Способ передачи и приема растровых изображений

 

Изобретение относится к техни ке факсимильной передачи изображений по каналам свя-зи. Цель изобретения - повьппение качества принятого растрового изобретения за счет снике ния интенсивного муара повторного растрирования. После подсчета усредненного числа черных зл-тов К подсчитывают числа К 1 К, черных эл-тов, отстоящих от соответствзтощей границы растровой ячейки на расстоянии, не превышающем половины шага растра в направлении, перпендикулярном соответствующей границе растровой ячейки. Число К черных . эл-тов определяют по ф-ле К К+1/4 .. 6 ил. САЭ СП 05 to ел 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 04 N 1/415

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3991568/24-09 (22) 19.12,85 (46) 30,11.87. Бюл. Р 44 (7I) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) F..È,Ãóòíòåéí, С,Д.Свет и И.И.Флястер (53) 621,397(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР.

Ф 1239890, кл, Н 04 N 1/00, 1984. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА РАСТРОВЫХ ИЗОБРАЗКЕНИИ (57) Изобретение относится к технике факсимильной передачи изобраяеSU, 1356256 А1 ний по каналам связи, Цель изобретения — повышение качества принятого растрового изобретения за счет снижения интенсивного муара повторного растрирования. После подсчета усредненного числа черных зл-тов К+ подсчитывают числа К„ К2 Кэ К4 чер ных эл-тов, отстоящих от соответствующей границы растровой ячейки на расстоянии, не превышающем половины шага растра в направлении, перпендикулярном соответствующей грани+ це растровой ячейки. Число К черных .эл-тов определяют по ф-ле К =К+1/4 «

«(К1+K2+Кз+K) K"+.

1 )3562

Изобретение относится к электросвязи, в частности к технике Ааксимильной передачи изображений по каналам связи, и может быть использовано, например, при передаче газетных

5 иллюстраций, Целью изобретения является повышение качества принятого растрового иэображения за счет снижения интенсивности"муара повторного растрирования.

Ila фиг, 1 представлен Арагмент расстрового изображения; на фиг.2— растровая ячейка; на фиг. 3 — видеосигнал растрового изображения; на фиг. 4 — строка растрового изображения, содержащая основную и побочную растровые ячейки; на Аиг. 3 ." совокупность основных растровых ячеек

20 (сплошными линиями) и побочные растровые ячейки в окрестности одной из них (штриховыми линиями); на фиг, б - структурная электрическая схема устройства, реализующего способ 5 передачи и приема растровых иэображений.

Учет черных элементов, содержащихся в побочных растровых ячейках, позволяет в предлагаемом способе практически полностью компенсировать муЗО ар повторного растрирования при сохранении того же объема инАормации, пе.. редаваемой по каналу свячи.

Для выяснения сущности предлагае мого способа рассмотрим структуо" ра- 35 стрового изображения. Его увеличенный Арагмент показан на фиг. 1. Растровое изображение представляет со- бой совокупность растровых черных точек на белом Аоне (фиг. lа). Разли- 40 чие полутонов достигается изменением размеров растровых точек, причем восприятие полутонов чависит от формы точек. Регулярность растровой структуры позволяет разделить все 45 изображение на растровые ячейки (Аиг, 2а), каждая из которых содержит одну растровую точку, Для воспроизведения на приемной стороне копии растрового изображения достаточно передать по каналу связи площадь каждой растровой точки и построить на приеме точки нужной площади и подходящей формы, Для компенсации возможной потери резкости из-за неточности выделения растровых ячеек необходимо изменить площадь каждой растровой точки с учетом площадей соседних точек. Б этом состоит суть

5б 2 способа перецачи и приема растровых изображений, являющегося прототипом предлагаемого способа.

Однако в реальных условиях размеры растровой ячейки исходного растра и ячейки, искусственно выделяемой в сигнале, практически никогда не совпадают, что приводит к появлению на копии муаровых полос.

Рассмотрим одномерную модель муар-эфАекта на одной строке развертки. Пусть d — шаг растра в направлении развертки, à dо — длина черных штрихов-сечений растровых точек строкой развертки (фиг. 3).

