SU1305735A1 - Device for correcting television pictures - Google Patents
Device for correcting television pictures Download PDFInfo
- Publication number
- SU1305735A1 SU1305735A1 SU854011243A SU4011243A SU1305735A1 SU 1305735 A1 SU1305735 A1 SU 1305735A1 SU 854011243 A SU854011243 A SU 854011243A SU 4011243 A SU4011243 A SU 4011243A SU 1305735 A1 SU1305735 A1 SU 1305735A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- multiplier
- median filter
- digital
- Prior art date
Links
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технической кибернетике и может быть использовано в системах автоматического распознавани изображений, например дл распознавани печатных или рукописных знаков, отпечатков пальцев , чертежей и других объектов,Цель изобретени - повьшение помехозащищенности устройства.. Устройство дл коррекции изображений позвол ет производить сегментацию изображени и содержит датчик изображени , аналого- цифровой преобразователь, цифровой медианный фильтр, элементы задержки на отсчет (регистры), детектор кра , состо щий из вычитателей, умножителей на посто нный коэффициент, компараторов и коммутатора, дискриминатор и синхронизатор. Устройство отличаетс повышенной достоверностью сегментации изображений за счет возможности ньщелени краев строки изображени инвариантно к величине перепада ркости. Введение цифрового медианного фильтра повышает помехоустойчивость устройства, при этом не снижаетс достоверность сегментации,так как медианный фильтр не сглаживает резких перепадов ркости. Параллельно конвейерна организаци вычислений в устройстве позвол ет проводить сегментацию телевизионных изображений в реальном масштабе времени. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. iS (/ ОС ел со СПThe invention relates to technical cybernetics and can be used in automatic image recognition systems, for example, to recognize printed or handwritten characters, fingerprints, drawings and other objects. The purpose of the invention is to increase the noise immunity of a device. The image correction device allows for image segmentation and contains image sensor, analog-to-digital converter, digital median filter, count delay elements (registers), edge detector, discharged from the subtractors, multipliers at a constant rate, comparators and the switch, a discriminator and a synchronizer. The device is distinguished by an increased reliability of image segmentation due to the possibility of enlarging the edges of the image line invariant to the magnitude of the difference in brightness. The introduction of a digital median filter improves the noise immunity of the device, while the segmentation accuracy is not reduced, since the median filter does not smooth out sharp differences in brightness. Parallel to the pipeline, the organization of computations in the device allows the segmentation of television images in real time. 1 z.p, f-ly, 4 ill. iS (/ OS ate with SP
Description
Изобретение относитс к области технической кибернетики и быть иепользовано в системах автоматического распознавани изображений, например дл распознавани печатных или рукописных знаков, отпечатков пальцев , чертежей и других объектов, которые могут быть однозначно представлены двоичными изображени ми.The invention relates to the field of technical cybernetics and to be used in automatic image recognition systems, for example for recognizing printed or handwritten characters, fingerprints, drawings and other objects that can be uniquely represented by binary images.
Целб изобретени - повышение помехоустойчивости устройства.Celb invention - improving the noise immunity of the device.
На фиг,1 показана структурна схема устройства; на фиг, 2 - блок-схема цифрового медианного фильтра, по- которого равен трем; на фиг.З - бйок-схема дискриминатора; на фиг.4 - диаграммы, по сн ющие способ адаптивной строчной сегментации изображений,, который реализован в устройствеFig, 1 shows a block diagram of the device; FIG. 2 is a block diagram of a digital median filter, which is equal to three; on fig.Z - the discriminator bioc scheme; 4 shows diagrams explaining the method of adaptive line segmentation of images, which is implemented in the device.
