Способ информационного сжатия видеосигнала и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 27 Й М Ь 3 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(7 В) Кутаев Юрий Федорович(54) СПОСОБ ИнфОИВЦИОННОГО СЖАТИЯВИДЕОСИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано всистемах технического зрения, в корреляционныхустройствах робототехнических систем и системраспознавания образцов, Целью изобретения является расширение области применения путем обработки разнополярного входного сигнала, упрощение . преобразований путем информационногосжатия при центрировании раздельно положительных и отрицательных амплитуд входного сигналаотносительно усредненных положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала соответственно и знаковой модуляции сигнала локальногопризнака получаемого при центрировании, относи(19) Ы 1 (И) 2 ОО 49 (51) 5 0 68 С 19 28 Н ОЗ Ы 7 ЗО тельно вышеуказанных усредненных амплитуд Устройство, реализующее способ информационного сжатия видиосигнала, содержит коммутаторы 12,3, дискретизатор 4, компараторы 5,6,78, элементы 9 и 10, накопители 11 и 12, блоки счета 13 и 14, элементы хранения 15 и 16, регистры 17 и 18, делители 19 и 20, блоки задержки 21 -21 элементз вычитания 22, сумматоры 24 и 25. 8 данном предложении на каждом уровне информационного сжатия сигналы общей и локальных признаков и модулированный сигнал локального признака удовлетворяют условию взаимодополняемости, позволяя точно восстанавливать задержанный исходный сигнал. Сигналы локальных признаков, формируемых устройством, могут быть использованы в задачах "точного" опознавания и точной координатной привязки сигнала, пары амплитуд общих признаков уровней могут служить для быстрого предварительного "грубого" опознавания или грубой координатной привязки. 1 зп. ф-лы, 3 ил.фей Р дискретизатора, выход второго компаратора - с информационным входом третьего блока задержки и вторым входом второго элемента И, выходом соединенного со счетным входом второго блока счета и так товым входом второго накопителя, выходом соединенного с информационным входом второго элемента хранения, выход которого соединен с первым входом второго делителя, вторым входом подключенного к выходу второго регистра, информационный вход которого подключен к выходу второго блока счета, управляющий вход третьего коммутатора, подключен к выходу третьего блока задер-.жки, а выход соединен с первым входом четвертого компаратора и вторым входом, первого сумматора, выходом соединенного, с вторым входом элемента вычитания, обь единенные вторые входы третьего и чет-, вертого компараторов подключены квыходу первого блока задержки, объеди-. . ненные тактовые входы второго и третьего блоков задержки и первый вход второго .25 И239567 К 5 бг гз элемента И подключены к тактовЬму входу устройства, обьединенные входы обнуления второго накопителя и второго блока с чета - к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход второго элемента хранения и вход записи второго регистрак входу записи устройства, первый информационный и управляющий входы первого коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами устройства, второй информационный вход первого коммутатора подключен к выходу, элемента вычитания и является первым выходом устройства, соединенные выход первого делителя и информационный вход второго коммутатора, соединенные выход второго делителя и информационный вход третьего коммутатора и выход второго сумматора являются соответственно вторым третьим и четвертым выходами устройства, второй вход первого и первый вход второго компараторов и третьи входы первого и второго делителей подключены к шине нулевого потенциала,2004933 рректор П.Гереш актор В,Трубченко Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3397, ул.Гагарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж оставител ехред М.М20 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, в корреляционных устройствах робототехнических систем и систем распознавания образов.В настоящее время актуальна проблема создания корреляционных устройств, функционирующих в реальном масштабе време-. ни, Один иэ наиболее перспективных путей ее решения состоит в информационном сжатии каждого из сравниваемых сигналов, получая их локальные и общие признаки. Общие признаки сигнала могут быть эффективно использованы в задачах приближенного опознавания или грубой координатной привязки, а локальные признаки - в задачах точнго опознавания или точной координатной привязки текущего и эталонного иэображений, При этом важно, чтобы в интересах экономии аппаратурных затрат формирование локальных и общих призна ков было более чем одного уровня информационного сжатия, но в то же время число таких уровней было конечным и относительно небольшим (менее 3 - 5), а признаки раз.