Экстраполятор видеосигнала изображения

(19) И 1) А 3(51) С 06 С 7 30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРС(56) 1. Авторскце свидетельство СССР Иф 596970, кл.С 06 С 7/30, 1976.2, Авторское свидетельство СССР по заявке В 3340080/24, кл. С 06 С 7/30, 1981 (прототип).(54)(57) ЭКСТРАПОЛЯТОР ВИДЕОСИГНАЛА ИЗОБРАЖЕНИЯ, содержащий пять линий задержки, входы которых соединены с входом экстраполятора, сумматор, два пороговых элемента, два блока вычитания, входы первого из которых соединены с выходами первой н второй линий задержки, а входы второго " с выходами третьей и четвертой линий задержки, и переключатель, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности экстраполяции, онсодержит два блока выделения модуляи элемент И, при этом выход пятойлинии задержки соединен с первым вхотдом сумматора, выход первого блокавычитания соединен с вторым входомсумматора и с входом первого блокавыделения модуля, выход которого через первый пороговый элемент соединен с первым входом элемента И, выход второго блока вычитания черезпоследовательно соединенные второйблок выделения модуля и второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента И, выход которого сое 1 инен с управляющим входом переключателя, выход пятой линии задержки ивыход сумматора соединены с информационными входами переключателя, выход которого является выходом экстраполятора.Изобретение относится к техникеобработки видеосигналов двумерныхизображений и может быть использовано в любых отраслях науки и техники, где необходимо выполнение экстраполяции или предсказания случайныхвидеосигналов двумерных изображений,наблюдаемых на фоне импульсных помех.Один из известных экстраполяторов содержит частотно-импульсныйпреобразователь, триггер, блок задерж.ки и вычитатель 11Недостатком указанного экстраполятора является низкая точностьэкстраполяции, обусловленная, вопервых, относительно небольшой помехоустойчивостью и, во-вторых, сглаживанием резких перепадов контуров)на обработанных изображениях.Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности являетсяэкстраполятор, предназначенный дляэкстраполяции сигналов, наблюдаемыхна фоне импульсных помех, Он позволяет производить экстраполяцию как 25одномерных видеосигналов, так и видеосигыалов двумерных изображений.Экстраполятор содержит ряд входныхлиний задержки, выходы которых соединены с соответствующими входами Зряда блоков вычитания, выходы которых попарно соединены с информационными входами соответствующих переключателей и элементов сравнения,выходы последних через пороговые эле. 35менты соединены с управляющими входами переключателей, вход экстраполятора и выходы переключателей соединены с входами сумматора,Принцип действия прототипа осно Ован на анализе входного сигнала на ,наличие в нем выбросов импульснойпомехи, Если такой выброс обнаружен,производится замена значения выходного сигнала соответствующего конечно разностного оператора значениеманалогичного сигнала "дублера", формируемого по сигналу, задержанномуотносительно исходного сигнала навеличину, немного превосходящую длительность выброса импульсной помехи 21Недостаток прототипа - низкаяточность экстраполяции видеосигналаизображения, наблюдаемого на фоне55импульсных помех, Это объясняетсятем, что экстраполяция элементов двумерного изображения производитсяпри использовании информации о значеннях яркостей элементов, расположенных только на текущей строке изображения, При этом не используетсяинформация о значениях яркостей элементов изображения, расположенных вокрестности экстралолируемого элемента в направлении вдоль столбца,что снижает точность экстраполяции,особенно при наличии ярко выраженныхвертикальных контуров на изображении.Цель изобретения - повышение точности экстраполяции.Указанная цель достигается тем,что экстраполятор видеосигнала изображения, содержащий пять линий задержки, входы которых соединены свходом экстраполятора, сумматор, двапороговых элемента, два блока вычитания, входы первого из которых соединены с выходами первой и второй ли.