SU1192164A1 - "уctpoйctbo oбpaбotkи oпtичeckиx изoбpaжehий" - Google Patents

Description

Изобретение относится к области техники обработки изображений, а бо- > лее конкретно - к устройствам, предназначенным для улучшения качества (повышения резкости) изображений 5 (например, фотографических, видеотелеграфных и т.п..), искаженных за счёт неидеальности формирующих изображение систем (например, вследствие частичной расфокусировки объек-Ю тива фотокамеры).

Цель изобретения - повышение скорости обработки оптических изобра-. жений при действии помех с неперекрывающимися спектрами. '15

На фиг. 1 изображена структурная . электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - спектры сигнала изображения и высокочастотного шума·, на фиг. 3 - вариант реа- 20 лизации БЙМС.

Устройство обработки оптических изображений содержит блок 1 сканирования, блок 2 оперативной памяти изображения, переключатель 3, фильтр 25 4 нижних частот (ФНЧ), линию 5 задержки, генератор 6 синхроимпуль- . сов, блок 7 вычитания, первый блок 8 измерения мощности сигнала (БИМС), второй блок 9 измерения мощности зд сигнала (БИМС), блок 10 деления, блок 11 памяти, перестраиваемый фильтр 12, буферный блок 13 памяти изображения, блок 14 электронно-оптического преобразования и фоторегистрации (БЭПФ), распределитель 15 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Устройство реализует, по существу, алгоритм адаптации частотной характеристики инверсного перестраиваемого фильтра.

Известно, что при заданной частотной характеристике₍искажающей' изображение линейной системы Η(ω_χ, ω^), где ω_χ, - пространственные частоты изображения по соответствующей координате , частотная характеристика инверсного пересматриваемого фильтра Н , • Ыу) определяется соотношением:

сигнала изображения и высокочастотного шума,

К- - знак комплексного сопряжения.

Таким образом, для адаптации инверсного перестраиваемого фильтра под условия обработки конкретного изображения при заданной частотной характеристике Η(ω_χ, и/ необходимо измерить величины мощности сигнала изображения Р_си и высокочастотного шума Р_щ и реализовать инверсную фильтрацию с соответствующей частотной характеристикой фильтра, определяемой формулой (1).

'При измерении значений Р_Си и Р_ш в предлагаемом устройстве используется то обстоятельство, что спектры сигнала изображения /5_си(т , ίω^)/² и высокочастотного шума /(±и>х, ίω^/² в большинстве характерных для практики случаев разйесены .на оси частот, как показано на · фиг. 2 м и 25. Именно ,в спектре сигнала изображения /5'с(1и>_х, ί υϋ^) /² (фиг. 3 т.) первая низкочастотная мода по существу соответствует собственно сигналу изображения /5_С1Д(1Ш_Х, ϊω^)/², а вторая (высокочастотная) Оигналу высокочастотных шумов.

Для разделения мощностей сигнала Р_сл и шума Р_щ в предлагаемом устройстве используется метод низкочастотной фильтрации сигнала фильтром 4 низких частот с частотой среза ш_срх, У, примерный вид частотной характеристики которого показан на фиг. 26 . Предполагается, что указанный фильтр 4 нижних частот пропускает на свой выход только спектральные компоненты /§^(ίΐΛ\, ϊιΡ^)/², которые интерпретируются как оценка . спектральных компонентов сигнала изображения. Соответственно для оценки мощности этого сигнала получаем:

• (^х +Рщ ,Р_СИ где Р_си , Р_ш ^- соответственно мощности собственно , (2)

О где ίω= (ϊοΐ_χ, 1и»₃).

Оценка мощности высокочастотного шума Р_щ (фиг. 2 ό ) формируется путем интегрирования спектральных компонент /8_ω(ίω)/ сигнала, образующегося в результате вычитания выходного

(4 з 1 сигнала фильтра 4 нижних частот из его входного сигнала:

гдеω - максимальная частота про— так пускания устройства.

После деления значений Р_сц и Р_ш определяемых соотношениями (2) и (3), величина Ρ_ω/Ρ_σι4 используется далее как адрес, вызывающий из блока 11 памяти соответствующую характеристику перестраиваемого фильтра 12Устройство обработки оптических изображений работает следующим образом.