ного уровня формировались однотипно и просто, в идеале - без использования алгоритмически реализуемых операций типа цифрового умножения и деления. Известна простота функциональной (аналоговой) реализации операций суммирования, вычитания, сравнения и деления (посредством резисторных цепочек) аналоговых сигналов.Поэтому выделение локальных и общих признаков целесообразно осуществлять с максимальным использованием аналоговых устройств или сред, функционально реализующих вышеуказанные операции. Кроме того, с целью достижения максимального упрощения желательно, чтобы для каждого уровня степень общности выделяемого общего признака была максимальной, т.е, данный признак был определен на всех значениях сигнала,Кроме того, для исключения потерь информации при преобразовании сигнала необходима взаимная дополнительность формируемых признаков, обеспечивающая точное восстановление исходного сигнала из совокупности сигналов признаков.Для упрощения последующей обработки выделенного сигнала локального признака целесообразно осуществление знаковой или аналогичного типа модуляции этого сигнала, заключающейся в преобразовании в сигнал с нулевым уровнем или положитель 25 30 35 40 50 55 ным или отрицательным единичными уровнями амплитуды,Для эффективной корреляционной обработки сигнала перспективен путь его информационного сжатия, в основе которого лежит выделение из сигнала посредством простейших функциональных операций взаимно дополняющих друг друга сигналов общего признака, локального признака и модулированного локального признака разного уровня при убывании амплитуды общего и локального признака с переходом к последующему уровню информационного сжатия.Известны способ знаковой дельта-модуляции и устройство для его осуществления,Информационное сжатие в известном способе заключается в формировании локальных разностей между значениями сигнала, разнесенными по времени на ранговое время задержки, и последующей знаковой модуляции каждой локальной разности.К недостаткам известного способа следует отнести отсутствие формирования общего признака и одноуровневую организацию информационного сжатия. Кроме того, большое число ранговых времен задержки (рангов) усложняет обработку, требуя осуществление процедуры отбора эффективных рангов, например, на этапе предварительного обучения.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является известный способ информационного сжатия сигнала путем его центрирования относительно средней амплитуды сигнала, полученной эа время накопления время активного уровня сигнала накопления). Данный способ применительно к сигналу, получаемму посредством разложения во времени и пространстве с периодом разложения, заключается в дискретизации сигнала по времени с периодом дискретизации и запоминании каждого дискретиэированного значения сигнала на период дискретизации, получая дискретиэированный сигнал, формирование активного уровня сигнала накопления во время активного хода периода разложения сигнала, получении суммарного сигнала с амплитудой О , равной сумме значений дискретизированного сигнала за время активного уровня сигнала накопления, и одновременном подсчете числа ипериодов дискретизации за время активного уровня сигнала накопления, полуце 2004933нии усредненного сигнала с амплитудойО /идлительностью в период разложения в качестве сигнала общего признака, задержке дискретизированного сигнала на период разложения и получении сигнала локального признака путем формированияраэностного сигнала между задержанным дискретизированным сигналом и усредненным сигналом, 10К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные функциональные возможности, ограниченную область применения исложность последующей обработки.