SU1320876A1 - Two-dimensional digital filter - Google Patents
Two-dimensional digital filter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1320876A1 SU1320876A1 SU864058682A SU4058682A SU1320876A1 SU 1320876 A1 SU1320876 A1 SU 1320876A1 SU 864058682 A SU864058682 A SU 864058682A SU 4058682 A SU4058682 A SU 4058682A SU 1320876 A1 SU1320876 A1 SU 1320876A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- block
- input
- output
- delay elements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Image Processing (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов изображени .The invention relates to radio engineering and can be used in digital image signal processing systems.
Цель изобретени - повышение точности фильтрации.The purpose of the invention is to improve the accuracy of filtration.
На фиг.1 представлена электрическа структурна схема двумерного цифрового фильтра; на фиг.2 - то же, блока вычислени дисперсии; на фиг.З то же, блока усреднени ; на фиг.4 - то не, блока формировани выборочной медианы; на фиг.З - то же, компара- торного модул .Figure 1 shows an electrical block diagram of a two-dimensional digital filter; Fig. 2 is the same, the dispersion calculation unit; Fig. 3 is the same, block averaging; 4, the non-block of the formation of the selective median; fig. 3 - the same, comparator module.
Двумерный цифровой фильтр (фиг,1) содержит аналогового видеосигнала датчика I, аналого-цифровой преобразователь 2, п-1 элементов задержки 3-1-3-П-1 на отсчет, первый блок 4A two-dimensional digital filter (FIG. 1) contains analog video signal of sensor I, analog-digital converter 2, p-1 delay elements 3-1-3-P-1 for counting, first block 4
13208761320876
.10.ten
5five
сигнала в реальном масштабе времени с целью уменьшени в нем уровн слу-. чайного шума. Значение результата фильтрации строк или столбцов матри- . цы дискретного изображени дл каждого отсчета вычисл етс в зависимости от г окальных свойств видеосигнала . Дл этого дл каждого отсчета изображени вычисл етс дисперси изображени по его п последовательным отсчетам (строки, а затем столбца ) и сравниваетс с заданным посто нным порогом, который предварительно записываетс в блок 10 пам ти порога. Если значение дисперсии превышает порог, то выполн етс медианна фильтраци , котора вместе с удалением шума сохран ет резкие перепады ркости. Медианна фильтраци такжеsignal in real time in order to reduce the level of tea noise. The value result of filtering rows or columns is matrix. The discrete images for each sample are calculated depending on the local properties of the video signal. For this, for each image sample, the image dispersion is calculated by its n consecutive samples (rows, and then columns) and compared with a predetermined constant threshold, which is previously recorded in the threshold memory block 10. If the variance value exceeds the threshold, then median filtering is performed, which, together with noise removal, maintains sharp differences in brightness. Median filtration also
формировани выборочной медианы, пер- хорошо удал ет импульсные помехи, вую группу из п умножителей 5-1-5-п, Если дисперси меньше заданного поропервый сумматор 6, первый блок 7 пам ти коэффициентов, первый блок 8 оценки дисперсии, первый коммутатор 9, блок 10 пам ти порога, п-1 элементов задержки 1 1-1-П-п-1 на строку, второй блок 12 формировани выборочной медианы, вторую группу из п умножителей 13-1-13-п, второй сумматор 14, второй блок 15 пам ти коэффициентов, второй блок 16 оценки дисперсии, второй коммутатор 17, генератор 18 тактовых импульсов.forming a selective median, first well removes impulse noise, a second group of n multipliers 5-1-5-n. If the variance is less than the specified semi-adder 6, first block 7 of the coefficient memory, first block 8 of the variance estimate, first switch 9, threshold memory block 10, p-1 delay elements 1 1-1-П-П-1 per line, second block 12 forming a selective median, second group of n multipliers 13-1-13-p, second adder 14, second block 15 memory coefficients, the second unit 16 dispersion estimates, the second switch 17, the generator 18 clock pulses.
Первый и второй блоки 8 и 16 оценки дисперсии (фиг.2) содержат первый И второй блоки 19-1, 19-2 усреднени , первый и второй квадраты 20-1-20-2, блок 21 вычитани , блок 22 сравне- ни , триггер 23.The first and second blocks 8 and 16 of the dispersion estimate (Fig. 2) contain the first AND second blocks 19-1, 19-2 averaging, the first and second squares 20-1-20-2, block 21 of the subtraction, block 22, the comparison, trigger 23.