После изображения полагаем однородным - на таком поле муар наиболее заметен. Тогда строка развертки может быть представлена в виде ряда

Фурье (фиг. За) со о . 27пх

d ds(x) =- - — — -- е . (1)

Й „.-„ пй сl

Дискретизация Аункции з(х) может быть представлена как умножение ее на последовательность d"-функций, отстоящих друг от друга на величину шага дискретизации р (размер элемента разрешения). Обозначим эту функцию f(х) (фиг, Зб)

М со, 2)l 8х — 1

f (x) = cl (х-1 ):= — Z. е (2) =-со р р

Дискретизованная строка развертки может быть записана в виде

7i nd р

s in —.,—

Спектр дискретизованного сигнала содержит гармоники исходного сигнала при 1=0, дискретизирующей функции f(x) при и-4) и гармоники с комбичационными пространственными часто. тами

+ —; n,1="1, 2,..., (4) и 1 вР 1 р соответствующими длинам волн

h,1 1

При Й р, где р — целое число, частоты всех комбинационных гармоник совпадают с частотами гармоник исходного сигнала. При d=(N+r)р, где 0 (3 1 (8)(1, могут появляться гармоники с

1 частотой ниже, чем — . Это и есть гармоники муара дискретизации. Наиболее заметная из них соответствует

1 1, n=+N и имеет длину волны (6) 356256

4 аналогично выражению (2) . В результате можно получить

llndо о, . — n 1 в1п. - — sin ll(+ )d и d "про -n 1

Р и= -- - 6=-8(+ )1

d (, jI (— + — ) d 2 И i (— + — + —, ) X

I ю П 8 Ill х е . е а (10) .

Ее относительная амплитуда (по отношению к постоянной составляющей) равна

)iNd, s in — - - 15

Д Й

Я = = — — — (-»- (7)

llNdo Ttnd0

При г=О муар отсутствует, но до,биться точного выполнения этого условия невозможно, а небольшие отклонения дают муар с достаточно большой, согласно формуле (6), длиной волны, хорошо заметный глазу. Муар этого вида может быть подавлен изг5 вестным способом, заключающимся в выборе частоты дискретизации таким образом, чтобы размер растровой ячейки был нечетнократен половине размера апертуры луча сканирования. При

30 этом г=1/2, длина волны муара равна

2d, и так как d достаточно мало, муар эффективно интегрируется глазом, что и используется для снижения заметности муара дискретизации.

Повторное растрирование может быть З5 представлено как последовательность двух операций. Первая заключается в вычислении средней по растровой ячейке (в одномерной модели по периоду вторичного растра d ) площади черно- 40 го> вторая — в формировании соответствующей растровой точки. Так как

d Ф1р, то муар может появиться только при первой операции.

После выполнения первой операции 45 (в одномерной модели) получаем последовательность значений площади чер-. ного (IIl xf) dl

K(m) = 1-, (в (х)8х, (8) 50

OI Gt которая может быть выражена как функ" ция непрерывной координаты х

Х+ а) + CO

К(х) = —, з (x)d>XII"(> md ) (9)

d 5 9 х

Интеграл в формуле (9) вычисляется почленным интегрированием ряда (3); сумма 8) функций представляется

Функция К(х) — последовательность значений площади черного в растровых ячейках — содержит гармоники с частотами

+ — + — п,1,тп=О,+1,+2.. и 1 m

lI8m d P d .Среди них можно выделить следующие длинноволновые (1) Й ) гармоники муара: . m=0, n=N, 1=-1 — муар дискретизации с длиной волны (6), его относительная амплитуда равна <

)lNdî

sin ——

sinlIr и Я х

Il r И,-1

II

И;1,а

TI Vd. а

s inll r

ll I (12) 1=0, n=-m=1 — муар повторного растрирования, его длина волны

/(= — =ил„...

r (13) а относительная амплитуда

dr

Ч (14)

1 а - TINd

Из формул (6), (! 1-14) видно, что длина волны муара повторного растрирования в М раз (где V. — число элементов разрешения, укладывающихся в длине растровой ячейки) больше длины волны муара дискретизации; а выбор r=l/2, уменьшающий длину волны муара дискретизации и его амплитуду, приводит к тому, что длина волны муара повторного растрирования делает его хорошо заметным.

Выделим в строке при каждой растровой ячейке с координатой начала

md (фиг. 4а) побочную растровую ячейку m(d + -) (фиг. 4б). Соответстd

2 вующая функция 1 „(х) (с учетом того, что al Àóíêöèè взяты в прежних точках

1356256 ((п(1»

sin ——

Й ((ndo

Р=-со

sin(((- + -)d

° n 1

d Š—. ». 1ы

1 и 1 (((- + -)d

d p

К (х) = — - — --

К(х (+k (х) (2 (16) — п 1 ,1 ц(п,1) = (((- + -)d

d p имеет малую амплитуду гармоники муара повторного растрирования. Постоянная составляющая, несущая инфор-!

