SU1059585A1 - Устройство дл коррекции изображений - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее элемент задержки , блоки ввода и вывода бинарного изображени , тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации , и элемент И, о т л и - . чающеес  тем, что, с целью . расширени  области применени  путем обеспечени  возможности удалени  на бина1$ном изображении шумов в виде п тин и линий, в него введены после довательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включенные блоки расфокусировки бинарного изображени , вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображени , Выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображени , выходы элемента задержки и последнего блока -расфокусировки бинарного изображени  соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока выводаЗ 9 бинарного изображени , а. тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображени  соединены с выходом блока синхронизации . О D1 ;о ел 00 СП

Description

2.Устройство по п.1, отличающее с   тем, что в нем каждый блок цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на (ц- 1) тактов, вюрой и третий однотактовые элементы задержки и четвертый элемент задержки на и- 1) тактов, а также элемент И, входы которого подключены к входу пергого элемента задержки, который  вл етс  входом блока, выходом первого и четвертого элементов задержки на (h - 1) тактов и выходов второго и третьего однотактрвых эле-, ментов задержки, причем выход элемен та И  вл етс  выходом блока.

3.Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ -е е с   тем, что в нем каждый

блок расфокусировки бинарного изображени  содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы задержки, третий элемент задержки на (fi- 2 тактов, четвертый и п тый однотактовые элементы задержки , шестой элемент задержки на (vi- 2) гактов,седьмой и восьмой однотактовые элементы задержки, а также элемент ИЛИ, входы которого подключены к входу первого однотактового элемета за церхки , который  вл етс  входрм блока , выходам всех однотактовых элементов задержки и выходам элементов задержки на (п -2) тактов , причем выход элемента ИЛИ  вл етс  выходом блока .