toto
1515
резкий перепад ркости, Затем выполн етс собственно проверка одного из двух условий наличи в текущей точке резкого перепада кости путем сравнени крутизны (резкости перепада ) в данной точке с предельно допустимой дл кра , Если текуща точка находитс на границе объект-фон, то результат сегментации в этой точке равен 1, в противном случае - О,a sharp drop in brightness. Then one of the two conditions for the presence of a sharp drop in bone at the current point is performed by comparing the steepness (sharpness of the drop) at a given point with the maximum permissible edge. If the current point is on the border of the background object, the result of the segmentation is this point is 1, otherwise - O,
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Отсчеты изображени в процессе его строчного сканировани датчиком 1 изображени последовательно поступают на вход ЩП 2. Б АЦП 2 выполн етс преобразование в цифровую фор- ьгу изображени в соответствии с час25Image samples in the course of its line scanning by the image sensor 1 are successively input to the ACP 2. B ADC 2 converts the digital image into the image in accordance with the hour 25
Устройство содержит датчик изоб- 20 тотой синхроимпульсов на выходе синх- ражени , аналого-цифровой цреобразо- ронизатора 14, Частота синхроимпуль- ватель (АЦП) 2, цифровой медианный фильтр 3 р элементы 4 задержки, детектор 5 кра , состо щий из первого 6 и второго 7 вьгчитателей, первого 8 и второго 9 умножителей, первого 10 и второго 11 компараторов и коммутатора (мультиплексора) 12, дискриминатор 13 и синхронизатор 14,The device contains a sensor of such a clock synchro pulses at the output of the clock, an analog-digital re-processor 14, a clock frequency (ADC) 2, a digital median filter 3 p delay elements 4, 5 edge detector, consisting of the first 6 and the second 7 drivers, the first 8 and second 9 multipliers, the first 10 and second 11 comparators and the switch (multiplexer) 12, the discriminator 13 and the synchronizer 14,
Цифровой медианный фильтр (фиг.2) содержит первый и второй злементы 15 задержки, два компаратора 16, узелDigital median filter (figure 2) contains the first and second delay elements 15 delay, two comparator 16, node
17посто нной пам ти, мультиплексор17 memory, multiplexer
18и третий элемент 19 задержки, Дискриминатор 13 (фиг,3) содержит18 and the third delay element 19, the Discriminator 13 (FIG. 3) contains
тканнъыи с помощью двух элементов 15 задержки, В свою очередь, на выходеwoven with the help of two elements of 15 delays, in turn, at the exit
два сумматора 20, два вычитател 21 и компаратор 22,two adders 20, two subtractors 21 and a comparator 22,
сов выбираетс таким образом, чтобы рассто ние между двум отсчетами не превышало половины дл1шы по строке минимального по прот женности возможного объекта. Медианный фильтр 3 реализует удаление импульсных помех в строке изображени , которые могут быть ошибочно ПР1Л1ЯТЫ за объекты, т,е, в этих точках могут быть резкие перепады ркости. Посредством двух компараторов 16 выполн етс сравнение текущего отсчета изображени g(t;) на выходе АЦП 2 с двум преды- 35 дущими g(t,v, ) и g(t;. ), задер30The combination is chosen so that the distance between two readings does not exceed half the length of the string for the shortest possible object. Median filter 3 implements the removal of impulse noise in the image line, which can be mistaken for objects, t, e, at these points there can be sharp differences in brightness. By means of two comparators 16, the current image reference g (t;) at the output of the A / D converter 2 is compared with two previous g (t, v,) and g (t ;.) zad30
4545
третьего элемента 19 задержки з текущем такте работы устройства будет способ построчной сегментации изобра- 40 результат сравнени отсчетов g(ti, )The third delay element 19 for the current device operation cycle will be a method of line-by-line segmentation of the image; 40 is the result of comparing samples g (ti,)
и g(t,), вычисленный в. предыдущем такте посредством первого компаратора 1 6 рand g (t,) calculated in. previous cycle through the first comparator 1 6 p
На основе результатов попарного сравнени трех последовательных отсчетов строки изображени g(t) с помощью узла 17 посто нной.пам ти таблично вь гчисл етс номер того из трех отсчетов g(t;), g(t , ) и g(t,.), который вл етс медианой. Дл этого адресный вход узла 17 соединен с выходами двух компараторов 16 и триггера 9, а его информационный выход j подключен к управл ющему входу мультиплексора 18, Таким образом, в каждом такте работы устройства на выходе мультиплексора 18, т.е. на выходе цифрового медианного фильтра 3, по вПредлагаемое устройство реализуетBased on the results of pairwise comparison of three consecutive samples of the image line g (t) using the constant node 17, the table contains the number of that of the three samples g (t;), g (t,) and g (t ,.) which is the median. For this, the address input of node 17 is connected to the outputs of two comparators 16 and trigger 9, and its information output j is connected to the control input of multiplexer 18. Thus, in each operation cycle of the device at the output of multiplexer 18, i.e. at the output of the digital median filter 3, on the proposed device implements
