Устройство для преобразования полутонового изображения в двухградационное

 

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах цифровой обработки изображений. Цель изобретения - повышение точности устройства. Устройство реализует способ выделения областей изменения кривых перепада яркости в видеосигнале и повышает точность локализации этих областей за счет селекции частотно-модулированных сигналов. После преобразования видеосигнала на первом дифференцирующем элементе осуществляют частотную модуляцию по амплитуде выходного сигнала. За счет частотной селекции из этого сигнала выделяют частотный диапазон, соответствующий яркостной области объект-фон. Для выделения точки перегиба частотно-модулированный сигнал преобразуют в напряжение и выполняют второе дифференцирование. Одновременно первый и второй компараторы формируют прямоугольные импульсы длительностями, равными длительностям фронта и спада видеосигнала. После второго дифференцирования, для уточнения области локализации точек перегиба, вторично осуществляют частотную селекцию с прямым и обратным преобразованием. При этом на выходе третьего компаратора формируется узкий прямоугольный импульс длительностью, равной области перегиба. Сигналы с трех компараторов перемножаются соответствующим образом на элементах И и на выходе триггера, при фазовых совпадениях сигналов компараторов, формируется прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна длине изображения. Элемент НЕ служит для стробирован

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 06 К 9/38 с.

h:;., - ;

flATf . . Ð 3 (: . ...3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4412442/24-24 (22) 18. 04 ° 88 (46) 30.01.90. Бюл. Ф 4 (72) А.А.Барановский, И.Э.Заливский, А.С.Ключников и Э.)1.Колесник (53) 68) . 327, 1 2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 106) 161, кл. G 06 К 9/38, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПОЛУТОНОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ДВУХГРАДАЦИОННОВ (57) Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах цифровой обработки изображений. Цель изобретения— повьппение точности устройства. Устройство реализует способ выделения областей изменения кривых перепада яркости в видеосигнале и повьппает точность локализации этих областей за счет селекции частотно-модулированных сигналов. После преобразования видеосигнала на первом дифференцирующем элементе осуществляют частотную модуляцию по амплитуде выходного сигнала. 3а счет частотной селекции из этого сигнала выделяют частотный диаИзобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано в системах обработки изображе- ний, Целью .изобретения является повьппение точности устройства, На фиг.) изображена блок-схема устройства преобразования полутонового изображения в двухградационное; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.

„„SU„„1539805 А 1

2 пазон, соответствующий яркостной области объект — фон. Для выделения точки перегиба частотно-модулированный сигнал преобразуют в напряжение и выполняют второе дифференцирование.

Одновременно первый и второй компараторы формируют прямоугольные импульсы длительностями, равными длительностям фронта и спада видеосигнала.

После второго дифференцирования для уточнения области локализации точек перегиба вторично осуществляют частотную селекцию с прямым и обратным преобразованием. При этом на выходе третьего компаратора формируется узкий прямоугольный импульс длительносф тью, равной области перегиба. Сигналы с трех компараторов перемножаются соответствующим образом на элементах

И и иа выходе триггера при фазовых С совпадениях сигналов компараторов формируется прямоугольный импульс, 2 длительность которого пропорциональна длине изображения. Элемент НЕ слу.жит для стробирования первого и вто- (Д рого компараторов по фронту и спаду (ф видеосигнала, 2 ил. CO

Устройство преобразования полутонового изображения в двухградационное содержит первый 1 и второй 2 дифференцирунпцие элементы, аналоговый инвертор 3, формирователь 4 однополярного сигнала, первый 5 и второй 6 преобразователи напряжение — частота, первый 7 и второй 8 полосовые фильтры, первый 9 и второй 10 усилители, первый 11 и второй 12 преобразователи частота — напряжение, первый 13, 1539805 второй 14 и третий 15 компараторы, первый 16 и второй 17 элементы И и триггер 18, Точка а на фиг.l является входом устройства, а точка h—

5 выходом ус т рой с тва .