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано автономно или в составе специализированных вычислительных систем дл  удалени  на бинар ных изображени х шума в виде отдельных точек, п тен и тонких линий. Известно -устройство дл  коррекции изображений в услови х воздействи  шумов, содержащее шесть однотактовых элементов задержки, две линии эадерж ки на (п- 2 тактов (где Ч - число отсчетов в строке матрицы отсчетов изображени ), блок посто нной пам ти соединенный с элементами задержки, w элемент И 1 , . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  коррекции изображений в услови х воздействи  шумов, которое входит в сортав системы предварительной обработки и выделени  особенностей дл  распознавани  знаков и содержащее блок ввода бинарного изображени , шесть однотактовых элементов задержки и-два элемента задержки на (п- 2) тактов, которые соединены последовательно так, что .между двум  однотактовЕйми элементами задержки включен один элемент задержки на (п - 2) тактов, логически блок, блок вывода бинарного изображени , элементы И, ИЛИ и блок синхро низации 2 . Недостатком известных устройств  вл етс  ограниченна  область применени , поскольку эти устройства уда л ют шум только в виде одноклеточных точек и на удал ют шум в виде более крупных п тен и линий, толщина рых меньше установленной величины. что особенно актуально, когда исходНое изобрс1жение дискретируетс  с высокой частотой и получающа с  матрица отсчетов имеет большие линейные размеры и более отсчетов)). Цель изобретени  - расширение области применени  устройства путем обеспечени  возможности удал ть на бинарном изображении шумы в виде п тен и линий, Указанна  цель достигаетс  ггем, что в устройстве дл  коррекции изображений , содержащее элемент задержки , блоки ввода и вывода бинарного изображени , тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации , и элемент И, введены последо вательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включеные блоки расфокусировки бинарного изображени , вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображени , выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображени  , выходы элемента задержки и последнего блокарасфокусировки бинарного изображени  соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока вывода бинарного изображени , а тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображени  соединены с выходом блока синхронизации. Каждый из блоков цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на (п - 1) тактов, два однотактовых элеме«та задержки и четвертый элемент задержки на (h - 1) тактов, а также элемент И, входы которого подключен к входу первого элемента задержки, который  вл етс  входом блока, выхо дам первого и четвертого элементов задержки на п - 1) тактов -и выходам второго и третьего однотактовых эле ментов задержки, причем выход элеме та И  вл етс  выходом блока цифрово фильтрации. Каждый Й3| блоков расфокусировки бинарного изображени  содержит посл довательно соединенные первый и вто рой однотактовые элементы задержки, третий элемент задержки, на н - 2) тактов., четвертый и п тый однотакто вые элементы задержки, шестой.элеме задержки на (м - 2) тактов, седьмой и восьмой однотактовые элементы задержки , а также элемент ИЛИ, входы которого подключены к входу первого однотактового элемента задержки, ко торый  вл етс  входом блока, выхода всех однотактовых элементов задержк и выходами элементов задержки на (и - 2 тактов, причем выход элемен та ИЛИ  вл етс  выходом блока, . Структура матрицы fa ;; представ л ющей бинарное изображение, такова , что темным клеткам изображени  i соответствуют отсчеты а -j равные 1, светлым - равные О и темные участки изображени  наход тс  не ближе in клеток от границ матрицы. Дл  удале ни  на бинарном изображении шума в виде точек, п тен и тонких линий не обходимо сначала бинарное изображение равномерно сжать вдоль горизонтально-вертикального направлени . Эта процедура выполн етс  посредство П-кратной рекуррентной операции циф|ровой фильтрации t /V .(t л А . ь.. П (1 bj..e 1 1. К:-1 где ,rr,,.a,,.J, Чтобы восстановить размеры и форму нешумовых фигур на бинарном . изображении, необходимо затем получившеес  промежуточное изображение с отсчетами Ъ.,: изотропно расфокусировать , что достигаетс  выполнением операции Vfl i .У.„Ь.ми, И оставить отсчеты с,, совпадающие с отсчетами исходного изображе-ни , занулив остальные c;j м-°, где 3.(j - отсчеты выходного обработанного бинарного изображени . Операци  (2) может бытьвыполнена рекуррентно за т шаговс помощью операции - (4) Сп и и c.) lt--i ,.ъ,.,ог.с,,. Применение процедуры изотропного сжати  изображени  вместо горизонтально-вертикального привело бы к - скажению размеров и формы нешумовых фигур бинарного изображени . На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  коррекции изображений в услови х воздействи  шумов; на фиг. 2 - структурна  схема блока цифровой фильтрации изображени ; на фиг. 3 - структурна  схема блока расфокусировки бинарного изобг paжeни f на фиг. 4 - пример работы устройства дл  м 14,. Устройство (фиг.1 содержит блок ввода бинарного изображени , ГИ блоков 2 цифровой фильтрации, которые соединены последовательно, причем вход первого блока 2 цифровой фильтг рации подключен к выходу блока 1 ввода бинарного изображени , m блоков 3 расфокусировки бинарного изображени , которые соединены последовательно, причем вход первого блока 3 расфокусировки бинарного изображени  подключен к выходу последнего блока 2 цифровой фильтрации, элемент 4 задержки Hani(2ifi + 1) тактов, вход которо- . го подключен к выходу блока 1 ввода бинарного изображени , элемент И 5, первый вход которого соединен с выходом последнего блока 3 расфокусировки бинарного изображени , второй с выходом элемента 4 задержки на П(п +1) тактов, блок 6 вывода бинарного изображени , подключенный к выходу элемента И S, и блок 7 синхронизации , управл ющий всеми блоками устройства . Каждый блок 2 цифровой фильтрации (фиг.2) содержит первый элемент 8 задержки на( 1) тактов, второй 9 и третий 3 однотактовые элемен|ты задержки , четвертый элемент 11 задержки на (tt - 1) тактов, соединенные послэдовательно , и элемент И 12, п ть входов которого соединены с входом первого элемента 8 задержки на {п-l) тактов и выходами всех элементов 8-11 задержки, причем входом блока 2 цифровой фильтрации  вл етс  вход первого элемента 8 задержки на (и- 1) тактов, а выходом - выход элемен-та И 12. Каждый блок 3 расфокусировки бинарного изображени  (фиг.