Устройство для коррекции изображений

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки изображения. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности устранения дефектов изображения в виде белых пятен и разрывов линейных элементов изображения - достигается введением шести блоков сжатия, трех блоков фильтрации и блока задания кодов, что позволяет удалять на изображении шумы, искажающие границы изображения. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) ИИ

44 А1 (51)5 6 06 К 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4154618/24-24 (22) 01 ° 12 ° 86 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71) Пензенский политехнический институт (72) A.Ë. Држевецкий, P.À. Абульханов, С.Т. Баканов и А.Б. Левин (53) 681.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1059585, кл. С 06 К 9/00, !982.

Авторское свидетельство СССР № 1527646, кл. G 06 К 9/46, 19.09.85. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для удаления на бинарных.изображениях шума в виде темных и светлых пятен и линий °

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности устранения дефектов изображения в виде белых пятен и разрывов линейных элементов изображения, На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема блока сжатия, на фиг.3-4 — схемы блока фильтрации и выделения признаков; на фиг. 5 ". схемы, поясняющие работу устройства.

Устройство фиг.l, содержит блок 1 ввода иэображения, первый блок 2 сжатия, блок 3 задания кодов, второй блок 4 сжатия, первый блок 5 фильтрации, второй элемент 6 задержки, второй блок 7 фильтрации третий 8 и четвертый 9 блоки сжатий, первый блок 10

2 (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки изображения. Цель изобретения— расширение области применения устройства sa счет воэможности устранения дефектов изображения в виде белых пятен и разрывов линейных элементов иэображения — достигается введением шести блоков сжатия, трех блоков фильтрации и блока задания кодов, что позволяет удалять на изображении шумы, искажающие границы изображения.

5 ил. выделения признаков, первый элемент

И 11, первый элемент 12 задержки,третий блок 13 фильтрации, пятый 14 и шестой 15 блоки сжатия, второй блок 16 выделения признаков, второй элемент

И 17, третий элемент 18 задержки, элемент ИЛИ 19, блок 20 вывода иэображения, блок 21 синхронизации.

Блок сжатия (фиг.2) содержит два коммутатора .22, блок 23 задержек, сумматор 24, две схемы 25 и 26 сравнения, третий элемент И 27 и первый элемент НЕ 28.

Блок. фильтрации (фиг,3) содержит второй. элемент НЕ 29, четвертый элемент И 30, второй 31 и третий 32 элементы ИЛИ, третий элемент НЕ 33.

Блок выделения признаков (фиг.4) содержит четвертый элемент НЕ 34, четвертый 35, пятый 36 и шестой 37 элементы задержки, два логических узла 38, причем в первом блоке 10 (фиг.1) .выделения признаков элемен1583944 ты 35 и 37 имеют задержку на и так" тов, элемент 36 - на п(ш«2) тактов, соответственно, во .втором блоке 16 выделения признаков элементы 35 и 32 имеют задержку на один такт, а элемент .36 задержки — íà (m-2) тактов.

На выходе каждого логического узла 38 формируется сигнал, определяемый выражением . 7= Х1 Х2 ХЗ.

Алгоритм работы устройства заключается в следующем. Дпя удаления шума и на бинарном изображении,. состоящем из горизонтальных и вертикальных линий, для ликвидации белых пятен на изображении и разрывов линий, размер которых в вертикальном-и горизонтальном направлениях не превышает определенного размера, и для удаления шумов, искажающих грайицы изображений, сначала формируют две матрицы вертикали с;„) и горизонтали Ь;„), затем происходит логическое сложейие откорректированных матриц, затем взаимная коррекция этих матриц, в результате чего получают откорректированное исходное йзображение. В процессе формирования матриц происходит удаление белых пятен.и разрывов, размер которых в вертикальном и горизонтальном направлениях не превышает величину ш. (где F- число отсчетов иэображения в вертикальном и горизонтальном направлениях, (cmi В связи с этим при формировании матриц вертикали после сжатия исходного изображения, которое определяется выражением (J) (|) где О,m; (0)

В(1 =а11 1 (mi

11 ij 11ij э восстановление элементов матриц вертикали, происходящее путем растяжежения в вертикальном направлении, достигается выполненем ш — кратной рекурентной операции (01 (0-11

С(LJ Р;,, (2)

К. 1 е где t. О,ш; (0) с (=Р; (Оъ!

P — корректирующая функция вер(( тикали, с вводом которой происходит ликвидация белых дятен и разрывов линий иэображения, размер которых в вертикальном направлении не превышает величины m-f ° определяется выражением

10 (5) г;1 =g,",- 0 (g, A Ь, ), (6) (Щ где g(определяется .из выражения (4)

45 при условии, что й=О, ; ш> .

