Устройство кодирования параметров элементов изображения

, 165883 9) 06 Е 15 62 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АТЕНТУ н(Й 04 й 5/91 2509 Я ПАРАЕНИЯислительреалиИ ГОСУДАРСТВЕН.)ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБ" :ТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(72) Нормам Деннис Рихарде (бф)(56) Патент США В 4425588, кл. Нопублик. 1984.Патент СССР по заявке М 426 06 Е 15/62, 1986.(54) УСТРОЙСТВО КОДИРОВАНМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗОБРАЖ(57) Изобретение относится к вычной технике и предназначено для ции систем виэуальнога отображения данных с сокращением избыточности хранящейся информации о параметрах элементов иэображения. Цель изобретения - повышение точности. Для достижения цели в устройство кодирования, содержащее блок 10 формирования элементов иэображения объекта 11 передачи, блок 12 фильтрации нижних частот, блок 13 децимационной фильтрации, первый и второй блоки 14 и 15 кодирования и блок 18 вычисления разности, введены последовательно соединенные блок 16 декодирования и блок 17 интерполяционной фильтрации. Это позволяет формировать разностные значения параметров элементов иэображения в блоке 18 с учетом искажений, возникающих в аналоГичных блоках в устройстве декодирования. 2 з.п.ф-лы. 6 ил,Р 1410 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для реализации систем визуального отображения данных с сокращением избыточности хранящейся информации о параметрах элементов иэображения.Цель изобретения - повышение точности,На фиг.1 - 3 показаны схемы способа кодирования и декодирования; на фиг,4 - устройство кодирования параметров элементов изображения; на фиг.5 - устройство декодирования параметров элементов изображения; на фиг.б - система отображения данных,Способ кодирования (фиг.1, прототип) состоит из этапа 1 фильтрации нижних частот, этапа 2 децимационной фильтрации, этапа 3 определения разности, этапов 4 и 5 первого и второго кодирования соответственно,Способ декодирования (фиг.2, прототип) состоит из этапов 6 и 7 второго и первого декодирования соответственно, этапа 8 интерполяционной фильтрации и этапа 9 обьединения или дополнения.Способ кодирования (фиг.3, предлагаемый) представляет собой модификацию способа кодирования прототипа и содержит упомянутые этапы 1 - 5, дополненные этапами би 8,Устройство кодирования параметров элементов иэображения (фиг.4) содержит блок 10 формирования элементов изображения объекта 11 передачи, блок 12 фильтрации нижних частот, блок 13 децимационной фильтрации, первый блок 14 кодирования, второй блок 15 кодирования, блок 16 декодирования, блок 17 интерполяционной фильтрации и блок 18 вычисления разности. Кодированные данные о параметрах элементов изображения запоминаются на запоминающей среде 19,Устройство декодирования параметров элементов изображения (фиг.5) содержит первый и второй блоки 20 и 21 декодирования, блок 22 интерполяционной фильтрации, блок 23 суммирования и блок 24 кодирования, Восстановленное изображение отображается на дисплее 25. Цифрами у линий связи (фиг.З - 5) обозначена их разрядность,Система отображения данных (фиг.6) содержит устройство 26 визуального отображения, видеогенератор 27, процессор 28, массовое запоминающее устройство 29, устройство 30 памяти программ, устройство 31 видеопамяти, клавиатуру 32, графический планшет 33, устройство 34 декодирования параметров элементов изображения, цифроаналоговые преобразователи 35 - 37, преобразователь 38 сигналов У, О, Ч (где У -составляющая яркости; О, Ч - составляющие цветности) в сигналы й, 6, В (где В, 6, В - составляющие красного, зеленого и синего цветов соответственно), шину 39, таймер 40, формирующий сигналы синхронизации на шинах 41 и 42 синхронизации, декодирующее устройство 43, системную шину 44.При восстановлении матрицы М 1 в процессе декодирования (фиг,2) происходит потеря степени точности восстановления, поскольку в процессе декодирования не участвуют фактические значения параметров элемента изображени матоицы М 2, а участвуют лишь соотве 1 ствующи; декодированные и интериолироеаннь.," значения параметров элемента изображения восстановленной матрицы М 2, Для устранения этого недостатка в устройстве реализован следущий способ кодирования,Информация в форме первой матрицы М 1 иэ 720 х 560 значений параметров элементов иэображения (Н 1), соответствующая дисплею с повышенной разрешающей способностью, на 1 этапе фильтрации нижних частот преобразуется во вторую матрицу М 2 иэ 720 х 560 значений параметров элементов изображения ( О), которые представляют изображение относительно пониженной разрешающей способности.