Блок 1 сканирования осуществляет построчное, сканирование обрабатываемого изображения, преобразуя закон изменения его яркостей в построчную развертку видеосигнала .изображения. Указанный сигнал фиксируется в блоке 2. Далее переключатель 3 переводится в состояние а и по сигналу генератора 6 синхроимпульсов видеосигнала изображения считывается из блока 2 и выдается на вход фильтра 4 нижних частот и линии 5 задержки (линия 5 задержки вводится для компенсации времени задержки сигнала, вносимого ФНЧ 4). После измерения мощности выходного сигнала ФНЧ 4 в БИМС 8 (на его выходе) формируется значение оценки Р_си мощности сигнала изображения. Соответственно во втором блоке 9 измерения мощности сигнала (БИМС) с использованием разностного сигнала, образуемого в блоке 7,формируется значение мощности сигнала высокочастотного Р_щ. После формирования значения частотного вида & = ~ IРси ^в ®^локе 10 деления величина οί выдается в блок 11 памяти, где используется как адрес, по которому в перестраиваемый фильтр 12 выдается требуемый массив отсчетов оптимальной для данного отношения Р_щ/Р_си частотной характеристики

164 ₄ инверсного перестраиваемого фильтра.

Далее переключатель 3 переводится в состояние и видеосигнал развертки изображения повторно считывается из блока 2. После фильтрации в предварительно адаптированном перестраиваемом фильтре 12 указанный сигнал фиксируется в блоке 13 откуда выдается далее в БЭПФ 14 для фоторегистрации. Синхронизация работы устройства осуществляется сигналами, формируемыми генератором 6.

Все входящие в состав предлагаемого устройства блоки являются типовыми конструктивными элементами технически воспроизводимыми на уровне обычного проектирования.

Блок 1 сканирования, входящий в состав как предлагаемого устройства, так и устройства-прототипа, является типовым блоком фотоэлектронного преобразования закона измерения яркостей изображения в видеосигнал его построчной развертки.

Блок 2 оперативной памяти изображения и буферный блок 13 памяти изображения - типовые запоминающие, блоки сигнала изображения (либо цифрового сигнала изображения в случае цифровой реализации устройства) на один кадр.

БЭПФ 14 - стандартный фототелеграфный приемник, серийно выпускаемый отечественной' промышленностью.

Перестраиваемый фильтр 12 полностью идентичен фильтру, используемому в устройстве-прототипе (т.е. имеет столько же входов и выходов, характеризующихся тем же назначением) .

Блоки 8 и 9 измерения мощности сигнала в предлагаемом устройстве являются аналого-цифровыми, т.е. имеют аналоговый вход и цифровой выход. Схема простейшего варианта реализации такого блока приведена на фиг. 3. Он содержит аналого-цифровой преобразователь 16, цифровой квадратор 17, накапливающий сумматор 18, распределитель импульсов 19 и генератор 20 тактовых импульсов.

Claims (1)

1. (570 УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее последовательно соединенные блок сканирования и блок оперативной памяти изображения, последовательно соединенные блок памяти,, перестраиваемый фильтр, буферный блок памяти изображения и блок электронно-оптического преобразования и фоторегистрации, последовательно соединенные генератор синхроимпульсов и распределитель импульсов, соответствующие выходы которого подключены к синхронизирующим входам блока сканирования, блока оперативной памяти изображения, блока памяти, перестраиваемого фильтра, буферного блока памяти изображения и блока электронно-оптического преобразования и фоторегистрации соответственно, о. т л и чающеес я тем, что, с целью повышения скорости обработки оптических изображений при действии помех с неперекрывающимися спектрами, в него введены последовательно соединенные переключатель, вход которого соединен с выходом блока оперативной памяти изображения, а первый выход подключен к входу перестраиваемого фильтра, фильтр нижних частот и первый блок измерения мощности сигнала, последовательно соединенные линия задержки, вход которой соединен с вторым выходом переключателя, _с блок вычитания, второй вход которого ® соединен с выходом фильтра нижних частот, и второй блок измерения мощности сигнала, а также блок деления, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго блоков измерения мощности сигнала соответственно, а выход подключен к адресному входу блока памяти, синхронизирующие входы переключателя, первого и второго блоков измерения мощности сигнала и блока деления подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов.