Способ передачи изображения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОциАлистическиХРЕСПУБЛИК 9 2 Г 3/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВ(56) Красильников Нвосприятия изображиэображений и ее исвязь, 1986.Дж. Гауэр. ОптиМ.: Радио и связь, 19 к способам песть: при переетизируют на ируют их декоирование элемодуляцией м, чтобы полональных элеси была равна нтенсиеностей ортогональной. Теория передачи и ий. Теория передачи ложение М,: Радио и астот Фур о ма ии 00 роц нос ГОСУДАРСТВЕ)+ЮЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) еские системы связи.89, с. 15 - 28,(54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ Применение элементарного иэображения в целях передачи телеметрической информации о различного рода нетривиальнодоступных обьектах встречает ряд сложностей, в том числе передача информации в рЕальном времени. описание множества элементов иэображения с заданными свойствами. телеметрический контроль обьекта по передаваемому иэображению,Критериями оптимального выполнения,количества процедур обработки изображения в целях передачи световой картины объекта. прежде всего считают быстродействие активизации единицы информации, быстродействие обработки элемента иэображения, в неявном виде определяемые решением задачи снижения затрат на кодирование иэображения в двоичных числах. Использование математического моделирования равновероятным распределением интенсивности элементов световой картины обьекта, протяженности элементов, блоков однородной интенсивности адаптирует количество п едур математической обработки, подоб истеме зрительной перцепции низких(57) Изобретение относится редачи изображения, Сущно даче изображения его дискр элементы или фрагменты, код дируют и синтезируют, Код ментов осуществляют интенсивности таким образо усумма интенсивностей диаг ментов матрицы по одной о или кратна полураэности и диагональных элементов по оси. 2 ил,и высоких пространс ых ч ье разложения с выдел м инф р ц в реальном времени.Обработка иэображения методом дифференциальной импульсно кодовой модуляции аналогично предлагаемому способу двумерной декорреляции, предполагает наличие алгебраического сумматора поэлементное последовательное кодирование с последующим восстановлением.Недостаток устройства кодирования ДКИМ - инерционность предсказателя в моделировании значения величины передаваемого элемента изображения. Это означает, что в информационной последовательности всегда присутствует сигнал ошибки предсказанного значения, а инерционность предсказателя не позволяет эффективно использовать информационную избыточность оптической картины.Кроме того, идеальный предсказатель не может быть реализован, значение поэле. ментной функции интенсивности равновероятно. т,е. идеальный предсказатель это генератор белого шума,(2 В аналогах технического решения поставленная цель - устранение избыточности не решена, ведь значение вычисляемой ошибки предсказания равновероятно.Таким образом, возможность устранения избыточности элементарного иэображения заключается не в вычислении ошибки предсказания значения элемента изображения, а в конечной величине инерционности предсказателя. Кроме того, избыточность элементарного изображения может быть оценена не ошибкой предсказания, ведь она же вычисляется, а значением инерционности декоррелятора элементарного иэображения, которым является "предсказатель".Цель изобретения - устранение избыточности, достигается кодированием элементов. фрагментов изображения выполняют модуляцией интенсивности каждого элемента, фрагмента изображения таким образом, чтобы. полусумма интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы элементов по одной диагонали равнялась полусумме интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы по другой диагонали, по элементам ортогональной дискретной матрицы синтезируют изображение.Элемент оптической картины, выделяемый на изображении для передачи по условию наилучшего видения, представляет собой массив элементов, фрагмент изображения.