Устройство для коррекции изображений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В Я 06 К 90 ЕНИ РРЕКЦИИнт забинароды кока син 1"ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР А 8 ТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский ордена Трудов Красного Знамени инженерно-Фи институт(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КО И 1 ОБРАЖЕНИй, содержащее элеме держки, блоки ввода и вывода ного изображения, тактовые вх торых подключены к выходу бло хронизации, и элемент И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . расширения области применения путем Я 01 5 5 А обеспечения возможности удаления на бинарном изображении шумов в виде пятин и линий, в него введены последовательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включенные блоки расфокусировки би" нарного изображения, вход первого блока цифровой Фильтрации соединен, с выходом блока ввода бинарного изображения, выход последнего блока цифровой Фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображения, выходы элемента задержки и последнего блока расфокусировки бинарного иэображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока вывода бинарного изображения, а.тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с выходом блока синхронизации.1059585 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждыйблок цифровой фильтрации содержитпоследовательно соединенные первыйэлемент задержки на (И) тактов,второй и третий однотактовые элементы задержки и четвертый элемент задержки на и - 1 тактов, а такжеэлемент И, входы которого подключенык входу пер."ого элемента задержки,который является входом блока, выхо-дом первого и четвертого элементовзадержки на И - 11 тактов и выходоввторого и третьего однотактовых эле-,ментов задержки, причем выход элемента И является выходом блока,3. Устройство.по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждый 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано автономно или всоставе специализированных вычислительных систем для" удаления на бинарных иэображениях шума в виде отдель 5.ных точек, пятен и тонких линий.Известно устройство для коррекцииизображений в условиях воздействияшумов, содержащее шесть однотактовыхэлементов задержки, две линии задерж, 10ки на п тактов где й - числоотсчетов в строке матрицы отсчетовизображения), блок постоянной памятйсоединенный с элементами задержки, иэлемент И 11,15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для коррекции изображенийв условиях воздействия шумов, которое входит в состав системы предварительной обработки и выделения осо"бенностей для распознавания знакови содержащее блок ввода бинарногоизображения, шесть однотактовых элементов задержки и два элемента задержки на - 2) тактов, которыесоединены последовательно так, чтомежду двумя однотактовыми элементами задержки включен один элементзадержки на й - 21 тактов, логический,блок, блок вывода бинарного изобра- ,30жения, элементы И, ИЛИ и блок синхронизации 21,Недостатком известных устройствявляется ограниченная область применения, поскольку эти устройства уда 35ляют шум только в виде одноклеточныхточек и не удаляют шум в виде болеекрупных пятен и линий, толщина которых меньше установленной величины,блок расфокусировки бинарного изображения содержит последовательно соединенные первый и второй однотактовыеэлементы :задержки, третий элементзадержки на - 2) тактов, четвертыйи пятый однотактовые элементы задержки, шестой элемент задержки на и)тактов,седьмой и восьмой однотактовыеэлементы задержки, а также элементИЛИ, входы которого подключены к входу первого однотактового элемета зац ер ки, который является входрм блока, выходам всех однотактовых элементов задержки и выходам элементов задержки. нап -2) тактов, причем выход элементаИЛИ является выходом блока. 2что особенно актуально, когда исходНое.изображение дискретируется с высокой частотой и получающаяся матрица отсчетов имеет большие линейные размеры 10 10 и более отсчетов,Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения воэможности удалять на бинарном изображении шумы в виде пятен и линий.