Ограниченные функциональные воз можности следуют из того, что информационное сжатие в прототипе осуществляется только для однополярного входного сигнала, Для разнополярного входного сигнала имеет место возрастание той амплитуды сигнала локального признака, полярность которой противоположна полярности получаемого усредненного сигнала, Повторение операций способа-прототипа применительно к выделенным сигналам общего и локального признака для случая выделения данных сигналов следующего уровня нецелесообразно, так как осуществляемое в прототипе центрирование сигнала 30 локального признака относительно сигнала общего признака приводит к полному совпадению с результатом предыдущего уровня информационного сжатия.Область применения прототипа сужена 35 из-за недостаточности формирования общего признака одного уровня, например, для создания банка информационно сжатых описаний сигнала с целью его быстрого предварительного опознавания,Сложность последующей обработки возрастает в прототипе как из-за увеличения амплитуды сигнала локального признака в случае разнополярного входного сигнала, так и из-за отсутствия дальнейшего информационного сжатия сигнала локального признака путем знаковой или аналогичного типа модуляции на основе получаемой в процессе центрирования ин формации.Целью изобретения является расширение области применения путем обработки разнополярного входного сигнала и упрощение последующего преобразования пу тем информационного сжатия при центрировании отдельно как положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала относительно усредненных положительной и отрицательной амплитуд входного сигнала соответственно и знаковой модуляции сигнала локального признака, получаемого при центририровании, относительно вышеуказанных усредненных амплитуд.Предлагаемый способ информационного сжатия видеосигнала заключается в дискретизации видеосигнала по времени сзаданным периодом дискретизации и задерживания во времени каждого значения дискретизированного видеосигнала на период дискретизации, формировании активного уровня сигнала накопления во время активного хода периода разложения видеосигнала, формирования иэ дискретизированного видеосигнала за время активного уровня сигнала накопления усредненного сигнала с длительностью, равной периодуразложения видеосигнала, задержке дискретизированного видеосигнала на период разложения и формировании раэностного сигнала между задержанным видеосигналом и усредненным сигналом в качестве выходного сигнала локального признака, и. отличается от прототипа тем, что перед формированием усредненного сигнала из дискретизированного видеосигнала формируют первый сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при положительной или неположительной амплитуде дискретизированного видеосигнала соответственно, и второй сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при отрицательной или неотрицательной амплитуде дискретизированного видеосигнала, соответственно, суммируют эа время активного уровня сигнала накопления значения амплитуддискретизированного видеосигнала отдельно для первого и отдельно для второго сигналов сравнения, формируя положительный и отрицательный суммарные сигналы Ог и О ; -соответственно,иодновременно определяют числа и и и периодов дискретизации с единичным уровнем ампалитуды первого и единичным уровнем амплитуды второго сигналов сравнения соответственно, формируют положительный опорный сигнал с амплитудой О /и или нулевой амплитудой при ненулевом или+нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной паериоду разложения видеосигнала в-качестве выходного сигнала общего положительного признака, формируют отрицательный опорный сигнал с амплитудой О,"г /п или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью.55 равной периоду разложения видеосигнала вкачестве выходного сигнала общего отрицательного признака, задерживают каждый изсигналов сравнения на период разложения,а сигнал усреднения, полученный за времяактивного уровня сигнала накопления, формируют с амплитудой положительного опорного сигнала или с амплитудойотрицательного опорного сигнала или с нулевой амплитудой для единичного уровняамплитуды задержанного первого сигналасравнения или единичного уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения или для нулевого уровня амплитудызадержанного первого сигнала сравнения инулевого уровня амплитуды задержанноговторого сигнала сравнения соответственно,после формирования разностного сигналаосуществляют сравнение амплитуды разностного сигнала с амплитудами положительного и отрицательного опорных сигналов иформируют по результатам сравнения вы ходной модулированный сигнал локальногопризнака с нулевым или двумя разиаполярными уровнями амплитуды, положительныйединичный уровень амплитуды выходного.модулированного сигнала локального признака формируют при непрерывании амплитудой положительного опорного сигналаамплитуды разностного сигнала, отрицательный единичный уровень - при непревышении амплитудой разностного сигналаамплитуды отрицательного Опорного сигнала и нулевой уровень - при превышенииамплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разностного сигнала и превышении амплитудой разиастнаго сигналаамплитуды отрицательного опорного сигнаЛд,Сущность предложенного объекта-устройства заключается в следующем,Устройство для осуществления известного способа информационного сжатия,включающее дискретизатар, первые блокзадержки, накопитель, элемент хранения,элемент И, блок счета, регистр, делитель и .элемент вычитания, выход дискретизатарасоединен с информационным входом первого блока задержки и информационным входом первого накопителя, тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента И и счетному входу первого блока счета, выход первого накопителя соединен с информационным входом первого элемента хранения, выход которого соединен с первым входом первого делителя, второй вход которого подключен к выходу первого регистра. информационным входом подключеннаго к выходу первого блока счета, выход первого блока задержки соединен с первым входам элемента вычитания, выход которого является первым выходом устройства, объединенные тактовые входы дискретиэатора и первого блока задержки и первый вход первого элемента И подключены к тактовому входу устройства, объединенные входы обнуления первого накопителя и первого блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход первого элемента хранения и вход записи первого регистра подключены к входу записи устройства, и отличается от прототипа тем, что в него введены три коммутатора, четыре кампаратора, второй и третий блоки задержки, вторые элемент И, накопитель, элемент хранения, блок счета, регистр, делитель и два сумматора, объединенные информационный вход второго накопителя, первый вход первого и второй вход второго кампараторов подключены к выходу дискретизатара, выход первого компаратора соединен с вторым входом первого элемента И и информационным входом второго блока задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, выходом соединенного с первым входом первого сумматора и первым входом третьего компаратара, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, вторым входом подключенного к выходу четвертого компаратора, выход первого коммутатора соединен с информационным входом дискретизатара, выход второго кампаратара соединен с информационным входам третьего блока задержки и вторым входам второго элемента И, выходом соединенного со счетным входом второго блока счета и тактовым входом второго накопителя, выходом соединенного с информационным входом второго элемента хранения, выход которого соединен с первым входом второго делителя, вторым входом подключенного к выходу второго регистра, информационный вход которого подключен к выходу второго блока счета, управляющий вход третьего коммутатора подключен к выходу третьего блока задержки, а выход соединен с первым входом четвертого кампаратара и вторым входом первого сумматора, выходом соединенного со вторым входом элемента вычитания, объединенные вторые входы третьего и четвертого компараторов подключены к выходу первого блока задержки, объединенные тактовые входы второго и третьего блоков задержки и первый вход второго элемента И подключены ктактовому входу устройства, объединенные входы обнуления второго накопителя и второго блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход второго элемента хранения и вход записи второго регистра подключены к входу записи устройства, первый управляющий и информационный входы первого коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами устройства, второй информационный вход первого коммутатора подключен к выходу элемента вычитания и первому выходу устройства, соединенные выход первого делителя и информационный вход вторго коммутатора, соединенные выход второго делителя и информационный вход третьего коммутатора и выход второго сумматора я вляются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами устройства, причем второй вход первого и первый вход второго компараторов и третьи входы первого и второго делителей подключены к шине нулевого потенциала.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 (а) - вариант выполнения накопителя, (б) - вариант выполнения делителя и (в) - вариант выпонения.блока счета,Схема устройства включает первый- третий коммутаторы 1 - 3, дискретизатор 4, первый - четвертый компараторы 5, 6, 7, 8, первый и второй элементы И 9, 10, первый и второй накопители 11, 12, первый и второй блоки счета 13, 14, первый и второй элемен- ты хранения 15 и 16, первый и второй регистры 17 и 18, первый и второй делители 19 и 20, первый - третий блоки задержки 211- 21 з, элементы вычитания 22, шину нулевого потенциала 23, первый и второй сумматоры 24 и 25, Входы 236 и 262 являются информационным и тактовым входами устройства соответственно, а входы 26 з- соответственно входами записи, управления и обнуления. Выходы 271 - 274 являются соответственно выходами сигнала локаль. ного признака, сигнала общего положительного признака, сигнала общего отрицательного признака и модулированного сигнала локального признака.Устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом,При формировании признаков первого уровня коммутатор 1 при первом уровне сигнала на входе 264 обеспечивает прохождение на информационный вход дискретизатора 4 видеосигнала с входа 26 а при формировании признаков последующих уровней при втором уровне сигнала на входе 264 - сигнал локального признака с выхода 271.Дискретизатор 4 осуществляет выборкузначений амплитуды сигнала на своем информационном входе с периодом дискретизации, равным периоду импульсной последовательности на тактовом входе 262 (фиг,2 а), и запоминание каждого дискретизированного значения на период дискрети- .зации Тд, получая дискретиэированный видеосигнал О(т), пример которого приведен на фиг,2,б, на которой цифрами обозначены уровни амплитуды дискретизированного видеосигнала, например, кратные 10.20 Информационное сжатие видеосигнала, осуществляемое в устройстве, может быть описано следующими математическими выражениями для первого и второго сигналов сравнения Осф) и Оа(1) на выходах компараторов 5 и 6 соответственно, суммарного положительного и суммарного отрицательного сигналов О и О; на выходах элементов хранения 15 и 16 соответственно, 30 усредненного сигнала Оус(1) на выходе сумматора 24, общего положительного и общего отрицательного сигналов О г и О ; на выходах делителей 19 и 20 соответственно, 35 сигнала локального признака Ол(т) на выходе 271 и модулированного сигнала локального признака Олм(1) на выходе 274 устройства: 40 0 - приО.1=О 0 - при О (11) ) 0 1О(11) О О при О (11) (ООс 2 (11) =О при О(и) О 45 О, О - единичный и нулевой потенциоалы;3 - номер интервала дискретизации вовремя активного; например, единичного55 уровня сигнала накопления (фиг.2 в),ц е (О, Тм 3, Тн - длительность сигналанакопления,О/и при и0ОЙ - 0 при и =О2004933 О/и при и О при и =0 5 10 пителя 11 имеет амплитуду О;, а значение выходного кода блока счета 13 равно и . Аналогично, выходной сигнал накопителя 12 имеет амплитуду ОХ, а значение выходного кода блока счета 14 равно. В этот момент времени на входе записи 26 з появляется импульс записи, переписывающий выходные сигналы накопителей 11 и 12 и коды блоков счета 13 и 14 в элементы хранения 15 и 16 и регистры 17 и 18 соответственно. При этом элементы хранения 15 и 16 также могут быть реализованы на основе элементов выборки-хранения каждый.После окончания переписи на входе обнуления 26 ь устройства появляется нулевой потенциал сигнала обнуления, абнуляющий блоки счета и накопителя, Данный потенциал снимается в момент начала интервала накопления (активного уровня сигнала накопления) следующего периода разложения видеосигнала.В результате длительность выходного сигнала каждого накопителя и каждого блока счета. равна периоду разложения видеосигнала.Несмотря на то, что вход сигнала накопления на фиг.2 не показан, однако данный сигнал присутствует в неявном виде, так как согласно вышеизложенному начало активного уровня этого сигнала определяет окончание сигнала обнуления на входе 26 ь (снятие обнуляющего потенциала), а конец активного уровня сигнала накопления определяет начало активного уровня сигнала записи на входе 26 з устройства. С 1 =С+Тр,55 где и и и - числа периодов дискретизации во время активного уровня сигнала накопления, соответствующие положительным и отрицательным значениям амплитуды дискретизированного видеосигнала,1 Отс 03)ц(ч тр О ) Осй р)где Тр - период разложения видеосигнала(период кадровой или даже строчной развертки),Од (т) = 0 (11 Тр) Ор Д),О пРи О,(1) аСЙО при ОХОл(т) СЬ. Для обеспечения вышеуказанных преобразований элемент И 9 пропускает на счетный вход и тактовый вход накопителя 11 блока счета 13 импульсы тактовой последовательности для положительных амплитуд дискретизированного видеосигнала. Так как во время активного уровня сигналы накопления (на фиг.2 не показан) с блоков счета 13 и 14 и накопителей 11 и 12 снимается обнуляющий потенциал сигнала обнуления, блок счета 13 осуществляет подсчет числа периодов дискретизации с положительной амплитудой дискретизированного видеосигнала.