З) содержит элементы 13-20 задержки;которые со-, единены последовательно так, что между двум  однотактовыми элементами задержки включен один элемент задержки на (ц- 2)тактов, и элемент ИЛИ 21, дев ть  ходов которого соеди нены с входом первого однотактового элемента 13 задержки и выходами всех восьми элементов 13-20 задержки, причем входом блока 3 расфокусировки бинарного изображени   вл етс  вход первого однотактового элемента задержки 13, а выходом - выход элемента ИЛИ 21. Блок 1 ввода бинарного изображени  служит дл  подачи отсчетов обрабатываемого изображени  в определенном пор дке отсчет за отсчетом вдоль строк изображени  и строка за строкой поперек строк) и выполнен в виде телевизионного сканера с дискретизатором и пороговым устройством (не показан) дл  передачи темных областей отсчетами равными 1, а светлыхо0 . Блок 6 вывода бинарного изображени  предназначен дл  выдачи отсче« тов обработанного изображени . В качестве блока б вывода бинарного изображени  использован графический дисплей, который визуализирует обработанное изображение. Блок 7 синхронизации выполнен в виде генератора тактовой частоты, величина которой определена услови ми конкретного применени , например, текстурой клас са обрабатываемых изображений. Элементы задержки в устройстве состо т из регистров сдвига соответствующей общей длины (l, ( п - 2) или (у)- 1 paзp дoв, ,в которых под воздействие тактовой частоты от блока 7 синхронизации сдвиг осуществл етс  на один разр д за такт. Если предлагаемое устройство примен етс  в системе обработки зритель ных образов и какие-то другие этапы обработки изображений, например обна ружение линий, выделение особенносте изображени  и т.п., предшествуют про цедуре удалени  шума или сопровождают ее, to в качестве блоков ввода 1 и вывода 6 бинарных изображений необходимо использовать блок сопр жени  с предыдущими или последующими устройствами. Устройство работает следующим образом . Отсчеты бинарного изображени , no лучаемые на выходе блока 1 ввода бинарного изображени , подаютс  с частотой , определ емой блоком 7 синхронизации , на вход первого блока 2 цифровой фильтрации, в котором с помощью элементов 8-11 задержки выдел ютс  соответствующие отсчеты матрицы изображени , над которыми посредством элемента И 12 выполн етс  операци  (l). Последовательное проождение сигнала через п блоков 2 цифровой фильтрации соответствует выполнению рекуррентного соотношени  (1) . Затем сигнал проходит через ItTблоков 3 расфокусировки бинарного изображени , в каждом из которых с помощью элементов 13 - 20 задержки и элемента ИЛИ 21 выдел ютс  соответств ующие отсчеты матриц промежуточных изображений и реализуетс  операци  (4), что соответствует рекуррентному выполнению операции 2). На входы элемента И 5 поступают сигналы с выхода последнего блока 3 расфокусировки бинарного изображени  и выхода элемента 4 задержки на Jn(2n + 1) тактов, котора  согласует подачу отсчетов исходного изображени  из блока 1 ввода бинарного изображени  с задержками из-за прохождени  сигнала через Ш блоков 2 цифровой фильтрации и .tti блоков 3 расфокусировки изображени . Таким образом, осуществл етс  выполнение операции (3), в результате чего на выходе элемента И 5 образуютс  отсчеты обработанного бинарного изображени , которые поступают на вход блока 6 вывода бинарного изображени . Коррекци  изображени  и удаление шума происходит в масштабе времени поступлени  отсчетов. Обработанное изображение (фиг.4) получаетс  на входе блока вывода бинарного изображени  с задержкой на + 1} тактов , что св зано с прохождением сигнала через элементы задержки устройства . Врем  обработки изображени  не зависит от структуры изображени . Особенностью реализации блоков цифровой фильтрации и блоков расфокусировки изображени   вл етс , отсутствие запоминакицих устройств дл  хранени  величин отсчетов матриц изображений. Процедура обработки инвариантна положению и ориентации изображени . Таким образом,, введение новых блоков и конструктивных св зей позвол ет расширить область применени  устройства , что выражаетс  в возможности удал ть на., бинарном изображении шумы в виде точек, многоклеточных п тен и тонких линий. С помощью предлагаемого устройства можно на бинарном изображении удал ть п тна и линии, поперечные размеры которых достигают 2 m клеток.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее элемент задержки, блоки ввода и вывода бинарного изображения, тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, и элемент И, о т л и - . чающееся тем, что, с целью . расширения области применения путем обеспечения возможности удаления на бинарном изображении шумов в виде пятин и линий, в него введены последовательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включенные блоки расфокусировки бинарного изображения, вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображения, 'Выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображения, выходы элемента задержки и последнего блока -расфокусировки бинарного изображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока вывода® бинарного изображения, а.тактовые * входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с ции.

выходом блока синхрониэа-

SU,,.. 1059585 фиг. f

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем каждый блок цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на (ц- 1) тактов, второй и третий однотактовые элементы задержки и четвертый элемент задержки на (и- 1) тактов, а также элемент И, входы которого подключены к входу первого элемента задержки, который является входом блока, выходом первого и четвертого элементов задержки на (h - 1) тактов и выходов второго и третьего однотактовых эле-, ментов задержки, причем выход элемен та И является выходом блока»

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый блок расфокусировки бинарного изображения содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовые элементы задержки, третий элемент задержки на (ft- 2.) тактов, четвертый и пятый однотактовые элементы задержки, шестой элемент задержки на (η- 2) 'Тактов, седьмой и восьмой однотактовые элементы задержки, а также элемент ИЛИ, входы которого подключены к входу первого однотактового элемета задержки, который является входрм блока, выходам всех однотактовых элементов задержки и выходам элементов задержки на (п -2} тактов, причем выход элемента ИЛИ является выходом блока.