Множество элементов передаваемого изображения, в котором элементы не отличаются друг от друга дается переменной В(х), принимает константное значение В(х) - солзт,Применяя задачу о разрешении двух элементов, решенную для одномерного случая к двумерному массиву, при условии, что каждый элемент множества определен функцией интенсивности В(х) Ф сопэт решение задачи найдем выделением элементарного массива, кратного апертуре изображения. Используя допущение о равновероятном распределении интенсивности в двумерном элементарном изображении, найдем математическое ожидание В(х,у), при условии, что В(х) сопзт, В(у) сопз 1 Таким образом каждый элементарныйучасток, фрагмент, разбиение на множество, для которых справедливо В(х)сопзтможет быть задан коэффициентом двумерной интенсивности декорреляции; 5 я- Ь(х) - Ь(у) (3) Каждая элементарная апертура, описываемая множеством элементов, дается с за.данной кратностью двумерным фрагментом, разбиением, каждый из которых в свою очередь может считаться элементарным, т,е.В(х) " сопз. Кроме того каждый элемент В(х,у) может быть присвоен элементарному двумерному фрагменту. разбиению,Переходя к описанию свойств апертурыкак к совокупности свойств элементарных изображений и учитывая, что каждый элемент кратного двумерного фрагмента разбиения принадлежит данному массиву 20 элементов, для которого известна В(х, у),произведем подстановку для каждого элемента множества апертуры иэображения: В(х,у) = г (х,у) (4)25 Иэ ранее изложенного следует, что разбиение на кратные двумерные фрагменты изображения приводит к представлению множества значений В(х) синтезированной ЗО апертурой коэффициентов двумерной декорреляции е(х,у),Синтезированная декоррелированнаяапертура е может быть оценена коэффициентом эффективности кодирования элеменЗ 5 та изображения в двоичных числах. у = 1 - 092:С А(х)/1 оПА(х), (5) 40 Коэффициент плотности кодированияна один элемент изображения с учетом Р- кратного разбиения, равновероятного распределения случайной величины В(х) в интервале определения интенсивности.45 Учитывая, что в предельном случае коэффициент ортогональной декорреляции к - 0: т А 4+В 4 т э+У= 1 - 092 Х 2 4 оВП - р - 50 ге Т - множество элементов изображения, А,В - элемент частичных полусумм, слу 4чайная величина. диагональные элементы матрицы, а, Ь элемент изображения.Например значения а, Ь 2, соответстйвуют 256 уровневому квантованию интенсивности, предельный коэффициент плотности кодирования у = 0,99, При условии Р-кратных разбиений коэффициент ортогональной декорреляции е(ВР) = 0и в общем виде(7) т т;+у = 1 -Осг 2 Вр/2) оц 2 П - -Г - (8) где Р - коэффициент двумерных разбиений, кратность разбиения,Гр .- - П множество элемеюов р-кратного разбиения,В" случайная величина равномерно распределенная на интервале а, Ье: Г 1 Д +Ь На фиг.1 приведена блок-схел 4 а устройства; на фиг,2 - Р-кпдтные разбиения двумерной ортсвональной матрицей,Способ передачи изображения состоитиз следу:4 в 4 х операций: апертура изображения разбивается нд крдтные Фрагменты,элеме ты таким образом, что выполняетсяусловие определения функции двумерноиитенсивнооти В(х,у)сопи,Разбиение вьоовняют алгебраическимсумматором ортогондльных полусумм двумернои матриць: интенсивностей, модулируя разность интенсивности элементов,фрагментов, разбиения синтезирувмого,передаваемого изображенияСинтезировднндя апертура, в которойкаждому элементу изображения поставлены в соогеетствив крдгныи фрагмент. двумерный коэффициент декорреляции Г(х,у)модуляцией интенсиеносги эдеметов изобрдженив предс 4 двевет собой кодированной элементдрный фрагмент изображения,Исходное злементдрноезобрджение перекодируется с устранением, збыточностифункции интеисио ости В(х,у), а значениекаждого звейден,здбрдж ения ов ическойкартины ддется супероозицией аддитиг 4 нойсуммы козффициен 1 ов двумернои декоррелляц и.Реализуется способ на следующихсредствах.Алгебраическим сумматором можетбыть фоточувствитезьны материал, например, полупроис 4 двик при кодировании или люминесцентный экран при декодировании, который сканируе 4 ся соответственно лазерным лучом, электронным лучом электронной пушки,5 Сканирующее устройство модулируетсяпо интенсивности лазерного луча. электронного пучка, сканируемый фоточувствительный, электронночувствительный материал модулируется лазерным, электронным излу чением по фототоку, интенсивности свечения люминесцентного экрана. Свойство алгебраического суммирования, аддитивного сложения интенсивности экспозицией элементарного фрагмента экрана сохраня ется в процессах кодирования, декодирования изображения модуляцией длительности частичных экспозиций, соответственно по каждому элементу ортогональной двумерной матрицы.20 Действительно действующее значениеинтенсивности определяется аддитивной суммои экспозиций элементарного участка эк рднд длгебралческого сумматора, элемента, (:рдглента синтезируемого изображе нияАлгебраический сумматор 1 вырабатывает в: борку значении ",тенсивностей элементов фпд валентов изображения в виде сигнала Р кратного разбиения изображе- ЗО нив котооьи глответствует коэффициентудну лс с,ортогонавьной декорреляции(3):(10)сх , - б(х) - Г(у);Зб Г х,у р) - бх,р) 4(у р) (11)где р - индекс Р-кратного разбиения для двупало ного р-лассива.