Одновременно накопитель 11 осуществляет накапливание положительных амплитуд дискретизированного видеосигнала, Накопитель может быть выполнен по схеме аналогового накапливающего сумматора, вариант которой приведен на фиг,За, и включает сумматор 28, элементы выборки- хранения 291 и 292 и элемент задержки 30, обеспечивающий задержку сигнала на тактовом входе накопителя на половину периода дискретизации,15 20 25 30 35 40 45 50 Появление новой положительной амплитуды дискретизирванного видеосигнала на информационном входе сопровождается появлением импульса на тактовом входе и записью новой суммарной амплитуды с выхода сумматора 28 на элемент выборки-хранения 291 с поледующей перезаписью в элемент выборки-хранения 292.Таким образом, в момент времени, соответствующий окончанию активного хода сигнала накопления, выходной сигнал накоДелители 19 и 20 обеспечивают получение соответственно сигналов общего положительного и общего отрицательного признаков, амплитуды которых равны усредненной положительной и усредненной отрицательной амплитудам дискретизированного видеосигнала или нулевой амплиту- деприп =0 О;гоп при иО при и =О 10 35 п при ппгр п,р при ип,р 45 Вариант схемы делителя представлен на фиг,З,б и включает резисторный цепочечный резисторный делитель и аналоговый мультиплексор 31, подключающий к выходу 15 либо сигнал с нулевой амплитудой при нулевом значении кода с выхода регистра 17 и адресном входе мультиплексора, либо ослабленный в р раз входцвй сигнал с выхода элемента хранения 15 при значении кода на адресном входе мультиплексора, равном р, где 1 р и или 1 р и - для делителей 19 или 20 соответственно. При указанных диапазонах изменения коэффи циентоа деления р блоки счета 13 и 14 могут быть выполнены на базе обычных двоичных счетчиков, Весьма часто встречается случай, когда число градаций аналогового сигнала не превышает пгрп, и или пгрп/2, и /2. В этих случаях для упрощения делителей целесообразно уменьшение диапазона коэффициента деления р, например,и при ипгррпгр при ипгр+ В этом случае значения выходных кодов блоков счета 13 и 14 должны быть ограничены значением пгр, Вариант схемы блока счета представлен на фиг.Зв и включает 50 элемент 32, счетчик 33 с коэффициентом счета пгр и ВЯ-триггер 34. При достижении значения кода счетчика пс = пгр на выходе 35 счетчика 33 формируется сигнал установа в единичное состояние триггера 34, за прещающее дальнейший счет импульсов.Выходные сигналы делителей 19 и 20 поступают на выходы блока в качестве сигналов общего положительного и общего отрицательного признаков дискретизированного видеосигнала.Коммутатор 2 обеспечивает прохождение сигнала делителя при единичном уровне потенциала первого сигнала сравнения, задержанного в блоке задержки 212 на период разложения видеосигнала или сигнала нулевой амплитуды при нулевом уровне потенциала задержанного первого сигнала сравнения.Коммутатор 3 работает аналогично, Каждый из блоков задержки 211 - 21 з осуществляет задержку входного сигнала на период разложения видеосигнала.На выходе сумматора 24 получают усредненный сигнал Оус(т) с амплитудой О или О;г или нулевой амплитудой при единичном уровне потенциала задержанного первого сигнала сравнения или единичном уровне потенциала задержанного второго сигнала сравнения или одновременном наличии нулевых уровней потенциала обоих задержанных сигналов сравнения,На выходе элемента вычитания 22 формируется сигнал Ол(т) локального признака дискретизированного видеосигнала.Посредством компараторов 7 и 8 и сумматора 25 осуществляется знаковая модуляция сигнала Ол(с), в результате которой сигнал Олм(1) формируется с одним из трех возможных уровней амплитуды, При этом положительный единичный уровень формируется в случае формирования единичного уровня потенциала на выходе компаратора 7 при Ол(т)О, отрицательный единичный уровень - в слдучае формирования единичного уровня потенциала на выходе компараторг 8 при Ол(т) Гг и нулевой уровень - в случае формирования нулевых уровней потенциала на выходах компараторов 7 и 8 при ООл(1)О:,В отличие от ранее рассмотренного известного споеоба информационного сжатия путем знаковой дельта-модуляции 1) в заявляемсм способе не требуется знания и получения априорной информации о сигнале для правильного формирования опорных сигналов при модуляции, так как эти сигналы Ог и О;г предварительно формируются в самом способе информационного сжатия.Возможен также вариант знаковой модуляции (1), в котором формирование положительного единичного, отрицательного единичного и нулевого потенциалов нэ вы15 2004933 16 45 ходе 274 устройства в случаях Олм0;, ОлмО; и ОО0 соответственно. Однако можно показать, что при переходе к формированию сигналов общих и локальных признаков последующих уровней амплитуды указанных сигналов могут стать неубывающими.Переход к формированию сигналов признаков последующих уровней осуществляется переключением потенциала сигнала управления на входе 264. В этом случае устройство осуществляет сжатие сигнала Ол( 1) локального пРизнака пеРвого УРовнЯ, 15(1 Ъполученного. в результате информационного сжатия видеосигнала 0(1), получая сигнал Ол )(т) локального признака второго уровня, и т.д. Можно показать обязательное убывание амплитуд признаков при переходе от 20 предыдущего уровня к последующему уровню сжатия.Для пояснения на фиг.2,г-м приведены эпюры трехуровневого сжатия дискретизированного видеосигнала, представленного 25 на фиг,2 б.Формируемые на каждом уровне информационного сжатия сигналы общих и локальных признаков и модулированный сигнал локального признака удовлетворяют условию взаимодополняемости, позволяя точно восстановить задержанный исходный сигнал (при условии отсутствия шума)35 О(т-т)4 )(ч)+О) е+ц(ф)1 О 1 юФ) иО ) О(Ч(Саа О40 поэтому потери информации не происходит,Формула изобретен ия 1, Способ информационного сжатия ви-деосигнала, заключающийся в дискретиза ции видеосигнала по времени с заданным периодом дискретизации и задерживани-ем во времени каждого значения дискрети- зированного видеосигнала на период дискретизации, формировании активного уров-, 55 ня сигнала накопления во время активного . хода периода разложения видеосигнала, формировании иэ дискретизированного видеосигнала эа время активного уровня сигнала накопления усредненного сигнала длительностью, равной периоду раэложеПара амплитуд сигналов общих признаков уровней (О (1), 0; ( (О( ), 0 г ( ) ), представляют собой наиболее общие, естественные, просто формируемые признаки сигнала, инвариантные к сдвигу и повороту (в случае, когда входной видеосигнал является видеосигналов изображения) и по этой причине могут использоваться для быстрого предварительного "грубого" опознавания или грубой координатной привязки сигнала,Сигналы локальных признаков могут использоваться в задачах "точного" опознавания и точной координатной привязки сигнала.Сильное информационное сжатие исходного сигнала в сигналы общего и локальных признаков каждого уровня обеспечивает не только упрощение их последующей корреляционной обработки, но и ее высокое быстродействие.Кроме того, заявляемый способ осуществляет .многоуровневое информационное сжатие раэнополярного сигнала, обладая более широкими функциональными воэможностями относительно прототипа,Дополнительно заявляемый способ и устройство обеспечивают наилучшую фильтрацию(усреднение) аддитивного шума сигнала, чем объясняется максимальная помехоустойчивость формируемых общих признаков каждого уровня информационного сжатия.(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 1510089, кл, Н 03 М 300, 1987.2. Баклицкий В.