SU1478377A1

SU1478377A1 - Адаптивный пространственный фильтр

Info

Publication number: SU1478377A1
Application number: SU874216155A
Authority: SU
Inventors: Василий Семенович Иванов; Лев Васильевич Максимов; Михаил Алексеевич Фролов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1335
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1989-05-07

Abstract

Изобретение относитс к технике телевидени и может быть использовано дл фильтрации видеосигнала путем выделени контуров объекта на сложном фоне. Цель изобретени - повышение точности фильтрации. Адаптивный пространственный фильтр содержит блок 1 формировани фрагмента изображени , анализатор 2 фрагмента изображени , коммутатор 3, первый 6 и второй 7 синхронизирующие входы. Дл достижени цели введены дифференцирующий блок 4, содержащий два коммутатора и три сумматора, а также блок 5 определени ориентации контура, содержащий два блока посто нной пам ти и блок совпадени . На выходе фильтра могут иметь место или сигнал средней ркости, что соответствует режиму низкочастотной фильтрации, следовательно, происходит сглаживание импульсных помех на гладких участках изображени , или сигнал, равный сумме текущего элемента X_O и второй производной, вычисленной по окрестности 3^.3 элемента, соответствующей решающей апертуре, если контур обнаружен и его ориентаци достоверно определена блоком 5. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Јь 1

00 СО

J

фиг.1

Изобретение относитс к технике телевидени и может быть использовано дл фильтрации видеосигнала путем выделени контуров объекта на сложном фоне.

Цель изобретени - повышение точности фильтрации..

На фиг.1 представлена электрическа структурна схема адаптивного пространственного фильтра;на фиг.2 - то Же, анализатора фрагмента изображени и блока определени ориентации контура; на фиг.З - то же, дифференцирующего блока; на фиг.4 и 5 - диаграммы, по сн ющие работу устройства .

Адаптивный пространственный фильт содержит блок 1 формировани фрагмента изображени , анализатор 2 фрагмента изображени , коммутатор 3, дифференцирующий блок 4, блок 5 определени ориентации контура, первый 6 и второй 7 синхронизирующие входы.

Анализатор 2 фрагмента изображени (фиг.2) содержит блок 8 определени средней ркости, вычислитепь- ный блок 9, компаратор 10, блок 11 элементов НЕ, первый 12 и второй 13 блоки элементов И, вход 14 задани порога.

Блок 5 определени ориентации контура (фиг.2) содержит первый 15 и вт второй 16 блоки посто нной пам ти, блок 17 совпадени .

Дифференцирующий блок 4 (фиг.З) содержит первый 18 к второй 19 коммутаторы , первый 20, второй 21 и третий 22 сумматоры.

Адаптивный пространственный фильт работает следующим образом.

Отсчеты видеосигнала телевизионного изображени в виде параллельного двоичного восьмиразр дного кода поступают на вход блока 1, назначение которого - сформировать управл ющую и решающую апертуры, т.е. обеспечить одновременное присутствие на выходах блока 1 текущего элемента X Р и его окрестности (фиг.4). Отсчеты, соответствующие управл ющей апертуре, по- 50 дес ть сигналов логической маски,соступают на вход анализатора 2. Часть ответствующие зонам Д 1 дл первого

блока 15 и соответствующие зонам Л i второго блока 16 (фиг.5). Перва из четырех зон имеет на адресных вхо- 55 дах значени элементов логической маски, соответствующие зоне Л., дл ориентации 0-180(элементы У6, У10 У24,У1,У23,У8,У22,У7, У21. и У20) Если восемь из дес ти элементов

отсчетов, соответствующа решающей апертуре, поступает на вход дифференцирующего блока 4. Работа блока 1 синхронизируетс последовательностью С,, поступающей на первый синхронизирующих вход 6 и представл ющей собой меандр с частотой дискретизации , формируемой общим синхрогенератором телевизионной системы,в состав которой входит предлагаемый фильтр.

Анализатор 2 фрагмента изображени в блоке 8 вычисл ет среднюю ркость в пределах управл ющей апертуры . Блок 8 может быть реализован на базе сумматоров, выполн ющих попарно-последовательное суммирование

0 сигналов 24-х элементов управл ющей апертуры.

Анализатор 2 формирует две логических маски, перва из которых представл ют совокупность единиц дл от5 счетов апертуры, величина которых больше уровн средней ркости на величину устанавливаемого на входе 14 порога и совокупность нулей дл остальных отсчетов. Втора маска пред0 ставл ет собой совокупность единиц дл отсчетов апертуры, величина ко- )торых меньше уровн средней ркости на величину и совокупность нулей дл остальных отсчетов.

5 Вычислительный блок 9 определ ет модуль разности и между отсчетами апертуры и средней ркостью и знаки этих разностей. Компаратор 10 сравнивает величины и с порогом, уста0 позленным на входе 14, а на его выходах по вл ютс значение 1 дл тех отсчетов, значение и которых превышает величину порога. Выходные сигналы компаратора 10 подаютс на

входы первого 12 и второго 13 блоков элементов И, на другие входы которых подаетс в противофазе сигнал знака и, с выхода вычислительного блока 9. Таким образом, на выходе второго блока 13 по вл етс сигнал первой логической маски, на выходе второго блока 12 - сигнал второй логической маски.

Сигналы первой и второй логиче- 5 ских масок поступают на входы соответственно первого 15 и второго 16 блоков посто нной пам ти, каждый из которых содержит четыре зоны,на входы каждой из которых поступают

0

этой зоны имеют значение 1, то на выходе первой зоны будет значение О..Если условие 8 из 10 не выполн етс , то на выходе зоны будет 1 . Втора зона имеет на адресных входах значени элементов логической маски, соответствующие зоне Д, но с ориентацией 45-225°,треть - 90-180° и т.д. Таким образом, в зависимости от ориентации контура на выходе первого блока 15 будет комбинаци в виде четырехразр дного кода, причем ориентации 0-180° соответствует комбинаци 0001, ориентации 45-225° 0010, ориентации 90-270° - 0100 ориентации 135-315 - 1000. Работа второго блока 16 аналогична работе первого блока 15,но дл зон Д2. Условие 8-из 10 выбрано по результатам эксперимента по выделению контуров малоконтрастных изображений. Если условие не менее чем 8 из 10 ни в одной зоне не выполн етс или блок 17 совпадени получает разные сигналы на входах, то принимаетс решение об отсутствии контура в данной апертуре, что отражаетс комбинацией 1111 на выходе блока 17. Его выход вл етс управл ющим дл первого 18 и второго 19 коммутаторов дифференцирующего блока 4. На блок 17 совпадени подаетс сигнал синхронизации С,, который разрешает выдачу сигнала управлени только во врем второй половины интервала .дискретизации, т.е. после окончани переходных процессов в анализаторе 2 и блоке 5.

Дифференцирующий блок 4, получив от блока 5 сигнал, отражающий ориентацию контура в пределах управл ющей апертуры (а значит и решающей апертуры, так как центры апертур совпадают), суммирует элементы решающей апер. уры, расположенные по обеим сторонам от обнаруженного контура , производит операцию пространственного дифференцировани путем вычислени значени второй производной сигнала в конечных разност х и складывает полученную величину с значением текущего элемента Х0.

v+ X,

:

+ 2 X,

- 4- Т + х0 з х

--f Ј,,, Г в,,).

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Таким образом, производитс усиление текущего значени Х0 значением второй производной сигнала, вычисленной в апертуре 3x3 элемента в направлении, перпендикул рном предварительном обнаруженному контуру. Выбор элементов В,- решающей апертуры дл формировани зон Др и дЈ этой апертуры производитс первым 18 и вторым 19 коммутаторами, на информационные входы которых подаютс сигналы, соответствующие элементам решающей апертуры, а на управл ющие входы подаетс сигнал, отражающий ориентацию контура (или его отсутствие).

На вход коммутатора 3 поступает -значение средней ркостл управл ющей апературы и значение к + Х0, вычисленной первым 20, вторым 21 и третьем 22 сумматорами. Если ориентаци контура не определена или недостоверна (комбинаци 1111), сигнал указанной комбинации коммутирует на выход адаптивного пространственного фильтра значение средней ркости, а не значение v+ XQ.

Таким образом, на выходе фильтра могут иметь место или сигнал средней ркости (если контур в данной аиературе не обнаружен),что соответствует режиму низкочастотной фильтрации , следовательно, происходит сглаживание импульсных помех на гладких участках изображени , или сигнал, равный сумме текущего элемента Х0 и второй производной, вычисленной по окрестности 3x3 элемента , соответствующей решающей апертуре , если контур обнаружен и его ориентаци достоверно определена блоком 5.

Claims

1. Адаптивный пространственный

фильтр, содержащий блок формировани фрагмента изображени , сигнальный вход которого вл етс сигнальным входом адаптивного пространственного фильтра, анализатор фрагмента изображени и коммутатор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности фильтрации, введены блок определени ориентации контура, первый и второй сигнальные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами анализатора фрагмента изображени , а синхронизирующий вход объединен с синхронизирующим входом блока формировани фрагмента изображени и вл етс первым синхронизирующим входом адаптивного пространственного фильтра, ,а также дифференцирующий блок, первый сигнальный вход которого объединен с первым входом коммутатора и соединен с выходом блока определени ориентации, второй сигнальный вход соединен с первым выходом блока формировани фрагмента изображени , третий сигнальный вход объединен с первым входом анализатора фрагмента изо- изображени и соединен с вторым выходом блока формировани фрагмента изображени , синхронизирующий вход вл етс вторым синхронизирующим входом адаптивного пространственного фильтра , а выход соединен с вторым входом коммутатора, третий вход которого соединен с третьим выходом анализатора фрагмента изображени , а выход вл етс выходом адаптивного пространственного фильтра, при этом второй вход анализатора фрагмента изображени соединен с третьим выходом блока формировани фрагмента изображени .

2, Устройство по п.1, отличающеес тем, что анализатор фрагмента изображени выполнен в виде последовательно соединенных блока определени средней ркости, вычислительного блока, первый и второй входы которого объединены соответственно с первым и вторым входами блока определени средней ркости и вл ютс первым и вторым входами анализатора фрагмента изображени , элемента НЕ и первого элемента И, выход которого вл етс первым выходом анализатора фрагмента изображе

5

0

ни , компаратора, первый вход которого соединен -с вторым выходом вычислительного блока, а второй вход вл етс входом задани порога и второго элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом вычислительного блока, второй вход объединен с вторым входом первого элемента И и соединен с выходом компаратора, а выход вл етс вторым выходом анализатора фрагмента изображени , третьим выходом которого вл етс выход блока определени средней ркости.

3.Устройство по п.1, отличающеес тем, что блок определени ориентации контура содержит первый и второй блоки посто нной пам ти , входы которых вл ютс соответственно первым и вторым сигнальными входами блока определени ориентации контура, а также блок совпадени , первый и второй сигнальные входы которого соединены с выходами соот5 ветственно первого и второго блоков посто нной пам ти, а синхронизирующий вход и выход вл ютс соответственно синхронизирующим входом и выходом блока определени ориентации контура.

4.Устройство по п.1, отличающеес тем, что дифференцирующий блок содержит последовательно соединенные первый коммутатор, первый сумматор и второй сумматор, вто5 рой вход которого вл етс вторым сигнальным входом дифференцирующего блока, синхронизирующий вход вл етс синхронизирующим входом дифференцирующего блока, а выход вл етс выходом дифференцирующего блока, последовательно соединенные второй коммутатор, сигнальный вход которого объединен с сигнальным входом первого коммутатора и вл етс третьим

5 сигнальным входом дифференцирующего блока, а управл ющий вход объединен с управл ющим входом первого коммутатора и вл етс первым сигнальным входом дифференцирующего блока, и третий сумматор, выход которого соединен с третьим сигнальным входом второго сумматора.

0

Фаг.з

Фиг А

А,

К

ггу

л

г Фиг.5

135