После таких преобразований в матрицах горизонтали и вертикали отсутствуют элементы линий произвольной ориентации, темных пятен, размер ко50 торых в вертикальном и горизонтальном направлениях не превышает m отсчетов,и элементов светлых пятен на изображении или разрывов линий изображений, размер которых в вертикаль-.

55 нсм и горизонтальном направлениях не превышает m-f отстветов.

Устройство работает следующим образом. ((1 где В определяется из выраже- . ния (1) при условии, что й* О, ; m>g.

Аналогичным образом формируется матрица горизонтали, которая образу" ется из матрицы исходного изображения, в котором элементы, не удовлетворяющие m-кратному сжатию в соответ ствии с выражением (4) — Е - Ч.е °

2О где ГО ш; (о) я; =а; (в)

gij j эануляются, а затем происходит восстановление элементов матрицы путем растяжения в горизонтальном направлении, что выполняется m-кратной рекурентной операцией (Ц о 6(t !J

h j 0 г;1

8=1 где t=O,m; (0(h;> =r;J, (в)

Ь;;*Ь;;;

35 r — корректирующая функция roJ ризонтали, с вводом которой происходит ликвидация белых пятен и разрывов линий иэображения, размер которых в горизонтальном направлении не превы4О шает величьыы ш-, определяется выра- жением

Исходное иэображение с выхода блока ввода изображения подается на вход блока 2 сжатия, в котором дважды для t 0,m t 0,$ реализуется фекурентное выражение (1). Значение m определяет минимальный размер по строке полезного изображения или его элемента и задается к-разрядным кодом С "С, поступающим с блока 3.

Величина m- (характеризует, размер удаляемого разрыва линии по строке или размер белого пятна в том же направлении, причем m>P. Значение задается к-разрядным кодом А -А поa g 1 ступающим с блока 3 задания кодов, в котором также формируется нулевой к-разрядный код ВО-В1,, необходимый для обеспечения работы блоков 4,9,15 сжатия в режиме растяжения.

Операции сжатия и растяжения матриц вертикали и горизонтали осуществляются одинаковыми блоками сжатия: сжатие по вертикали блоки 2 и 8, по горизонтали блок 14; растяжение 2 по вертикали блоки 4 и 9, по горизонтали блок 15. Разница заключается в режимах работы. Блок 8 работает аналогично блоку 2, реализуя выражение (1) для

1583944

35

t=0 m- t=0

Результаты этих преобразований поступают на входы блока 7, на третий вход которого поступает сигнал растяжения с второго выхода блока 9, который работает в режиме растяжения, реализуя выражение (2). В блоке 7 реализуется соотношение (3), результат которого гредставляет полностью откорректированную матрицу вертикали, которая подается на вход элемента ИЛИ 19 для логического сложения сполностью откорректированной матрицей горизонтали, поступающей на другой вход элемента ИЛИ 19. Блок

14 производит реализацию выражения (4), выполняя операцию сжатия для двух значений

t=ОЩ3 =О ° E.

Блок 15, рабо тающий в режиме растяжения, реализует соотношение (5), результат которого поступает на блок

13 фильтрации, выполняющий соотноше.ние (6), результат которого представляет полностью откорректирован" ную матрицу горизонтали, которая подается на вход элемента ИЛИ 19.

Сигналы с выхода блока 1 поступают также на вход элемента 12 задержки на ш тактов, далее на элемент 6

5 задержки на ш ш тактов и два входа блока 14 сжатия, работающего в режи" ме сжатия. С выхода элемента б сигнал поступает на два входа блока 8, работающего в режиме сжатия, в котором одновременно (дважды для t=0,ш и t=0,$) подвергается преобразованию в соответствии с рекурентным соотношением (1), причем значения параметров m и (задаются кодами

С -С kи Ао А1,, поступающими с бло.ка 3. С выходов блока 8 сигналы двух изображений поступают на входы блока 7, на третий вход которого подается сигнал с выхода блока 9, работаю20 щего в режиме растяжения и выполняющего преобразование в соответствии с рекурентным соотношением (2). Блок

7 осуществляет реализацию соотношения (3) и формирует сигнал зануления

5 определенных элементов матрицы вертикали. Результат преобразования (2) с выхода блока 9, пройдя через элемент ИЛИ 32 блока 7, выделяется в виде сигнала Yl и одновременно с по0 ступлением на третий вход блока 9 поступает на один из входов элемента ИЛИ 19. Сигнал исходного изображения с выхода элемента 12 задержки поступает на вход блока.14, работающего в режиме сжатия, где он,i дважды для t=O,m и t=0, (подвергается преобразованию в соответствии с соотношением (4). С выходов блока 14 сигнал двух преобразований поступает на два входа блока 13, на третий вход которого подается сигнал с выхода блока

15, работающего в режиме растяжения, и выполняется преобразование (5) °

В блоке 13 реализуется соотношение (6)и формируется сигнал зануления У2 определенных элементов матрицы горизонтали.

