication channel when transmitting a two-dimensional image signal.
Задача решается способом подавления шума канала связи при передаче сигнала двумерного изображения, включающим кодирование исходного сигнала путем воздействия на него прямого преобразования Адамара, упорядоченного в соответствии с преобразованием Грея, последовательного воздействия на матрицу коэффициентов прямого преобразования Адамара оператором строчной развертки L и дополнительным оператором L*, представляющим собой транспонированную матрицу L, для формирования одномерных векторов W и W*, последовательную передачу коэффициентов этих векторов по каналу связи, декодирование выходного сигнала, полученного в виде коэффициентов суммарного вектора (W+W*'), при котором суммарный вектор разделяют на составляющие W' и W*', производят над ними преобразования с помощью воздействия обратных операторов строчной развертки L- и L*-, соответственно, суммируют две сформировавшиеся матрицы коэффициентов преобразования Адамара исходного изображения, после чего над суммарной матрицей производят обратное преобразование Адамара.The problem is solved by a method of suppressing the noise of a communication channel when transmitting a two-dimensional image signal, including encoding the original signal by acting on it with the direct Hadamard transform ordered in accordance with the Gray transform, sequentially affecting the matrix of direct Hadamard transform coefficients by the horizontal scanning operator L and the additional operator L *, representing a transposed matrix L, for the formation of one-dimensional vectors W and W *, sequential transmission of coefficients of these vectors over the communication channel, decoding the output signal obtained in the form of coefficients of the total vector (W + W * '), in which the total vector is divided into components W' and W * ', transform them using the inverse horizontal scanning operators L - and L * - , respectively, summarize the two formed matrices of Hadamard transform coefficients of the original image, after which the inverse Hadamard transform is performed on the total matrix.
Развивая идею, разработанную авторами предлагаемого изобретения и воплощенную в способе-прототипе, авторы установили, что степень пространственной локализации временного шума канала связи (эффективность подавления шума) может быть существенно увеличена за счет суммирования в поле изображения двух реализаций изображений спектрального распределения шума, координаты которых ортогональны друг другу, в результате чего суммирование дисперсии двух реализаций шумовых последовательностей приобретает сверхсуммарный эффект за счет нелинейного распределения дисперсии по полю изображения и резкому увеличению отношения сигнал/шум в области малых значений дисперсии.Developing the idea developed by the authors of the present invention and embodied in the prototype method, the authors found that the degree of spatial localization of temporary noise of the communication channel (noise suppression efficiency) can be significantly increased by summing in the image field two realizations of images of the noise spectral distribution, the coordinates of which are orthogonal to each other, as a result of which the dispersion summation of two realizations of noise sequences acquires a supertotal effect due to nonlinear distribution of dispersion over the image field and a sharp increase in the signal-to-noise ratio in the region of small dispersion values.
В этом случае выражения, описывающие обработку и передачу изображения, принимают вид:In this case, the expressions describing the processing and transmission of the image take the form:
FH=CFh = c
CL+CL*=W+W*CL + CL * = W + W *
(W+ψ)+(W*+ψ)=W'+W*'(W + ψ) + (W * + ψ) = W '+ W *'
W'L-+W*'L*-=C'+C*'W'L - + W * 'L * - = C' + C * '
С'Н-+С*'Н-=F'+F*'=2F+H-ψL-+H-ψL*-,С'Н - + С * 'Н - = F' + F * '= 2F + H - ψL - + H - ψL * - ,
или:or:
H-((FH)L+ψ)L-+H-((FH)L*+ψ)L*-=H-FH+H-ψL-+H-FH+H-ψL*-=F'+F*'=F+H-ψL-+F+H-ψL*-=2F+H-ψL-+H-ψL*-,H - ((FH) L + ψ) L - + H - ((FH) L * + ψ) L * - = H - FH + H - ψL - + H - FH + H - ψL * - = F '+ F * '= F + H - ψL - + F + H - ψL * - = 2F + H - ψL - + H - ψL * - ,
где F - массив данных (матрица), предназначенных для передачи по каналу связи (исходное изображение);where F is an array of data (matrix) intended for transmission over a communication channel (original image);
Н - матрица прямого преобразования Адамара;H is the direct Hadamard transform matrix;
С - матрица коэффициентов прямого преобразования Адамара;C is the matrix of coefficients of the direct Hadamard transform;
L - оператор строчной развертки;L - line scan operator;
L* - дополнительный оператор, представляющий собой транспонированную матрицу оператора L;L * is an additional operator, which is the transposed matrix of the operator L;
W - одномерный вектор, полученный при преобразовании оператором L матрицы коэффициентов прямого преобразования Адамара С на передающей стороне;W is the one-dimensional vector obtained by the operator L transforming the matrix of coefficients of the direct Hadamard transform C on the transmitting side;
W* - одномерный вектор, полученный при преобразовании оператором L* матрицы коэффициентов прямого преобразования Адамара С на передающей стороне;W * is the one-dimensional vector obtained by the operator L * transforming the matrix of coefficients of the direct Hadamard transform C on the transmitting side;
ψ - аддитивный шум;ψ is the additive noise;
W' - одномерный вектор, соответствующий W, регистрируемый на приемной стороне;W 'is the one-dimensional vector corresponding to W registered at the receiving side;
W*' - одномерный вектор, соответствующий W*, регистрируемый на приемной стороне;W * 'is the one-dimensional vector corresponding to W * recorded at the receiving side;
L- - оператор, преобразующий одномерный вектор W размерностью N2 в матрицу С' размерностью N;L - is the operator that converts the one-dimensional vector W of dimension N 2 into a matrix C 'of dimension N;
L*- - оператор, преобразующий одномерный вектор W*' размерностью N2 в матрицу С*' размерностью N;L * - is the operator that converts the one-dimensional vector W * 'of dimension N 2 into a matrix C *' of dimension N;
С' - матрица коэффициентов прямого преобразования Адамара, полученная при воздействии на W обратного оператора строчной развертки L-;C 'is the matrix of coefficients of the direct Hadamard transform obtained by acting on W inverse line scan operator L - ;
С*' - матрица коэффициентов прямого преобразования Адамара, полученная при воздействии на W*' обратного оператора строчной развертки L*-;С * 'is the matrix of coefficients of the direct Hadamard transform obtained by acting on the inverse horizontal scan operator L * - on W *';
F' - изображение, представляющее собой восстановленное исходное изображение F и изображение шума ψ при воздействии оператора L-;F 'is the image representing the restored original image F and the noise image ψ when exposed to the operator L - ;
F*' - изображение, представляющее собой восстановленное исходное изображение F и изображение шума ψ при воздействии оператора L*-.F * '- the image representing the restored original image F and the noise image ψ when exposed to the operator L * - .
Привлечение в операцию кодирования изображения дополнительного оператора L*, представляющего собой транспонированную матрицу оператора L, производящего считывание коэффициентов прямого преобразования Адамара Н над изображением F и формирующего одномерный вектор W*, а также привлечение в операцию декодирования дополнительного оператора L*-, представляющего собой транспонированную матрицу оператора L-, преобразующего одномерный вектор W*' размерностью N2 в матрицу С*' размерностью N, приводит к тому, что при восстановлении изображения форма полезного сигнала сохраняется, а его мощность удваивается (2F) за счет использования удвоенной длительности сеанса связи (т.к. в данном случае происходит пересылка двух векторов W и W* вместо одного). Поскольку аддитивный шум канала связи, искажающий сигналы, соответствующие передаваемым коэффициентам Адамара, воздействует на векторы W и W* статистически независимо, а ковариационная матрица дисперсии шума ввиду ортогональности векторов L- и L*- становится двумерной, распределение дисперсии восстановленного шума по полю изображения становится существенно нелинейным так, что концентрация максимальной дисперсии может быть сосредоточена на малоинформативных участках изображения, например в его углах. В результате, при заданном пороге минимальной дисперсии, определяемом минимально допустимым значением отношения сигнал/шум, существенно повышается эффективность подавления шума путем его пространственной локализации. Оценка эффективности подавления шума путем его пространственной локализации характеризуется диаметром окружности, вписанной в поле изображения, величина дисперсии в котором не превышает заданный порог минимальной дисперсии.Involving an additional operator L *, which is the transposed matrix of the operator L, reading the coefficients of the direct Hadamard transform H over the image F and forming the one-dimensional vector W *, as well as involving the additional operator L * - , which is a transposed matrix, in the encoding operation of the image operator L -, converting the one-dimensional vector W * 'dimension N 2 matrix C *' dimension N, leads to the fact that the reduction of the image pho ma useful signal is stored, and its capacity is doubled (2F) through the use of double-communication session duration (because in this case there is a transfer of two vectors W and W * instead of one). Since the additive noise communication channel distorts the signals corresponding to the transmitted coefficients Hadamard affects the vectors W and W * is statistically independent, and the covariance matrix of the noise variance because of the orthogonality of vectors L - and L * - becomes a two-dimensional dispersion distribution reduced noise of the image field becomes substantially non-linear so that the concentration of maximum dispersion can be concentrated on uninformative areas of the image, for example in its corners. As a result, at a given threshold of minimum dispersion, determined by the minimum acceptable value of the signal-to-noise ratio, the noise suppression efficiency is significantly increased by its spatial localization. Assessing the effectiveness of noise suppression by spatial localization is characterized by the diameter of a circle inscribed in the image field, the dispersion value in which does not exceed a predetermined threshold of minimum dispersion.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
На первом этапе производят считывание двумерного изображения F в виде матрицы входных параметров с размерностью N×N. Над матрицей F производят кодирование - сначала путем воздействия прямого преобразования Адамара Н, с помощью матрицы Адамара с размерностью N×N, которая упорядочена в соответствии с преобразованием Грея:At the first stage, a two-dimensional image F is read in the form of a matrix of input parameters with a dimension of N × N. The matrix F is encoded - first, by direct Hadamard transform H, using a Hadamard matrix with dimension N × N, which is ordered in accordance with the Gray transform:
. .
В результате этого преобразования Адамара создается матрица коэффициентов прямого преобразования , с размерностью N×N, содержащая коэффициенты прямого преобразования Адамара над матрицей F, представляющая собой массив данных, предназначенных для передачи по каналу связи (HF=C). Далее производят преобразование матрицы С в линейную последовательность данных (W+W*) с помощью последовательного воздействия оператора L=|ak|, где k=j+N(i-1), с размерностью N2 и оператора L*=|bk|, где k=i+N(j-1), с размерностью N2, т.е. CL+CL*=W+W*. Затем производят последовательную передачу элементов суммарной последовательности (W+W*) с размерностью, равной 2N2, по каналу связи в виде электрических сигналов, подаваемых на входное устройство канала связи и согласованных по форме и частоте следования с параметрами канала, обладающего собственным шумом ψ, аддитивным по отношению к передаваемому сигналу. На приемной стороне канала производится регистрация выходного сигнала (W'+W*'), включающего входную последовательность (W+W*) и аддитивный шум:As a result of this Hadamard transform, a matrix of direct transform coefficients is created , with the dimension N × N, containing the coefficients of the direct Hadamard transform over the matrix F, which is an array of data intended for transmission over the communication channel (HF = C). Next, the matrix C is transformed into a linear data sequence (W + W *) using the sequential action of the operator L = | a k |, where k = j + N (i-1), with dimension N 2 and the operator L * = | b k |, where k = i + N (j-1), with dimension N 2 , i.e. CL + CL * = W + W *. Then, sequential transmission of the elements of the total sequence (W + W *) with a dimension equal to 2N 2 is made over the communication channel in the form of electrical signals supplied to the input device of the communication channel and matched in form and frequency with the parameters of the channel having its own noise ψ, additive with respect to the transmitted signal. On the receiving side of the channel, the output signal (W '+ W *') is recorded, including the input sequence (W + W *) and additive noise:
W'+W*'=(W+ψ)+(W*+ψ). На приемной стороне производится декодирование выходного сигнала. На первом этапе полученный сигнал (W+ψ)+(W*+ψ), обладающий размерностью 2N2, разделяется на две последовательные во времени составляющие (W+ψ) и (W*+ψ), после чего над ними производят преобразование с помощью обратных операторов L- и L*-, соответственно, так что образуются две матрицы с размерностью N, С' и С*', образованных из переданных по каналу коэффициентов преобразования Адамара: W'L-+W*'L*-=C'+C*'. Над суммой матриц (С'+С*') производят обратное преобразование Адамара: C'H-+C*-H-=F'+F*'=2F+H-ψL-+H-ψL*-, в результате которого восстанавливается исходное изображение и изображение спектра аддитивного шума канала в базисе преобразования Адамара с нелинейным распределением дисперсии по полю изображения и концентрацией ее в наименее информативных участках восстановленного изображения, что приводит к подавлению шума канала связи при передаче сигналов двумерного изображения. Пример конкретного исполнения.W '+ W *' = (W + ψ) + (W * + ψ). At the receiving side, the output signal is decoded. At the first stage, the received signal (W + ψ) + (W * + ψ), which has a dimension of 2N 2 , is divided into two successive components in time (W + ψ) and (W * + ψ), after which they are transformed with using the inverse operators L - and L * - , respectively, so that two matrices with dimensions N, C 'and C *' are formed, formed from the Hadamard transform coefficients transmitted over the channel: W'L - + W * 'L * - = C '+ C *'. The inverse Hadamard transform is performed over the sum of matrices (C '+ C *'): C'H - + C * - H - = F '+ F *' = 2F + H - ψL - + H - ψL * - , as a result of which the original image and the image of the spectrum of the additive noise of the channel are restored in the basis of the Hadamard transform with non-linear dispersion distribution over the image field and its concentration in the least informative parts of the reconstructed image, which leads to suppression of the noise of the communication channel when transmitting two-dimensional image signals. An example of a specific implementation.
Способ был осуществлен при передаче с помощью оптоволоконного канала связи сигнала вида:The method was carried out by transmitting using a fiber optic communication channel a signal of the form:
С помощью последовательного воздействия оператора L, представляющего собой последовательное считывание элементов матрицы вдоль ее строк, и оператора L*, представляющего собой последовательное считывание элементов матрицы вдоль ее столбцов, матрица С преобразовывалась в линейную последовательность данных (W+W*):Using the sequential action of the operator L, which is a sequential reading of the matrix elements along its rows, and the operator L *, which is a sequential reading of the matrix elements along its columns, the matrix C was transformed into a linear data sequence (W + W *):
Эта последовательность в виде электрических сигналов подавалась на модулятор оптоволоконного канала связи, преобразующий электрические сигналы в оптические. В результате производилась последовательная передача элементов суммарной последовательности (W+W*) по каналу связи в виде оптических сигналов, согласованных по форме и частоте следования с параметрами канала, обладающего собственным шумом ψ, аддитивным по отношению к передаваемому сигналу. Реализация шума ψ с гауссовым распределением и дисперсией 0.5 выглядела следующим образом:This sequence in the form of electrical signals was applied to a modulator of a fiber-optic communication channel that converts electrical signals into optical ones. As a result, the elements of the total sequence (W + W *) were sequentially transmitted over the communication channel in the form of optical signals that were matched in form and frequency with the parameters of the channel with its own noise ψ, additive with respect to the transmitted signal. The implementation of noise ψ with a Gaussian distribution and dispersion of 0.5 was as follows:
На приемной стороне канала оптическим детектором (фотодиодом) производилась регистрация выходного сигнала (W'+W*'), включающего входную последовательность (W+W*) и аддитивный шум ψ, W'+W*'=(W+ψ)+(W*+ψ):On the receiving side of the channel, an optical detector (photodiode) recorded the output signal (W '+ W *'), including the input sequence (W + W *) and additive noise ψ, W '+ W *' = (W + ψ) + ( W * + ψ):
с помощью компьютера производилось обратное преобразование Адамара, в результате которого восстанавливалось исходное изображение и изображение спектра аддитивного шума канала в базисе преобразования Адамара, с нелинейным распределением дисперсии по полю изображения и концентрацией ее в наименее информативных участках восстановленного изображения, что приводило к подавлению шума канала связи при передаче сигналов двумерного изображения F:using a computer, the Hadamard transform was inverse, which restored the original image and the spectrum of the additive noise channel in the basis of the Hadamard transform, with a nonlinear dispersion distribution over the image field and its concentration in the least informative parts of the reconstructed image, which suppressed the noise of the communication channel when two-dimensional image signal transmission F:
Результаты применения способа графически представлены на Фиг.1, 2, 3.The results of applying the method are graphically presented in FIGS. 1, 2, 3.
На Фиг.1 показано изображение на экране исходного двумерного оптического сигнала, передаваемого по каналу связи. Сигнал распределен по центральной части экрана, интенсивность окраски соответствует его мощности.Figure 1 shows the screen image of the original two-dimensional optical signal transmitted over the communication channel. The signal is distributed over the central part of the screen, the color intensity corresponds to its power.
