Устройство для фильтрации телевизионных изображений

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1700 1) Н 04 И 5/1 ститут о СССР 1987,АЦИИ ТЕЛЕадиотехи моньшени сигналаЦельюие точиг. 1 ГОСУДАРСТВЕИКЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕКИЯМ И ОЧНРЫТПРИ ГКНТ ССО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРВИЗИОННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относитсянике и вычислительной технижет быть использовано для ууровня случайных помех видетелевизионного изображенияизобретения является повыше ности фильтрации. Устройство дляфильтрации телевизионных изображенийсодержит датчик аналогового видеосигнала 1,.аналого-цифровой преобразователь 2 цепи 3 - 5, состоящие каждая из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет 6,два блока задержки на строку 7 и 8,три блока вычисления статистическиххарактеристик 9 - 11, три блока памяти весовых коэффициентов 12 - 14,К-разрядный блок постоянной памяти15 и двухразрядный регистр 16, При ре-ализации медианной фильтрации устройство позволяет уменьшить уровень случайного шума в изображении, не сгла- адив угловые фрагменты краев изображен- Е,ных объектов. 6 пл, 1700763Изобретение относится к областирадиотехники и вычислительной тех.ники и может быть использовано дляуменьшения уровня случайных помех видеосигнала телевизионного изображения.Целью изобретения является повышение точности фильтрации.На фиг.1 приведена блок-схема устройства для фильтрации телевизионныхизображений; на фиг.2 - структурнаясхема блока вычисления статистических характеристик; на Фиг.З и 4 -блок-схемы компараторной и суммирующей ячеек, входящих в блок вычисления статистических характеристик;на фиг.5 и 6 - изображения угловогофрагмента и временные диаграммысигналов на блоках задержки.Устройство для Фильтрации телевизионных изображений содержит датчик1 аналогового видеосигнала, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 2,первую 3, вторую 4 и третью 5 цепи,каждая состоит из трех последовательно соединенных блоков 6 задержки наотсчет, два блока 7 и 8 задержки настроку, три блока 9 - 11 вычислениястатистических характеристик, триблока 12 - 14 памяти весовых коэффициентов,К-разрядный блок 15 постояннойпамяти 15, двухразрядный регистр16, генератор тактовых импульсов(ГТИ).Блок вычисления статистических ха-,рактеристик содержит три компараторные ячейки 17 - 19, три блока 20 -22 задержки, три суммирующих ячейки ..23 - 25.Компараторная ячейка содержит компаратор 26, два коммутатора 27 и 28два регистра-Фиксатора 29 и 30.Суюарующая ячейка содержит дваэлемента И 31 и 32, сумматор 33 ирегистр 34.Устройство для фильтрации телевизионных изображений работает следующим образом,От датчика 1 аналогового видеосигнала сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2,который преобразует входной видео-,сигнал в цифровую форму. Два блока,7 и 8 задержки на строку и три цепи3 - 5, каждая состоит из трех последовательносоединенных блоков 6 заФдержки на отсчет, предназначены длявыделения в каждом такте работы10 15 20 25 устройства локальной области (окна) изображения размерами ЗхЗ элементов изображения. При этом блоки 6 задержки на отсчет реализуются в виде регистров, и с их выходов двоичные коды элементов изображения поступаютна соответствующие входы блоков 9- 11 вычисления статистических характеристик в каждом такте работы устройства, Когда устройство работаетв режиме медианной фильтрации видеосигнала телевизионного изображения, то кажцый из блоков вычисления определяет значение медианы трех чисел путем сортировки трех чисел и их последующего суммирования с соответствующими весовыми коэффициентами, равными нулю или единице. Их значения подбираются таким образом, чтобы на. выходе соответствующего блока вычисления получить значение медианы трех чисел. Значения весовых коэффициентов поступают на входы управления блоков вычисления статистических характеристик по соответствующим линиям шины управления, Каждый из блоков вычисления работает в параллельно-конвейерном режиме. Дляобеспечения конвейерного режима всостав компараторных н суммирующихячеек этих блоков входят регистрыФиксаторы промежуточных результатов. С выхода третьего блока 11 вычисления статистических характеристик ЗО 35 код результата медианной фильтрациипоступает на Кадресных входа блока 15 постоянной памяти, На последниедва адресных входа К) и К) бло"ка 15 постоянной памяти поступает свыхода двухразрядного регистра 16код 00. При этом блок 15 постояннойпамяти предварительно программируется таким образом что в данном случае считываемый код на информационном его выходе совпадает с (К)-мяразрядами адресного входа, т.