Зануление элементов матрицы горизонтали осуществляется в блоке 8

О подачей нулевого сигнала коррекции с второго выхода блока 10 выделения признаков, а зануление элементов матрицы вертикали, находящихся выше элементов матрицы горизонтали, осуществляется в блоке 9 подачей нулевого сигнала коррекции с выхода элемента И ll который формируется на основании сигнала, выдаваемого с пер" вого выхода блока .!О выдслення прнзна44

7 15839 с ков, Восстановление элементов матрицы, вертикали, характеризующих корректируемые светлые пятна на исходном иэображении, осуществляется в блоке 7.

Аналогично эануление элементов матрицы горизонтали, находящихся левее элементов матрицы вертикали, осуществляется в блоке 14 подачей нулевого сигнала коррекции с выхода блока 16 выделение признаков, Зануление элементов матриц горизонтали, находящихся правее элементов матриц вертикали, осуществляется в блоке 15 подачей нулевого сигнала коррекции с вы-. 5 хода элемента И 17, который формируется сигналом, подаваемым с первого выхода блока 16 выделения признаков. Восстановление элементов матрицы горизонтали, характеризующих корректируемые светлые пятна на исходном изображении или разрывы линий, осуществляется в блоке 13.

Формула изобретения 25

Устройство для коррекции изображений, содержащее блок ввода изображения, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входом второго элемента. задержки, третий элемент задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом блока вывода изображений, первый и второй блоки выделения признаков, блок синхронизации, выход которого соединен с тактирующими входами блока ввода изображений, блока вы- 40 вода изображения, третьего блока задержки, первого и второго блоков выделения признаков, первый и второй элементы И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области 45 применения устройства .за счет возможности устранения дефектов иэображения в виде белых пятен и разрывов линейных элементов изображения, в него введены шесть блоков сжатия, три блока фильтрации и блок задания кодов, вход которого является управляющим входом устройства, первый выход блока задания кодов соединен с первыми управляющими входами первого, тре15 тьего и пятого блоков сжатия, второй выход соединен с первыми управляющими входами второго,.четвертого и шестого блоков сжатия, третий выход соединен с вторыми управляющими входами первого - шестогб блоков сжатия, выход блока ввода изображения соединен с первым и вторым информационными входами первого блока сжатия, тактовые входы первого - шестого блоков сжатия соединены с выходом блока синхронизации, первый и второй выходы первого, третьего и пятого блоков сжатия соединены с первым и вторым информационными входами первого второго и третьего блоков фильтрации, первый и второй выходы которых соединены с вторым и третьим информационными входами второго, четвертого и шесто-. го блоков сжатия соответственно, первый информационный вход второго блока сжатия соединен с его первым выходом, первый информационный вход четвертого блока сжатия соединен с выходом первого элемента И, первый . вход которого соединен с первым выходом четвертого блока сжатия, а второй вход — с первым выходом первого блока выделения признаков, выход второго элемента задержки соединен с первым и вторым информационными входами третьего блока сжатия, третий информационный вход которого соединен с вторым выходом первого блока выделения признаков, первый и второй информационные входы пятого блока сжатия соединены с выходом первого элемента задержки, а третий информационный вход соединен с вторым выходом второго блока выделения признаков, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, пер.— вый вход которого соединен с первым выходом шестого блока сжатия, а вы.ход соединен с первым информационным входом шестого блока сжатия, вторые выходы второго, четвертого и шестого блоков сжатия соединены с управляющими входами первого — третьего блоков фильтрации соответственно, второй выход второго блока фильтрации соединен с первым;=.íôîðмационным входом первого блока выделения признаков, второй информационный вход первого блока выделения признаков и вход третьего элемента задержки соединены с первым выходом третьего блока фильтрации, первый информационный вход. второго блока выделения признаков соединен с вторым выходом третьего блока фильтрации, второй информационный вход которого

1583944

: соединен с первым выходомпервого блока фильтрации, второйвход элементаИЛИ соединен с пер вым выходом в торо го блока фильтрации.

1583944 водное изМра ååèå

Обрабатаннае щображение

Фиг. 5

Составитель А. Глотов

Редактор И. Шулла Техред Jl.Ñåðäþêîâà Корректор Т. Малец

Заказ 2256 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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