НИИ входного изображени на объект и фон путем адаптивного и помехоустойчивого обнаружени границ объект- фон, т.е. резких перепадов ркости. Предварительно, дл повышени помехоустойчивости устройства выполн етс цифрова медианна фильтраци входного изображени . Медианна фильтраци имеет то преимущество по сравнению с линейной фильтрацией, что она позвол ет -устранить (сгладить) помехи и при этом не сгладить резких перепадов ркости. Дл обнаружени , границ объект-фон, т,е. резких перепадов ркости, определ етс , по-какую сторону от кра находитс текуща точка строки изображени , при условии, что в данной точке имеетс Research institutes of the input image on an object and background by adaptive and noise-resistant detection of object-background borders, i.e. sharp drops in brightness. Preliminary, in order to improve the noise immunity of the device, digital median filtering of the input image is performed. Median filtering has the advantage over linear filtering that it allows you to remove (smooth out) interference and not smooth out sudden drops in brightness. To detect the boundaries of the object-background, t, e. sharp drops in brightness, it is determined what side of the edge is the current point of the image line, provided that at this point there is
5050
5five
резкий перепад ркости, Затем выполн етс собственно проверка одного из двух условий наличи в текущей точке резкого перепада кости путем сравнени крутизны (резкости перепада ) в данной точке с предельно допустимой дл кра , Если текуща точка находитс на границе объект-фон, то результат сегментации в этой точке равен 1, в противном случае - О,a sharp drop in brightness. Then one of the two conditions for the presence of a sharp drop in bone at the current point is performed by comparing the steepness (sharpness of the drop) at a given point with the maximum permissible edge. If the current point is on the border of the background object, the result of the segmentation is this point is 1, otherwise - O,
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Отсчеты изображени в процессе его строчного сканировани датчиком 1 изображени последовательно поступают на вход ЩП 2. Б АЦП 2 выполн етс преобразование в цифровую фор- ьгу изображени в соответствии с часImage samples in the course of its line scanning by the image sensor 1 are successively input to the ACP 2. B ADC 2 converts the digital image into the image in accordance with the hour
тотой синхроимпульсов на выходе синх- онизатора 14, Частота синхроимпуль- clock sync pulse output 14, clock frequency
сов выбираетс таким образом, чтобы рассто ние между двум отсчетами не превышало половины дл1шы по строке инимального по прот женности возможного объекта. Медианный фильтр 3 реализует удаление импульсных помех в строке изображени , которые могут быть ошибочно ПР1Л1ЯТЫ за объекты, т,е, в этих точках могут быть резкие перепады ркости. Посредством двух компараторов 16 выполн етс сравнение текущего отсчета изображени g(t;) на выходе АЦП 2 с двум преды- дущими g(t,v, ) и g(t;. ), задерThe combination is chosen so that the distance between the two readings does not exceed half the length of the string for the minimum possible object. Median filter 3 implements the removal of impulse noise in the image line, which can be mistaken for objects, t, e, at these points there can be sharp differences in brightness. By means of two comparators 16, a comparison of the current image reference g (t;) at the output of the A / D converter 2 with the two previous g (t, v,) and g (t ;.) is performed,
д етс отсчет результата медианной фильтрации f(t). На фиг. 4а показан фрагмент строки изображени на входе АЦП , а на фиг. 4б - результат медианной фильтрадии этой строки.The result of the median filtering f (t) is calculated. FIG. 4a shows a fragment of the image line at the input of the ADC, and FIG. 4b is the result of the median filterdia of this line.
С помощью дискриминатора 13 определ етс , по какую сторону от кра находитс текуща точка строки изображени f(t) при условии, что в данной точке имеетс резкий перепад ркости . Дискриминатор 13 вычисл ет значение переменной а- по следующей формулеThe discriminator 13 is used to determine on which side of the edge the current point of the image line f (t) is located, provided that there is a sharp difference in brightness at that point. The discriminator 13 calculates the value of the variable a- according to the following formula
1, (/f(t;)+f(t;, )-f(t, -2-)/-/f (t;M )+f(t;.2) -f (t;)/)sO;1, (/ f (t;) + f (t ;,) -f (t, -2 -) / - / f (t; M) + f (t; .2) -f (t;) /) sO;
О, в противном случае.Oh, otherwise.
Если а- 1 , то отсчет fCt;;., ) находитс по правую сторону от границы, если а, 0, то он расположен по левую сторону. Переменна а соответствует выходному сигналу компаратора 22, на входы которого поступают абсо лютные значени чисел на выходах вы- читателей 21, Например, на фиг.4б отсчет f(t;., ) расположен по правую сторону от границы.If a is 1, then the count fCt ;;.,) Is on the right side of the boundary; if a, 0, then it is located on the left side. The variable a corresponds to the output signal of the comparator 22, the inputs of which receive the absolute values of the numbers at the outputs of the switches 21, for example, in FIG. 4b the count f (t;.,) Is located on the right side of the border.
С помощью детектора 5 кра обнаруживаютс резкие перепады ркости строки изображени на выходе медианного фильтра 3. При этом учитью-ает- с выходной сигнал а; дискриминатора 13, который поступает на управл ющий вход мультиплексора 12. Если выходной сигнал дискриминатора 13 нулевой то выходной сигнал Ь детектора 5 кра определ етс следующим образом,With the help of the 5 edge detector, sharp differences in the brightness of the image line at the output of the median filter 3 are detected. At the same time, the output signal a is learned; the discriminator 13, which is fed to the control input of the multiplexer 12. If the output signal of the discriminator 13 is zero, then the output signal L of the edge detector 5 is determined as follows,
1. / f(t;., ) - f(t;-i)/.ci/f(t,O1. / f (t;.,) - f (t; -i) /. Ci / f (t, O
- f(ti-, ) ;- f (ti-,);
Ь; 1B; one
О, в противном случае.Oh, otherwise.
где о/, - заданный предельный коэффициент резкости кра , который вл етс посто нным дл всех строк заданных изображений .where o /, is the specified marginal sharpness coefficient of the edge, which is constant for all rows of the specified images.
Значение bj вычисл етс посредством первого 6 и второго 7 вычитателей , умножител 8 и компаратора 10, Поскольку коэффициент резкости кра с6 посто нный, то с целью повышени быстродействи устройства как умножитель 8, так и умножитель 9 реализованы в виде посто нного запоминающего устройства (ПЗУ), на адресные входы которых поступают выходные сигналы вычитателей, т,е. операци умножени вьтолн етс таблично. Если выходной сигнал дискриминатора 13 единичный, то выходной сигнал детектора кра 5 определ етс следующим образомThe value of bj is calculated by means of the first 6 and second 7 subtractors, multiplier 8 and comparator 10. Since the sharpness coefficient of edge 6 is constant, in order to increase the speed of the device, both multiplier 8 and multiplier 9 are implemented as a permanent memory (ROM) , to the address inputs of which the output signals of the subtractors are received, i, e. the multiply operation completes the table. If the output signal of the discriminator 13 is single, then the output signal of the edge detector 5 is determined as follows
Ь. B.
l,/f(ti) -f (t;-, )(t;, ) -f (ti.2 ) ;l, / f (ti) -f (t; -,) (t ;,) -f (ti.2);
О, в противном случае,Oh otherwise
т.е. на выход детектора 5 кра поступает выходной сигнал .компаратора 11 . Вь.гходные сигналы вычитателей 6 и 7 не содержат знакового разр да результата вычитани , т,е. они соответствуют абсолютному значению разности двух чисел. Таким образом, в результате работы устройства будут выделены сегменты строк изображени с различными уровн ми ркости, концы которых соответствуют единичным значени м переменной Ъ| , Например, наthose. the output of the detector 5 edge receives the output signal of the comparator 11. The drive signals of the subtractors 6 and 7 do not contain the sign bit of the result of the subtraction, t, e. they correspond to the absolute value of the difference of two numbers. Thus, as a result of the operation of the device, segments of the image lines with different brightness levels will be selected, the ends of which correspond to single values of the variable b | For example, on
фиг, 4б точка t.fig 4b point t.
будет вьзделенаwill be allocated
5 five
00
5five
00
5 I5 I
как точка резкого перепада ркости, а точка - как точка плавного изменени ркости, т.е, негранична точка.as a point of a sharp drop in brightness, and a point as a point of smooth change in brightness, i.e., a point is unlimited.
Значение переменной aj указывает на то, вл етс ли обнаруженна точка резкого перепада ркости началом нового сегмента или концом. В случае, если край не был обнаружен с помощью детектора 5 кра , то значение переменной а; определ ет возрастание или убьшание ркости строки изображени относительно трех соседних точек . Вычислени в детекторе 5 кра и дискриминаторе 13 провод тс одновременно (параллельно), эти блоки работают в конвейерном режиме. Такой параллельно-конвейерный режим работы устройства значительно повьппает его быстродействие.The value of the variable aj indicates whether the detected abrupt drop point is the beginning of a new segment or an end. In case the edge was not detected with the 5 edge detector, then the value of the variable a; determines the increase or decrease of the luminance of the image line relative to three adjacent points. The calculations in the edge detector 5 and the discriminator 13 are carried out simultaneously (in parallel), these units operate in a conveyor mode. Such a parallel-pipeline mode of operation of the device significantly increases its speed.
00
5five
Таким образом, за счет возможности выделени краев строки изображени инвариантно к величине перепада ркости предлагаемое устройство обладает повышенным качеством (достоверностью ) сегментации изображений, так как задаетс только предельный коэффициент резкости кра . Введение медианного фильтра позвол ет повысить помехоустойчивость устройства и при этом не снизить достоверность сегментации , так как медианный фильтр не .сглаживает резкие перепады ркости. Параллельно-конвейерна организаци Thus, due to the possibility of separating the edges of the image line invariant to the magnitude of the difference in brightness, the proposed device has an increased quality (reliability) of image segmentation, since only the marginal sharpness coefficient is specified. The introduction of a median filter allows to increase the noise immunity of the device and at the same time does not reduce the segmentation reliability, since the median filter does not smooth out sharp differences in brightness. Parallel conveyor organization
вьмислений в устройстве дает возможность проводить сегментацию телевизионных изображений в реальном масштабе времени.Immersion in the device makes it possible to segmentation of television images in real time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU854011243A SU1305735A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Device for correcting television pictures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU854011243A SU1305735A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Device for correcting television pictures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1305735A1 true SU1305735A1 (en) | 1987-04-23 |
Family
ID=21217609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU854011243A SU1305735A1 (en) | 1985-12-17 | 1985-12-17 | Device for correcting television pictures |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1305735A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551895C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Device for pulse image registration |
-
1985
- 1985-12-17 SU SU854011243A patent/SU1305735A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1182551, кл. G 06 К 9/36, 1985, Патент CIUA № 4074231 , кл. G 06 К 9/12, 1978. Патент US № 4442544, кл. G 06 К 9/00, 1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551895C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Device for pulse image registration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3254272B2 (en) | Apparatus and method for determining background level of an image | |
US4682230A (en) | Adaptive median filter system | |
US4896364A (en) | Method of detecting boundary structures in a video signal | |
KR0153273B1 (en) | Determination of sequential positions of video fields derived from film | |
EP0041400A1 (en) | Multi-resolution image signal processing apparatus and method | |
SU1305735A1 (en) | Device for correcting television pictures | |
US5245677A (en) | Directional running average segmentation | |
US4509180A (en) | Method and an apparatus for correcting distortion of binary received signals | |
GB2047052A (en) | Synchronizing a quadphase receiver | |
EP0044402A1 (en) | Synchronization system for digital data | |
US7576894B2 (en) | Device and method for sharpening image signal | |
US4567519A (en) | Process for the adaptative coding and the decoding of a television picture and devices for performing this process | |
US5218437A (en) | Signal separator for separating teletext bit sequences from a broadcast television signal | |
SU1737470A1 (en) | Device for selecting images of point objects | |
JPS62113002A (en) | Image processing apparatus provided with specimen arrival detecting function | |
RU2090929C1 (en) | Method for discriminating presence bits to identify entity | |
USRE32945E (en) | Synchronization system for digital data | |
SU1755307A1 (en) | Device for correcting television image | |
SU1226500A1 (en) | Device for processing object images | |
SU1541639A1 (en) | Device for correcting of images of objects | |
SU1295427A1 (en) | Device for processing object images | |
JPS6211984A (en) | Picture binary coding system | |
SU1096667A1 (en) | Method of conversion of analog signals | |
SU1267452A1 (en) | Device for correcting object pictures | |
SU1529262A1 (en) | Device for processing images of objects |