К. и др, Методы фильтрации сигналов в корреляционных экстремальных системах навигации, М.: Радио и связь, 1986, с.116,ния видеосигнала, задержке дискретизированного видеосигнала на период разложения и формировании раэностного сигнала между задержанным видеосигналом и усредненным сигналом в качестве выходного сигнала локального признака, отличающийся тем, что перед формированием усредненного сигнала иэ дискретиэированного видеосигнала . формируют первый сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при положительной или неположительной амплитуде дискретизированного видеосигнала соответственно и второй сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплиту 17 2004933ды при отрицательной или неотрицательной амплитуде дискретизированного видеосигнала соответственно, суммируют за время активного уровня сигнала накопления значения амплитуд дискретизированного видеосигнала отдельно для первого и отдельно для второго сигнала сравнения, формируя положительный и отрицательный суммарные сигналы Ое и О соответственно и одновременно определяют числа и и п периодов дискретизации с единичным уровнем амплитуды первого и единичным уровнем амплитуды второго сигналов сравнения соответственно, формируют положительный опорйый сигнал с+ +амплитудой Ое/и или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной периоду разложения видеосигнала в качестве выходного сигнала общего положительного признака, формируют отрицательный опорный сигнал с амплитудой Ое/и или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной пери. оду разложения, в качестве выходного сигнала общего отрицательного признака, задерживают каждый из сигналов сравне-ния на период разложения видеосигнала, сигнал усреднения, полученный за время активного уровня сигнала накопления, формируют с амплитудой положительного опорного сигнала или с амплитудой отрицательного опорного сигнала, или с нулевой амплитудой для единичного уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения или единичного уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения, или для нулевого уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения и нулевого уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения соответственно, после формирования разностного сигнала осуществляют сравнение амплитуды разностного сигнала с амплитудами положительного и отрицательного опорных сигналов и формируют по результатам сравнения выходной модулированный сигнал локального признака с нулевым или двумя разнополярными уровнями амплитуды, положительный единичный уровень амплитуды выходного модулированного сигнала локального признака формируют при непревышении амплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разностного сигнала, отрицательный единичный уровень - при непревышенииамплитудой разностного сигнала амплитуды отрицательного опорного сигнала и нулевой уровень - при превышенииамплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разностного сигнала и5 превышении амплитудой разностного сигнала амплитуды отрицательного опорногосигнала,2. Устройство для информационногосжатия видеосигнала, содержащее дискретизатор, первые блок задержки, накопитель, элемент хранения, элемент И, блоксчета, регистр, делитель и элемент вычитания, выход дискретизатора соединен с информационными входами первого блоказадержки и первого накопителя, тактовыйвход которого подключен к выходу первогоэлемента И и счетному входу первого блока счета, выход первого накопителя соединен с информационным входом первогоэлемента хранения, выход которого соединен с первым входом первого делителя,второй вход которого подключен к выходупервого регистра, информационным вхо 25 дом подключенного к выходу первого блока счета, выход первого блока задержкисоединен с первым входом элемента вычитания, выход которого является первымвыходом устройства, объединенные такто 30 вые входы дискретизатора и первого блоказадержки и первый вход первого элементаИ подключены к тактовому входу устройст ва, объединенные входы обнуления первого накопителя и первого блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход первого элемента хранения и вход записи первого регистра подключены к входу записи устройства,40 отличающееся тем, что в него введены трикоммутатора, четыре компаратора, второй,и третий блоки задержки, вторые элементИ, накопитель, элемент хранения., блоксчета, регистр, делитель и два сумматора,45 объединенные информационный вход второго накопителя, первый вход первого ивторой вход второго компараторов подключены к выходу дискретизатора, выходпервого компаратора соединен с вторым50 входом первого элемента И и информационным входом второго блока задержки,,выход которого соединен с управляющимвходом второго коммутатора, выходом сое 55 диненного с первым входом первого сумматора и первым входом третьегокомпаратора, выход которого соединен спервым входом второго сумматора, вторымвходом подключенного к выходу четверто 55 го компаратора, выход первого коммутатора соединен с информационным входом