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства подается сигнал считывания с телевизионного датчика (фиг.2, а) . С выхода блока 1 проди<Ъференцированный сигнал поступает на вход формирователя однополярного сигнала, где превращается из разнополярного в однополярный (фиг.2, b) . Полу- 15 ченный сигнал поступает на вход блока 5, где осуществляется частотная

Модуляция входного сигнала по амплитуде. Выходной частотно-модулированный сигнал поступает на вход полосо- 2р його фильтра, полосу которого выбираЮт из условия возможного изменения фронта и спада сигнала иэображения.

Отфильтрованный сигнал усиливается в блоке 9 и демодулируется в блоке 11 25 так, что выходной сигнал блока 11

Представляет собой эпюры напряжений (фиг,2, е), пропорциональных частоте

Входного сигнала. Преобразованный сигнал после первого дифференцирования поступает на входы блоков 15, 13 и 2. Уровень компарирования в блоке

l5 настраивают на спад входного сигнала, н на его выходе формируется импульс длительностью т, УРовень ком- 35

Парирования в блоке 13 настраивают на афронт входного сигнала, и íà его выоде формируется импульс длительнос,ью Г . Управляющие входы компараторов 15 и 13 предназначены для включе- 40 ния компараторов в различное время: когда стробируется блок 15, то блок

16 выключен, и наоборот. Это также позволяет устранять тактовые помехи на огибающей видеосигнала. Сигнал (фиг.2, е) диффереицируется второй .раз в элементе 2. Такая операция позволяет во входном сигнале локализовать области точек перегиба, что соответствует областям нелинейного из.менения яркости иэображения. Физически это соответствует границе объекта и фона. Для уточнения положения точки перегиба выходной сигнал с элемента 2 аналогично, как и с элемента 1, обрабатывается в блоках 6, 8, 10 и

12, в которых осуществляются частотная модуляция входного сигнала, полосовая фильтрация и усиление с последующей демодуляцией. Выходной сигнал с преобразователя 12 имеет вид, показанный на фиг. 2, g и подается на вход компаратора 14, где преобразуется к прямоугольному сигналу с длительностью 7„.

После обработки сигнала на выходах компараторов формируются прямоугольные импульсы с длительностями "с ° которые поступают на соответствующие входы элементов И 16 и 17, на которых выполняется операция умножения входных сигналов. Выходные импульсы элементов И поступают на вхо ды установки триггера 18. Импульс с выхода элемента И ) 6 устанавливает триггер в единичное состояние, а импульс с выхода элемента И 17 устанавливает триггер в нулевое состояние и тем самым формирует на выходе триггера выходной сигнал, форма которого представлена на фиг.2, h.

Обрабатывая таким образом все полутоновое изображение на видеоконтрольном устройстве, подключаемом к выходу предлагаемого устройства, формируется двухградационный сигнал, Формула изобретения

Устройство для преобразования полутонового изображения в двухградацнонное, содержащее два дифберенцирующих элемента, два усилителя, три компаратора, два элемента И и триггер, причем вход первого дифференцирующего элемента является входом устройства, выходы первого и третьего компараторов подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к выходу второго компара" тора, выходы первого и второго элементов- И подключены соответственно к входу установки в "1" и входу обнуления триггера, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оио содержит два преобразователя частота — напряжение, два преобразователя напряжение — частота, два полосовых фильтра, аналоговый инвертор и..формирователь однополярного сигнала, причем выход первого дифференцирующего элемента подключен к входу аналогового инвертора, управляющему входу первого компаратора и входу формирователя одно15398 полярного сигнала, выход которого подключен к входу первого преобразователя напряжение " частота, выход которого подключен к входу первого

5 полосового фильтра, выход которого подключен к входу первого усилителя, выход которого подключен к входу первого преобразователя частота — напряжение, выход которого подключен к ин- 0 формационным входам первого и третьего компараторов и входу второго дифференцирующего элемента, выход кото05

6 рого подключен к входу второго преобразователя напряжение — частота, выход которого подключен к входу второ" го полосового фильтра, выход которого подключен к входу второго усилителя, выход которого подключен к входу второго преобразователя частота — напряжение, выход которого подключен к входу второго компаратора, а выход аналогового инвертора подключен к управляющему входу третьего компаратора.

Составитель А.Баранов

Редактор А.Лежиииа -Техред А.Кравчук Корректор Н,Король

Заказ 221 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101