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для коррекции иэоб" ражений, содержащее элемент задержки, блоки ввода и вывода бинарного изображения, тактовые входы которых подключены к выходу блока синхронизации, и элемент И, введены последовательно соединенные блоки цифровой фильтрации и последовательно включеные блоки расфокусировки бинарного изображения, вход первого блока цифровой фильтрации соединен с выходом блока ввода бинарного изображения, выход последнего блока цифровой фильтрации соединен с входом первого блока расфокусировки бинарного изображения, выходы элемента задержки и последнего блокарасфокусировкн бинарного изображения соединены с входами элемента И, выход которого подключен к входу блока вывода бинарного изображения, а тактовые входы блоков цифровой фильтрации и расфокусировки бинарного изображения соединены с вйходом блока синхронизации.Каждый из блоков цифровой фильтрации содержит последовательно соединенные первый элемент задержки на л - 1) тактов, два однотактовых элемента задержки и четвертый элемент задержки на (И - 1) тактов, а такжеможет быть выполза щ шагов с поС;.С (Ф;с) 4где- отсчеты выходного обработанного бинарного изображения,элемент И, входы которого подключены Операция 2)к входу первого элемента задержкй, нена рекуррентнокоторый является входом блока, выхо- мощью операциидам первого и четвертого элементовзадержки на (и в . 1) тактов .и выходамс,:Ц цЬ 1 ( )второго и третьего однотактовых эле4 ментов задержки, причем выход элемен- , рта И является выходом блока цифровой гдефильтрации, 1:О щ Сф:Ъ С,.:СКаждый из, блоков расфокусировки д "4 ф 4 Чбинарного иэображения содержит После довательно соединенные первый и вто- Применение процедуры изотропногоРой однотактовые элементы задержки сжатия изобРажения вместо горизонРтретий элемент задержки. на ( - 2) тально-вертикального привело бы к тактов, четвертый и пятый однотакто- . скажению размеров и формы нешумовые элементы задержки, шестой,элемент 5 вых фигуР бинаРного иэображения.задержки на (И - 2) тактов, седьмой На фиг. 1 представлена структур- и восьмой однотактовые элементы эа- ная схема устройства для коррекции деРжки, а также элемент ИДИ входы изобРажений в УсловиЯх воздействиЯ которого подключены к входу первого шумов; на фиг, 2 - структурная схема однотактового элемента задержки, ко- блошка цифровой фильтРации иэображеторый является входом блока, выходам н я, на фиг, 3 - структурная схема20 ивсех однотактовых элементов задержки блока Расфокусировки бинарного изоб-. и выходами элементов задержки на ражения; на фиг, 4 - пример работы (и 21 тактов, причем выход элемен- УстРойства для И =14,щ =1,та ИЛИ является выходом блока. Устройство (фиг1) содержит блок 1Структура матрицыЦ 7 пре став ввода бинаРного изобРажения, Я бло 25ляющей бинарное изображейие тако- ков 2 цифровой фильтрации, которые ва, что темным клеткам иэображения . соединены последовательно, причем соответствуют отсчеты 4 " равные 1 вход пеРвого блока 2 цифровой фильтг светлым - равные 0 и темные участки рации подключен к выходу блока 1 ввоиэображения находятся не ближе п 1 30 да бинарного иэображения, п 1 блоков 3 клеток от границ матрицы, Для удрасфокусировки бинарного изображения, ния на бинарном изображении шума в которые соединены последовательно, виде точек, пятен и тонких лчний не- причем вход первого блока 3 расфокуобходимо сначала бинарное изображе- . сировки бинаРного изображения подкл 1 оние Равномерно сжать вдоль горизон чен к выходу последнего блока 2 цифтально-вертикального направления, . Ровой фильтРации, элемент 4 задержэта процедура выполняется посредством ки на ъ (2 и + 1) тактов, вход которо- Ь-кратной рекуррентной операции цифго подключен к выходу блока 1 ввода ровой фильтрации бинарного изображения, элемент И 5,первый вход которого соединен с выъ,.=й Й ъходом последнего блока 3 расфокуси; =ф ф ф 1,ч,ъбэ ровки бинарного иэображения, второй -4 =-ц К:-1Фс выходом элемента 4 задержки наВ(2 п +1) тактов, блок 6 вывода бинаргде 1=0,а Ъ . =а Ъ =Ъ . . ного изображения, подключенный к вы%, "юй 1 411 4,ф45 ходу элемента И 5, и блок 7 синхронизации, управляющий всеми блоками устЧтобы восстановить размеры и ройства.форму нешумовых фигур на бинарном Каждый блок 2 цифровой фильтрации иэображении, необходимо затем полу- (фиг.2) содержит первый элемент 8 чившееся промежуточное изображение 50 задержки на(й) тактов, второй 9 с отсчетами Ьизотропно расфокуси- и третий 3 однотактовые элементы эаровать, что достигается выполнением держки четвертый элемент 11 задержки операции на (и - 1) тактов, соединенные послздовательно, и элемент И 12, пятьвходов которого соединены с входомпервого элемента 8 задержки на (п -1)тактов и выходами всех элементов 8-11 и оставить отсчеты с;,; совпадающие - задержки, причем входом блока 2 цифс отсчетами О, исходйого изображе-: Ровой фильтрации является вход перния, занулив остальные С . вого элемента 8 задержки на (п - 1)1)тактов , а выходом - выход элеме но; = О ;с, (3), та И 12.13 4 4 7 Каждый блок 3 расфокусировки бинарного изображения (фиг.З) содержитэлементы 13-20 задержки, которые со-,65 единевы последовательно так, чтомежду двумя однотактовыми элементами задержки включен один элемент задержки на (И) тактов, и элементИЛИ 21, девять входов которого соеди.иены с входом первого однотактовогоэлемента 13 задержки и выходами всехвосьми элементов 13-20 задержки,причем входом блока 3 расфокусировки,бинарного изображения является входпервого однотактового элемента задержки 13, а выходом - выход элемента ИЛИ 21Блок 1 ввода бинарного изображенияслужит для подачи отсчетов обрабатываемого изображения в определенномпорядке отсчет за отсчетом вдоль 15строк изображения и строка за строкой поперек строк) и выполнен в видетелевизионного сканера с дискретиэатором и пороговым устройством (непоказан) для передачи темных областей отсчетами равными 1, а светлых, -О. Блок 6 вывода бинарного изображения предназначен для выдачи отсче .тов обработанного изображения. Вкачестве блока 6 вывода бинарного . дизображения использован графическийдисплей, который визуалиэирует обра-ботанное иэображение. Блок 7 синхронизации выполнен в виде генераторатактовой частоты, величина которойопределена условиями конкретногоприменения, например, текстурой класса обрабатываемых изображений. Элементы задержки в устройстве состоятиз регистров сдвига соответствующейобщей длины 1, П - 2) илии) . Ззразрядов), в которых под воздействиемтактовой частоты от блока 7 синхронизации сдвиг осуществляется на одинразряд за такт.если предлагаемое устройство применяется в системе обработки зрительных образов и какие-то другие этапыобработки иэображений, например обнаружение линий, выделение особенностейизображения и т.п., предшествуют про цедуре удаления. шума или сопровождают ее, то в качестве блоков ввода 1и вывода 6 бинарных изображений необходимо испольэовать блок сопряжения с предыдущими или последующими 50устройствами,Устройство работает следующим образом.Отсчеты бинарного изображения, по лучаемые на выходе блока 1 ввода би-нарного изображения, подаются с частотой, определяемой блоком 7 синхронизации, на вход первого блока 2 цифровой фильтрации, в котором с помощью элементов 8 - 11 задержки выделяются соответствующие отсчеты матрицы изображения, над которыми посредством элемента И 12 выполняется операция 1), Последовательное прохождение сигнала через Ь 1 блоков 2 цифровой Фильтрации соответствует выполнению рекуррентного соотношения (1) . Затем сигнал проходит через Ф блоков 3 расфокусировки бинарного изображения, в каждом из которых с помощью элементов 13 - 20 задержки и элемента ИЛИ 21 выделяются соответствующие отсчеты матриц промежуточных иэображений и реализуется операция 41, что соответствует рекуррентному выполнению операции 2 . На входы элемента И 5 поступают сигналы с выхода последнего блока 3 расфокусировки бинарного изображения и выхода элемента 4 задержки на Ь(2 и + 1) тактов, которая согласует подачу отсчетов исходного изображения из блока 1 ввода бинарного изоб- ражения с задержками из-за прохождения сигналачерез Ф блоков 2 цифро" вой фильтрации и П блоков 3 расфокусировки изображения. Таким образом, осуществляется выполнение операции 3), в результате чего на выходе элемента И 5 образуются отсчеты обработанного бинарного иэображения, которые поступают на вход блока 6 вывода ,бинарного изображения.Коррекция изображения и удаление шума происходит в масштабе времени поступления отсчетовОбработанное иэображение (фиг.4) получается на входе блока вывода бинарного изображения с задержкой на М2 И + 1) так" тов, что связано с прохождением сигнала через элементы задержки устройства. Время обработки изображения не зависит от структуры изображения. Особенностью. реализации блоков цифро" вой фильтрации и блоков расфокусировки изорражения является. отсутствие запоминающих устройств для хранения величин отсчетов матриц изображений. Процедура обработки инвариантна положению и ориентации изображения.Таким образом, введение новых блоков и конструктивных связей позволяет расширить область применения устройства, что выражается в воэможности удалять на., бинарном изображении шумы в виде точек, многоклеточных пятен и тонких линий. С помощью предлагаемого устройства можно на бинарном изображении удалять пятна и линии, поперечные размеры которых достигают 2 щ клеток.1059585ВНИИПИ Заказ 9643/54 Тираж 706 Подписное Филиал ППП "Патентф, г.Ужгород, ул.Проектна