м ожес 4 во значений Г (х,у) двоичных 40 чисел выводится из алгебраического сумматора 1 устройством вывода 2 в виде кодированногоо изображ, ния модуляцией интенсивности каждого элемента,К; 4 дол 4 у рратному фрагменту, разбие нин) ставится в сооветс 4 вие кос 4 ффициентдвр 4 ерчо ортогональной декорреляции к(х,у), сзкисл образом, что компдратор 4 индексипуе о угловию;д,ки фрагмен изобрджения /"; (х,у),Нд рд.1 и р 3 алгебраического сумматора 1 пос гуоает сигнал уорддления в случае 55 вьо;с л ьни условия(121 для выработки си- нала правления модуляции и скднирования по син.;о;.Иии позиций сканируемого экрд д.,-.ое л ассар ое изображение в двоичнь.ф.;дх обрабвсь,вдетсв дрдивером 3алгебраического сумматора 1. Алгебраический сумматор 1 .счлсляет полусуммы диагональных элементов Ь(х,) Ь(у) Р-кратного разбиения фрагмента элементарного изображения. Компаратор 4 алгебраического сумматора 1 индексирует появление двумерной декоррляции е(х,у). В случае, если коэффициент ортогональной декорреляции 6(х,у) не отличается от нулевого, драйвер 3 алгебраического сумматора 1 увеличивает значение кратности следующего (Р+1) разбиения на единицу, процедуру разбиений на коррелированные фрагменты заканчивают. Если драйвер 3 алгебраического сумматора 1 достигает конечного значения из множества элементов двоичных чисел, совокупность процедур кодирования ссевозобновляется.Алгебраический сумматор 1 выполняет процедуру суммирования двоичных чисел в устройство вывода 2, тактируе 1 ся драйвером 3. Модуль алгебраической суммы управляется сигналом драйвера 3 до поступления сигнала декорреляции от компаратора 4.устройство вывода 2 резуль эта алгебраического суммирования в двоичных числах по сигналу вывода с драйера 3 ал е. Раического сумматора 1 последовательно и с н; рсссссо со сканирующим устройстсэсс . ди.оэсия декодирования формирует в в,.е мп, с,сированого по интенсивности изото жесия, состоящего из храсыхр:.сгмен гаГ 1 роцедур; .брабо ки элемент;эС. ссог э двумерного изображения мадрас:срусзггя.Для Р-крэ 1 ных разбиений а примере работы алгебраического сумматора в процедурахх кодирования, декодировассия слодулирующеи функции интенсивности элемесс 103 разбиения изображения,Субпрограмма 1 выполнена сса компилирующем наборе процедур обрабпски исходного произсэольного Р-кранесо блока изобраскения с заданными значениями двумерной декорреляции, ;(х,у),Субпрограмма 2 содержит частичныепроизведения, индексы соответствующие5 весовьсм коэффициентам Р-кратных разбиений.Субпрос рамма 3 демонстрирует двумерный предельный случай, описываемый равновероятным распределением случайной1 О функции интенсивности В(х,у), соответствующий значениям коэффициентов декорреляции к(х,у) ФО, г (В,С)О, В =-соп;С =- сопи,Субпрограмма 4 демонстрирует дву 15 мерный предельный случай ортогональногоР-кратноо разбиения с(х,у) = О, е (В,С)О,В =- сопя, С =- гопвт, Каждая частичная с:олусумма, разность полусумм алгебраическососумслятора определены на идентифицирован 20 ном Р-кратно л разбиении изображения в видо сэесового коэффиоиента матрицы элементас 1 зобсслжсния,Форслусса изобретения25Способ перелачи изображения путемдискретизации изображен я обьекта на :эс ес;ты или фрагменты, кодирсвания эле м.спл или фр,гментосз ссзобрлжес-ия, декоЗсс /сисселся и син 1 езс и эОбракения о т л ич ю с., и л с . эз, то, цел о устранения ссзспьсто ссэос.с.одисование злементов или фра менов иэображения осущест влясот мо дуссссс з; ссто лености каждоо элемента 35 или фр менса изобрэжения так, чтобы полусумма инте сиснос 1 сгй диагональных эле сесс 1 ов рискретизированной матрицы ; сзсл.тоэ пп одной оси бала равна или крэга полураэности ин 1 енсивностей диа Гоав сьсх элементов по осстогондльной оси,и ссо полученным элементам матрицы сигпезирукст изображение1822997 Ьг,1 озчиков Корректор Е, Па дактп Госуда ри аз 217ВНИИ СоставительТехред М,Мо Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035. Москва. Ж, Рэушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 10