5 мацию об изображении„ остается неизменной.

Иэ выражений (10) и (15) можно получить п=l (— d д! =T(— l(cl

sjn — — — sjnII(- + -)d ((пй» „°

Дл -ce . -2 (;(—" - -,) I(Ч -хе d Р (I

Отсюда видно, что амплитуда гармо-ники муара К (х) отличается от ам-плитуды этой гармоники К(х) множителем (17) Устройство для реализации способа передачи и приема растровых иэображений содержит блок 1 оперативной памяти, блок 2 ныборки и подсчета черного, арифметический блок 3, блок 4 выборки и записи 4, блок 5 постоянной памяти, блок 6 оператинной памяти (фиг, 6).

7!г — c1 у (18) Дискретизированный сигнал растрового изображения из факсимильного

40 аппарата построчно записывается в блок l оперативной памяти объемом

Зп строк развертки, где n — число строк развертки в растровой яче! ке.

Таким образом, в оперативной памяти

45 помещается информация о трех рядах растровых ячеек. Блок 2 выборки и подсчета черного выбирает из оперативной памяти значение каждого элемента растронои ячейки, находящейся в

5р среднем (из трех записанных В па» мять) ряду, из окружающих ее основных растровых ячеек, а также побочных растровых ячеек, как показано на

AHI" 5. Подсчитываются значения К, 55 для всех основных растровых ячеек и для побочных. Арифметический блок

П

3 вычисляет значение К" центральной растровой ячейки . по формуле (20) для передачи по каналу связи. На

1 k», +k((4

К = -(К+ — "— — )

2 2 (19) где k (!

md, чтобы упростить дальнейшие операции) Амплитуды гармоник функций К(х) и k „(х) одинаковы, фазы различаются на

Для низшей гармоники муара

1=0

Следовательно, функция п 1 (1 Т! d.

6 =2cos (—,(- + -)d =2cos (-, — ) (2d р т.е. амплитуда гармоники муара уменьшается.

Аналогичный вывод можно повторить, выделяя побочную растровую ячейку по другую сторону от основной. Такой произнол в выборе направления ничем не оправдан, и для симметрии значения К следует вычислять с учетом побочных ячеек с обеих сторон

Переходя от одномерной модели к изображению, получаем с учетом обеих координат п 1 1п

4 левая побочная ячейка (фиг. 5a); правая побочная ячейка (фиг. 5б); верхняя побочная ячейка (фиг. 5н);

Ъ-, »

-" < р>(, Г ((н 1 е 2cos (-(- + )»11 р нижняя побочная ячейка (фиг. 5r).

1356256 приемной стороне код числа К посту+ пает в блок 4 выборки и записи, который выбирает из блока 5 постоянной памяти значения всех элементов растровой ячейки, содержащей К черных точек, и записывает и блок 6 оперативной памяти, откуда сигнал поступает на факсимильный аппарат.

20

Формула изобретения

Способ передачи и приема растровых изображений, при котором гередаваемое растровое изображение построчно разбивают на элементы с размером, равным апертуре луча сканирования, преобразуют каждый элемент в двоичный символ, делят разбитое на элементы растровое изображение на растровые ячейки, вертикальный размер которых равен вертикальному шагу растра изображения, а горизонтальный размер равен горизонтальному шагу растра изображения, подсчитывают число К черных элементов в каждой растровой ячейке и для каждой растровой ячейки подсчитывают усредненное число черных элементов К в смежных с ней растровых ячейках по формуле где К; (1 =1,2, ° ° °,М) — число черных элементов в

N счетных растровых ячейках,передают в канал связи число черных элементов К, а на приемной стороне IIo IIpHHHTbM двоичным символам восстанавливают растровое изображение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества принятого растрового изображения за счет снижения интенсивности муара повторного растрирования, после подсчета усредненного числа черных элементов К подсчитывают числа К

К, К, К черных элементов, отстоящих от соответствующей границы растровой ячейки на расстоянии, не превышающем половины шага растра в направлении, перпендикулярном соответствующей границе растровой .ячейки, а число К черных элементов определяют по формуле

1356256

Составитель А.Иванов

Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб,, д. 4/5

Закаэ 5814/56

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4