Первый и второй блоки 19-1, 19-2 усреднени (фиг.З) содержат элемент задержки 24, вычитатель 25/накапливающий сумматор 26, делитель 27.The first and second blocks 19-1, 19-2 averaging (Fig. 3) contain a delay element 24, a subtractor 25 / accumulator adder 26, a divider 27.
Первый и второй блоки 4 и 12 формировани выборочной медианы (фиг,4) содержат п блоков 28-1-28-пThe first and second blocks 4 and 12 of the formation of the selective median (Fig, 4) contain n blocks 28-1-28-p
перестановки чисел, каждый из которых состоит из (п-1)/2 компараторных модулей 29-1-29-(п-1)/2 и элемента задержки 30,permutations of numbers, each of which consists of (p-1) / 2 comparator modules 29-1-29- (p-1) / 2 and a delay element 30,
Компараторный модуль (фиг.5) содержит блок 31 сравнени , первый и второй коммутаторы 32-1, 32-2.The comparator module (Fig. 5) contains a comparison unit 31, the first and second switches 32-1, 32-2.
45 От датчика 1 изображение в процессе его строчной развертки поступает на вход аналого-цифрового преобразовател 2, который преобразует входной видеосигнал в цифровую форму.45 From the sensor 1, the image in the process of line scanning it is fed to the input of analog-digital converter 2, which converts the input video signal into digital form.
50 С информационного выхода АЦП 2 и с выходов п-1 элементов задержки 3-1- З-п-1 на отсчет п последовательных отчетов строки изображени параллельно поступают на соответствующие вхоДвумерный цифровой фильтр работа- 55 первого блока 4 формировани выборной медианы и на первые входы соответствующих умножителей 5-1-5-п первой группы; В первом блоке 4 формировани выборочной медианы осует следующим образом.50 From the information output of the A / D converter 2 and from the outputs of p-1 delay elements 3-1-З-p-1, the image lines in parallel are fed to the corresponding input two-dimensional digital filter operation-55 of the first block 4 forming the selective median and to the first inputs corresponding multipliers 5-1-5-p of the first group; In the first block 4, the formation of the selective median is as follows.
Двумерный цифровой фильтр осуществл ет адаптивную фильтрацию аналогового , например, телевизионного видео1320876A two-dimensional digital filter performs adaptive filtering of analog, for example, television video. 1320876
00
5five
сигнала в реальном масштабе времени с целью уменьшени в нем уровн слу-. чайного шума. Значение результата фильтрации строк или столбцов матри- . цы дискретного изображени дл каждого отсчета вычисл етс в зависимости от г окальных свойств видеосигнала . Дл этого дл каждого отсчета изображени вычисл етс дисперси изображени по его п последовательным отсчетам (строки, а затем столбца ) и сравниваетс с заданным посто нным порогом, который предварительно записываетс в блок 10 пам ти порога. Если значение дисперсии превышает порог, то выполн етс медианна фильтраци , котора вместе с удалением шума сохран ет резкие перепады ркости. Медианна фильтраци такжеsignal in real time in order to reduce the level of tea noise. The value result of filtering rows or columns is matrix. The discrete images for each sample are calculated depending on the local properties of the video signal. For this, for each image sample, the image dispersion is calculated by its n consecutive samples (rows, and then columns) and compared with a predetermined constant threshold, which is previously recorded in the threshold memory block 10. If the variance value exceeds the threshold, then median filtering is performed, which, together with noise removal, maintains sharp differences in brightness. Median filtration also
5five
00
га, то выполн етс линейна фильтраци видеосигнала в цифровой форме. Коэффициенты импульсной характеристики линейного фильтра предварительно записываютс в первый и второй блоки 7 и 15 пам ти коэффициентов.then linear video filtering is performed in digital form. The impulse response coefficients of the linear filter are pre-recorded in the first and second blocks 7 and 15 of the coefficient memory.
Если в блок 10 пам ти порога пред-, варительно записать пороговое значение , равное нулю, то дисперси будет всегда превьш1ать это пороговое значение и предлагаемый двумерный цифровой фильтр будет осуществл ть раздельную (сначала по строкам, а затем по 5 столбцам) медианную фильтрацию изображени . Если в блок 10 пам ти поро.- га записать максимально допустимое число, то дисперси дл всех отсчетов изображени всегда будет меньшеIf a threshold value equal to zero is preliminarily recorded in threshold memory block 10, the dispersion will always exceed this threshold value and the proposed two-dimensional digital filter will perform a separate (first by row and then by 5 columns) median image filtering. If the maximum allowable number is written into the memory block 10 of poro.ca, then the dispersion for all image samples will always be less than
этого порогового значени и будет осуществл тьс раздельна линейна фильтраци изображени независимо от его локальных свойств.This threshold value will be separated into a linear image filtering, regardless of its local properties.
00
От датчика 1 изображение в процессе его строчной развертки поступает на вход аналого-цифрового преобразовател 2, который преобразует входной видеосигнал в цифровую форму.From the sensor 1, the image in the process of line scanning it is fed to the input of analog-digital converter 2, which converts the input video signal into digital form.
С информационного выхода АЦП 2 и с выходов п-1 элементов задержки 3-1- З-п-1 на отсчет п последовательных отчетов строки изображени параллельществл етс параллельно-конвейерна обменна сортировка последовательности п отсчетов строки. Посредством первого блока 8 оценки дисперсии в каждом такте работы устройства вычисл етс дисперси по п отсчетам в пределах строки изображени , В качестве оценки дисперсии принимаетс величинаFrom the information output of A / D converters 2 and from outputs n-1 of delay elements 3-1 to 3-n-1, parallel-conveyor exchange sorting of a sequence of n samples of rows is parallelized in counting n consecutive reports. By means of the first block 8, the variance estimate in each operation cycle of the device the variance is calculated from n counts within the image line. The value
d j i ix4-ui -fi-ixk-i :ifd j i ix4-ui -fi-ixk-i: if
. in ,-. J In u, J Операции возведени в квадрат реализуютс первым и вторым квадраторами 20-1, 20-2 таблично с использованием ПЗУ, Дл вычислени среднего значени по п отсчетам в пределах строки используетс первый блок 19-1 усреднени , а дл вычислени среднего значени квадратов п отсчетов в пределах строки примен етс второй блок 19-2 усреднени . Тогда в каждом такте работы фильтра на выходе блока 21 вычитани формируетс оценка дисперсии d. В первом и втором блоках усреднени 19-1, 19-2 среднее значение вычисл етс , рекурсивно,напри - мер, в первом .блоке 19-1 усреднени Х| вычисл етс на основе следующего соотношени :. in, -. J In u, J The squaring operations are implemented by the first and second quadrants 20-1, 20-2 tabulated using ROM. To calculate the average value of n counts within a line, use the first averaging block 19-1, and to calculate the average value of squares A second block 19-2 averaging is applied to the samples within the row. Then, in each filter cycle, the variance estimate d is generated at the output of the subtraction unit 21. In the first and second blocks of averaging 19-1, 19-2, the average value is calculated recursively, for example, in the first block 19-1 averaging X | is calculated based on the following relationship:
к to
где Х - отсчет строки изображени на его входе; X ц., - отсчет на выходе элемента задержки 24, который осуществл ет задержку на п отсчетов. Операци делени на п реализуетс в делителе 27, В блоке 22 сравнени осуществл етс сравнение оценки дисперсии с пороговым значением, хран щимс в блоке 10 пам ти. Если дисперси дл текущего отсчета сигнала превышает пороговое значение, то триггер 23 устанавливаетс в единичное состо ние, В этом случае реаЛь - Льwhere X is the count of the image line at its input; X c., Is the countdown at the output of delay element 24, which delays by n counts. The division by p operation is implemented in the divider 27. In the comparison block 22, the variance estimate is compared with the threshold value stored in the memory block 10. If the dispersion for the current signal reading exceeds the threshold value, then the trigger 23 is set to one, In this case,
г(х.-х,..g (x.'s, ..
),),
лизуетс одномерна медианна фильт- 5 первьй и второй сумматоры, входы которыхThe one-dimensional median filter is placed in the first and second adders whose inputs
раци строк входного изображени ,input line strings
В противном случае осуществл етс Otherwise,
линейна фильтраци строк входногоlinear filtering of input lines
изображени ,images,
С выхода первого коммутатора 9 отсчеты результата строчной адаптивной фильтрации изображени поступают на вход первого элемента задержки 11-1 на строку и второй блок .16 фор50From the output of the first switch 9, samples of the result of line adaptive filtering of the image are fed to the input of the first delay element 11-1 per line and the second block .16 for50
соединены соответственно с выходами первой и второй группы из п умножителей,о т- личающий с тем, что, с целью повыщени точности фильтрации, введены последовательно соединенные первый блок формировани выборочной медианы, входы которого соединены с входами элементов задержки на отсчет , и первый коммутатор, второйconnected, respectively, to the outputs of the first and second groups of p multipliers, which is similar to the fact that, in order to increase the filtration accuracy, the first median unit for the formation of a selective median, the inputs of which are connected to the inputs of the delay elements per count, and the first switch are introduced, second
мировани выборочной медианы. Второй 55сигнальный вход которого соединен сWorldwide selective median. The second 55 signal input of which is connected to
блок 16 вырабатывает управл ющийвыходом первого сумматора, последосигнал в зависимости от локальныхвательно соединенные второй блокblock 16 generates a control output of the first adder, a post-signal depending on the locally connected second block
свойств столбцов матрицы отсчетовформировани выборочной медианы,properties of the columns of the matrix of samples forming a median,
изображени , В первом и втором бло-входы которого соединены с входамиimages, in the first and second block inputs of which are connected to the inputs
4four
ках усреднени второго блока 16 оценки дисперсии используетс элемент задержки 24, осуществл ющий задержку на п строк изображени . Посредством второго блока 12 формировани выборочной медианы, п умножителей 13-1- 13-п второй группы, второго сумматора 14, второго блока 16 оценки дисперсии и второго коммутатора 17In averaging the second dispersion estimator 16, a delay element 24 is used, delaying n lines of the image. Through the second block 12 of the formation of the sample median, p multipliers 13-1-13 p of the second group, the second adder 14, the second dispersion estimator 16 and the second switch 17
g осуществл етс адаптивна фильтраци столбцов матрицы отсчетов изображени на выходе первого коммутатора 9, котора аналогична описанной адаптивной строчной фильтрации. Таким обра5 зом, в каждом такте работы двумерного цифрового фильтра на выходе второго коммутатора 17 формируетс очередной отсчет результата двумерной цифровой фильтрации входного изображени ,g, adaptive filtering is performed on the columns of the matrix of image samples at the output of the first switch 9, which is similar to the described adaptive line filtering. Thus, in each cycle of operation of a two-dimensional digital filter, at the output of the second switch 17, the next sample of the result of a two-dimensional digital filtering of the input image is formed,
00
5five
00
5five
00
Ф о рмула изобретени F o rmula of the invention
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864058682A SU1320876A1 (en) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Two-dimensional digital filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864058682A SU1320876A1 (en) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Two-dimensional digital filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1320876A1 true SU1320876A1 (en) | 1987-06-30 |
Family
ID=21234447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864058682A SU1320876A1 (en) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | Two-dimensional digital filter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1320876A1 (en) |
-
1986
- 1986-04-21 SU SU864058682A patent/SU1320876A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 4328426, кл. Н 01 J 40/14, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0119862B1 (en) | Solid-state color imaging apparatus | |
EP0013124B1 (en) | Digital signal processing method and apparatus | |
EP0304643B1 (en) | Improved method and apparatus for reconstructing missing color | |
EP0294956B1 (en) | Motion vector reduction in television images | |
EP0294962B1 (en) | Motion vector estimation in television images | |
EP0048569B1 (en) | Error concealment in digital television signals | |
CA1106966A (en) | Technique for separating composite video signals | |
EP0294960B1 (en) | Motion vector processing in television images | |
US4817180A (en) | Image signal filtering | |
GB2114854A (en) | Solid state cameras | |
US4314277A (en) | Input-weighted transversal filter TV ghost eliminator | |
SU1320876A1 (en) | Two-dimensional digital filter | |
US6631216B2 (en) | Image interpolation apparatus | |
JP2825482B2 (en) | Digital image signal interpolation device | |
US5349547A (en) | Bidimensional FIR filter | |
US4500913A (en) | Solid-state color image sensing device | |
EP0153861B1 (en) | Video signal delay circuit | |
WO1991018472A3 (en) | A signal processing circuit for performing a pipelined matrix multiplication upon signals from several linear sensors | |
JP3083143B6 (en) | Image signal recording device | |
JPH0733491Y2 (en) | Video signal processing filter circuit | |
EP0191468A2 (en) | An apparatus for generating a velocity error signal | |
RU1807557C (en) | Hybrid filter | |
EP0542267B1 (en) | Image scanner | |
EP0042446A1 (en) | Automatic equalizer | |
SU1474676A1 (en) | Digital filter |