е, навыходе блока 15 постоянной памятиимеется результат медианной фильтрацииеВ случае, когда устройство осуществляет сглаживание изображения,в двухразрядном регистре 16 записандвухраэрядный код, не равный ОО.Тогда в блоке 15 постоянной памяти 55 таблично реализуется операция деления полученной суммы на выходе третьего блока 11 вычисления статистических характеристик на постоянный коэффициент, который задается путем программирования блока 15 постоянной памяти и записи соответствующего кода в двухразрядный регистр 16, Значение этого постоянного коэффициента равно сумме всех весовых коэффициентов, которые с выходов блоков 12 и 14 памяти весовых коэффициентов поступают на входы управления блоков 9 - 11 вычисления статистических характеристик. Каждый иэ весовых коэффициентов принимает значение "О" илит.е. является одноразрядным числом5Устройство в целом и его составные блоки работают в параллельно-конвейерном режиме, что позволяет фильтровать телевизионное изображение в реальном времени, т.е. в темпе телевизионной развертки.В случае реализации медианной фильтрации устройство имеет преимуще ство, заключающееся в уменьшении уровня случайного шума в изображении, и 25 при этом не происходит искажения самого исходного изображения за счет отсутствия сглаживания угловых фрагментов краев изображаемых объектов.Это значительно повышает качество фильтрации телевизионного изображения.Формула изо брет енияУстройство для фильтрации телевизионных изображений, содержащее по 35 следовательно соединенные датчик аналогового видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цепь иэ трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, а также два блока задержки на строку два бло.=. ка памяти весовых коэффициентов и генератор тактовых импульсов.(ГТИ), выход которого соединен с входами 45 синхронизации АЦП, блоков задержки на отсчет, блоков задержки на строку и двух блоков памяти весовых коэффициентов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены вторая итретья цепи из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, три: блока вычисления статистических характеристик, К-разрядный блок постоянной памяти, третий блок55 памяти весовых коэффициентов и двухразрядный регистр, при этом выход первой цепи иэ трех последовательно соединенных блоков задержкина отсчет через первый блок задержки на строку соединен с входом второйцепи изтрех последавательно соединенных блоков задержки на отсчетвыход которой через второй блок задержки на строку соединен с входомтретьей цепи из трех последовательно соединенных блоков задержки на отсчет, выход второго блока задержки наотсчет из. первой цепи соединен спервым входом первого блока вычисления статистических характеристик,выход первого блока задержки на отсчет иэ второй цепи соединен с первымвходом второго блока вычисления статистических характеристик, выход второго блока задержки на отсчет из второй цепи соединен с вторыми входами первого и второго блоков вычисления статистических характеристик ипервым входом третьего блока вычисления статистических характеристик, вы"ход второго блока задержки на отсчетиз третьей цепи соединен с третьимвходом первого блока вычисления статистических характеристик, выходтретьего блока задержки на отсчет извторой цепи соединен с третьим входом второго блока вычисления статистических характеристик, выходы первого и второго блоков вычисления статистических характеристик соединенысоответственно с вторым и третьимвходами третьего блока вычислениястатистических характеристик, групповой выход третьего блока вычислениястатистических характеристик соединен с (К)-ми адресными входамиК-разрядного блока постоянной памяти,групповые выходы первого, второго итретьего блоков памяти весовых коэффициентов соединены соответственно сгрупповыми входами первого, второгои третьего блоков вычисления статистических характеристик, групповой выход двухразрядного регистра соединенс (К)-ми адресными входами К-разрядного блока постоянной памяти, выход ГТИ подключен к входам синхронизации трех блоков вычисления статистических характеристик, К-разрядногоблока постоянной памяти, третьегоблока памяти весовых коэффициентов идвухраэрядного регистра, 170076317007 б 3 г.5ТИ анатчиков остави р Л.Обручар бкова ед Д,ол Редакто оизводственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина ЗакаВНИИПИ 78 Тираз ПодписноеВосударствеяного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5