В соответствии со способом кодирования по изобретению в схеме кодирования отсутствует вторая матрица М 2, которая используется на этапе 3 определения разности, а вместо нее используется восстановленная вторая матрица М 2, На этапе 3 определения разности происходит вычитание (элемент за элементом изображения) значений параметров восстановленной второй матрицы М 2 из первой матрицы М 1 с целью образования третьей матрицы МЗ из 720 х 560 разностных значений (01), которые кодируются на этапе первого кодирования 4 с образованием первого комплекта результирующих или конечных цифровых данных 8001 Этап 2 децимационной фильтрации отбирает каждое второе значение параметров элемента иэображения второй матрицы М 2 как по горизонтали, так и по вертикали с целью последующего образования четвертой матрицы М 4 из 360 х 280 значений параметров элемента изображения (ИО) с уменьшенной плотностью расположения элементов иэображения. Представленная четвертой матрицей М 4 информация элемента изображения относится к отображению с нормальной разрешающей способностью, Пятый этап второго кодирования5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Значение составляющей элемента изображения всех матриц М 1, М 2, М 2, МЗ и М 4 могут быть представлены обычными данными, которые прошли этап импульсно-кадовой модуляции. Первый этап 4 кодирования может осуществлять квантование и групповое кодирование, а второй этап 5 кодироваосуществляет кодирование значений параметров элемента иэображения четвертой матрицы М 4 с конечным образованием второго комплекта результирующих цифровых данных Р 002. Оба комплекта цифровых данных 6001 и 8002 могут храниться на соответ., вующей среде для хранения информации ЯМ.Чтобы образовать или вывести восстановленную вторую матрицу М 2, второй комплект цифровых данных В 002 подается на этап 6 второго декодирования, который является дополнением к этапу 5 кодирования, и образуется декодированная четвертая матрица М 4, Последняя подается на этап 8 интерполяционной фильтрации де в результате интерполяции будет восстанавливаться вторая матрица М 2 в виде матрицы М 2.Этап 8 интерполяционной фильтрации идентичен этапу 8, который используется в способе декодирования, схематическ. показанном на фиг,2, Подобным же образом и этап 6 декодирования идентичен этапу 6 декодирования, который используется в способе декодирования (фиг.2), Следовательно, по способу кодирования в соответствии с изобретением будет обязательно осуществляться этап 3 определения разности, который в качестве второй матрицы значений параметров элемента изображния, которые относятся к иэображению с низкой разрешающей способностью, использует восстановленную матрицу, которая идентична восстановленной матрице, которая впоследствии используется на этапе сложения в ходе осуществления декодирования. Следовательно, первоначальная информация элемента изображения матрицы М, которая восстанавливается в процессе осуществления способа декодирования, будет свободной от любых ошибок, вводимых на этапе 6 декодирования и на этапе 8 интерполяционной фильтрации способа декодирования.Таким образом, восстановленная первоначальная информация элемента изображения матрицы М 1 испытывает на себе возможное влияние только со стороны ошибок, которые образуются в процессе кодирования третьей матрицы МЗ значений разности. ния может осуществлять дельта-кодирование,Показанное на фиг,4 устройство кодирования содержит блок 10 формирования элементов иэображения, например видеокамеру, Блок 10 формирует матрицу М 1 из720 х 560 дискретных значений параметров элемента изображения. Каждое из этих значений элемента изображения выражается трехкомпонентными значениями, представленными Зх 8-битовыми кодами импульсно- кодовой модуляции, испо(;ьзующимиУОЧ-кодирование. Именно поэтому матрица М 1 (как и все ос альные матрицы) в устройстве кодирования состоит иэ трехдискретных субматриц, по одной на каждое значение паоаметров элемента изображения У, О и Ч. Подобное кодирование образует и выдает неуплотненные естественныеизображения или картинки по В бит в глуби ну для 256 цветов, чтобы для полноэкранного изображения требовалось Зх 8 5 ит - на ка.кдый элемент изображения или емкость запоминающего устройства должно бытьпримерно 1210 К. Устройство кодирования может выполнять уплотнение данных, что положительно сказывается на довольнозначительной экономии емкос 1 и запоминающего устройства без какого-либо ухудшения качества изображения,Коды сигнала У, О, Ч подаются в блок 12 фильтрации нижних частот, который и обеспечивает фильтрацию этих кодов сигнала, Результатом фильтрации является образование информации элемента изображения снизкой разрешающей способностью в матрице М 2 из 720 х 560 дискретных значений, параметров элемента изображения, которне все еще представлены Зх 8-битовымикодами импульсно-кодовой модуляции, использующие кодирование У, О, Ч.