На Фиг.2 показано изображение выходного сигнала, полученного в результате использования способа, описанного в прототипе. Видно, что, помимо сигнала в центральной части экрана, в верхней и нижней частях экрана вдоль строк распределен шум, причем он практически смыкается с сигналом, что приводит к искажению сигнала.Figure 2 shows the image of the output signal obtained by using the method described in the prototype. It can be seen that, in addition to the signal in the central part of the screen, noise is distributed along the lines in the upper and lower parts of the screen, and it practically closes with the signal, which leads to signal distortion.
На Фиг.3 показано изображение выходного сигнала, полученного в результате использования предлагаемого способа. Четко видно существенное уменьшение области, занимаемой шумом (в углах экрана), а также снижение его интенсивности (светлая окраска).Figure 3 shows the image of the output signal obtained by using the proposed method. One can clearly see a significant decrease in the area occupied by noise (in the corners of the screen), as well as a decrease in its intensity (light color).
Таким образом, из сравнения Фиг.2 и 3 очевидно, что степень локализации шума и отношение сигнал/шум в области передаваемого сигнала, т.е. эффективность подавления шума, при использовании заявляемого способа значительно выше, чем при применении способа-прототипа.Thus, from a comparison of FIGS. 2 and 3, it is obvious that the degree of noise localization and the signal-to-noise ratio in the region of the transmitted signal, i.e. the noise reduction efficiency when using the proposed method is significantly higher than when using the prototype method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137975/09A RU2350021C1 (en) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Communication path muting mode for 2-d image signalling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007137975/09A RU2350021C1 (en) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Communication path muting mode for 2-d image signalling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2350021C1 true RU2350021C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007137975/09A RU2350021C1 (en) | 2007-10-03 | 2007-10-03 | Communication path muting mode for 2-d image signalling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2350021C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450439C1 (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем информатики РАН (ИПИ РАН) | Digital data encoding and decoding method based on digital holography principle |
-
2007
- 2007-10-03 RU RU2007137975/09A patent/RU2350021C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПОДЛАСКИН Б.Г. Пространственная фильтрация временного шума при реализации преобразований Адамара на фотоприемной матрице. - ЖТФ, т.77, в.4, 2007, с.139. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450439C1 (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем информатики РАН (ИПИ РАН) | Digital data encoding and decoding method based on digital holography principle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8244058B1 (en) | Method and apparatus for managing artifacts in frequency domain processing of light-field images | |
Liansheng et al. | Single-pixel correlated imaging with high-quality reconstruction using iterative phase retrieval algorithm | |
Davenport | Random observations on random observations: Sparse signal acquisition and processing | |
CN107306333B (en) | High-speed single-pixel imaging method | |
Roese et al. | Interframe cosine transform image coding | |
JP2007515842A (en) | Optical method and system for improving resolution | |
US20130229486A1 (en) | Angle sensitive pixel (asp)-based image processing system, method, and applications | |
US9118797B2 (en) | Method and system for robust and flexible extraction of image information using color filter arrays | |
US10237519B2 (en) | Imaging apparatus, imaging system, image generation apparatus, and color filter | |
RU2350021C1 (en) | Communication path muting mode for 2-d image signalling | |
US20180122046A1 (en) | Method and system for robust and flexible extraction of image information using color filter arrays | |
EP2550808A2 (en) | Method and system for robust and flexible extraction of image information using color filter arrays | |
Matin et al. | Ultrafast imaging with optical encoding and compressive sensing | |
Blanes et al. | Isorange pairwise orthogonal transform | |
Zhu et al. | Color filter arrays based on mutually exclusive blue noise patterns | |
KR101025569B1 (en) | Apparatus and method for reducing noise of image based on discrete wavelet transform | |
Kar et al. | Fast computational spectral imaging with a programmable diffractive lens | |
Nobakht et al. | An image coding technique using a human visual system model and image analysis criteria | |
Ye et al. | Spectral aperture code design for multi-shot compressive spectral imaging | |
Azizi et al. | Cross‐channel regularisation for joint demosaicking and intrinsic lens deblurring | |
Chang et al. | Fiber-optic subcarrier multiplexed CDMA local-area networks for subband image transmission | |
Chang | Spread spectrum CDMA systems for subband image transmission | |
Liu et al. | Analysis of moire patterns in non-uniformly sampled halftones | |
Huck et al. | Visual communication: Information and fidelity | |
Singh et al. | Image compression using wavelets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101004 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121004 |