ний задержки, а входы второго - свыходами третьей и четвертой линийзадержки, и переключатель, содержитдва блока выделения модуля и элементИ, при этом выход пятой линии задержки соединен с первым входом сумматора,выход первого блока вычитания соеди-нен с вторым входом сумматора и свходом первого блока выделения модуля, выход которого через первый пороговый элемент соединен с первымвходом элемента И, выход второго блока вычитания через последовательносоединенные второй блок выделения модуля и второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента И,выход которого соединен с управляющим входом переключателя, выход пятойлинии задержки и выход сумматора соединены с информационными входами переключателя, выход которого являетсявыходом экстраполятора.На фиг. 1 представлена схема экст.раполятора; на фиг. 2 - алгоритмэкстраполяции,Экстраполятор содержит линии 1-5задержки, блоки 6 и 7 вычитания, бло.ки 8 и 9 выделения модуля, пороговыеэлементы 10 и 11, элемент И 12, сумматор 13, переключатель 14,Алгоритм экстраполяции заключается в следующем (фиг.2).Экстраполяция в точку Х производится путем анализа значений яркостейв пяти точках .А, В, С, 0 и Е. Приэтом сначала формируются два значения разностей (С-В) и (Е), которыеанализируются на наличие в формирующих их точках выбросов импульснойс -Я/-я а 77 ррка; Сгорага,с-У марта фиг. Г Э 1091 помехи, Очевидно, что если точки С,В и Е и Э приходятся на вертикальный , контур, то модуль обоих значений разностей (С-В) и (Е-Р) превысит некоторое заданное пороговое значение оп . В 5 случае же, если на из точек 0 В,С или Е будет "выбита" выбросом импульсной помехи, модуль только одной разности (той в которой присутствует выбитая точка )превысит порог бП . 1 О Укаэанная логика используется в пред. лагаемом алгоритме для принятия решения о наличии вертикального контура, либо выброса импульсной помехи, Именно, экстраполяционная оценка 15 формируется по правилу:А + (С-В), если(С-В) Л (ЕХлА, если 1 (СЧ (Е-П)с 20 где 1 и Ч - соответственно знаки логический операций И и ИЛИ.Таким образом, точки С и В предыдущей строки участвуют в формировании значения Х только в случае 25 обнаружения контура, то есть если оба значения модуля разностей 1(С-В)( и Е-П)( превысят порогов. В противном случае осуществляется обычное одномерное предсказание, которое, одна- З 0 ко, не снижает общей точности экстра поляции, так как реализуется только на гладких участках изображения. Изложенный алгоритм, таким образом, позволяет осуществить одновременную фильтрацию импульсных помех и ка 35 чественную передачу вертикальных контуров при экстраполяции,Экстраполятор работает следующим образом.Построчная развертка видеосигнала изображения с длительностью строки Тс подается на входы линий 1-5 заВНИИПИ Заказ 3082/4 Тираж 699 ПодписноеФилиал ППП "Патент",г. Ужгород. ул. Проектная,189 4держкиЛиния 1 задержки осуществляет задержку сигнала на величину 1 Т, равную интервалу экстраполяции, линия 2 задержки - на интервал Тс +ЬТ/2, линия 3 задержки - на Т-дТ/2 линиясЭ 4 задержки - на 2 Т+дТ/2,линия 5 задержки - на 2 Т- Ь Т/2. На выходе линии 1 задержки, блока 6 вычитания и блока 7 вычитания формируются значения соответственно яркости точки А, разности (С-В) и разности (Е-Э). Если модули обоих .значений разностей (С-В) и (Е), снимаемыес выходов блоков 8 и 9 выделения модуля, превысят пороговые значения(то есть произойдет обнаружение вертикального контура ), сигналы на выходе пороговых блоков 1 О и 11 будутн 1равны 1 и соответственно выходной сигнал элемента И 12 (логичес 1 п 1кая 1 ) переведет переключатель 14в состояние, при котором значениеэкстраполяционной оценки будет формироваться по формуле Х=,А+(С-В)Суммирование значений А и (С-В) осуществляется в сумматоре 13. Если жевертикальный контур не обнаружен,выходной сигнал элемента И. 2 равен11 ч0 и переключатель 14 находйтся всостоянии, при котором на выходэкстраполятора поступает значениеяркости точки А, т,е, производится одномерное предсказание.Все входящие в состав предлагаемого экстраполятора видеосигнала изобра.жения блоки являются типовыми и легковоспроизводятся на основе типовыхфункциональных элементов,Достижение положительного эффектаобусловлено уменьшением среднеквадратической ошибки экстраполяции всравнении с прототипом,