Коды сигналов У О Ч от блока 12 подаются в блок 13 децимационной фильтрации, в котором и происходит отфильтровывание каждого второго значения параметра элемента изображения матрицы М 2 как по горизонтали, так и по вертикали с конечным образованием информации элемента изображения с низкой разрешающей способностью в матрице М 4 из 360 х 280 значений параметров элемента изображения, которые все еще представлены Зх 8-битовыми кодами импульсно-кодовой модуляции, использующими кодирование У, О, Ч, Коды сигналов У", О". Ч" ст блока 13 подаются в блок 14 кодирования, например, дельта импульсно-кодовой модуляции ДИКМ). Результирующие или конечные коды сигналов Уг, О. Чг образуют первый комплект цифровых данных.который хранится на запоминающей среде 19. фРезультирующие или конечные коды сигналов Уг, Ог, Чг иэ блока 14 также подаются в блок 16 декодирования, который в данном случае представлен декодером ДИКМ и образует матрицу М 4 из 360 х 280 значений элемента иэображения, представленных в данном случае кодами сигнала У 1", О 1" и Ч 1". Эти коды сигнала подаются в блок 17 интерполяционной фильтрации, который может образовывать восстановленную матрицу М 2 иэ 720 х 560 значений элемента изображения, которые в данном случае представлены кодами сигналов У 1, О 1, Ч 1. Эти последние коды сигналов подаются в блок 18 вычисления разности, Блок 18 осуществляет вычитание (элемент изображения за элементом изображения) значений параметра элемента иэображения в матрице М 2 из значений параметра элемента изображения в матрице М 1. Конечным результатом этой операции будет образование матрицы МЗ из 720 х 560 значений параметров разности элемента изображения, которые все еще представлены Зх 8-битовыми кодами импульсно-кодовой модуляции, использующей кодирование У, О, Ч, Коды сигналов У", О", Ч" от блока 18 подаются в блок 15 кодирования, в котором они квантуются с конечным образованием небольшого количества квантованных значений, включая нуль, а образующиеся в результате этой операции квантованные значения подвергаются групповому кодированию. Конечные или результирующие коды сигнала Уа, Оа, Ча образуют второй комплект цифровых данных, который хранится на запоминающей среде 19.В качестве среды для хранения информации лучше всего испольэовать оптический носитель записи (например, компактный диск), который выполняет функцию постоянной памяти с целью обеспечения постоянного запоминающего устройства для цифровых данных. Перед моментом отправки на хранение необходи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 мо изменить формат цифровых данных (с помощью соответствующего устройства, которое не показано), чтобы сделать эти данные более совместимыми с требованиями и правилами хранения информации на компактных дисках,Устройство декодирования (фиг.5) и система отображения данных (фиг.б) работают аналогично описанию, приведенному в прототипе.Формула изобретения 1, Устройство кодирования параметров элементов изображения, содержащее блок формирования элементов изображения, выход которого соединен с первым информационным входом блока вычисления разности и с информацион ым входом блока фильтрации нижних частот, выход которого соединен через блок децима:,иок 1.ой фильтрации с информационным входом первого блока кодирования, выход которого является первым информационным выходом устройства, выход блока вычисления разности соединен с информационным входом второго блока кодирования, выход которого является вторым информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные блок декодирования и блок интерполяционной фильтрации, выход которого соединен с вторым информационным входом блока вычисления разности, информационный вход блока декодирования соединен с выходом первого блока кодирования.2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок децимационной фильтрации выполнен с возможностью исключения каждой второй величины параметра элемента изображения в поле изображения.3, Устройство поп.1, отл ич а ю ще ес я тем, что второй блок кодирования выполнен с возможностью кодирования групп значений разностных элементов изображений в последовательность предопределенных значений.1658830 Составитель А,Ушаковедактор А.Мотыль Техред М.Моргентал Корректор И.Муск Заказ 1725 Тираж 416 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 НТ ССС ГРоиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101