Способ передачи изображения

 

Изобретение относится к способам передачи изображения. Сущность: при передаче изображения его дискретизируют на элементы или фрагменты, кодируют их декодируют и синтезируют. Кодирование элементов осуществляют модуляцией интенсивности таким образом, чтобы полусумма интенсивностей диагональных элементов матрицы по одной оси была равна или кратна полуразности интенсивностей диагональных элементов по ортогональной оси. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСKMX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ1+3ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744232/25 (22) 29.09.89 (46) 23.06.93. Бюл. Ф 23 (75) Л.М.Возчиков (56) Красильников Н,Н. Теория передачи и восприятия иэображений. Теория передачи иэображений и ее приложение М.: Радио и связь, 1986.

Дж. Гауэр. Оптические системы связи.—

М.: Радио и связь, 1989, с. 15-28. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Применение элементарного иэображемия в целях передачи телеметрической информации о различного рода нетривиально доступных обьектах встречает ряд сложностей, в том числе передача информации в реальном времени. описание множества элементов иэображения с заданными свойствами. телеметрический контроль обьекта по передаваемому иэображению, Критериями оптимального выполнения, количества процедур обработки изображения в целях передачи световой картины объекта. прежде всего считают быстродействие активизации единицы информации, быстродействие обработки элемента иэображения, в неявном виде определяемые решением задачи снижения затрат на кодирование иэображения в двоичных числах. Использование математического моделирования равновероятным распределением интенсивности элементов световой картины обьекта, протяженности элементов, блоков однородной интенсивности адаптирует количество процедур математической обработки, подобно системе зрительной перцепции низких.. Ж,, 1822997 А1 (я)ю G 02 F 3/00, Н 04 М 1/44 (57) Изобретение относится к способам передачи изображения, Сущность: при передаче изображения его дискретизируют на элементы или фрагменты, кодируют их декодируют и синтезируют, Кодирование элементов осуществляют модуляцией интенсивности таким образом, чтобы полусумма интенсивностей диагональных элементов матрицы по одной оси была равна или кратна полураэности интенсивностей диагональных элементов по ортогональной оси. 2 ил, и высоких пространственных частот Фурье разложения с выделением информации в реальном в ремем и.

Обработка иэображения методом дифференциальной импульсно кодовой модуляции аналогично предлагаемому способу двумерной декорреляции, предполагает наличие алгебраического сумматора поэлементное последовательное кодирование с последующим восстановлением.

Недостаток устройства кодирования

ДКИМ вЂ” инерционность предсказателя в моделировании значения величины передаваемого элемента изображения. Это означает, что в информационной последовательности всегда присутствует сигнал ошибки предсказанного значения, а инерционность предсказателя не позволяет эффективно использовать информационную избыточность оптической картины.

Кроме того, идеальный предсказатель не может быть реализован, значение поэлементной функции интенсивности равновероятно. т.е. идеальный предсказатель это генератор белого шума, 1822997

Ь(х); (6) 2

ВМ+ ХФ

2 (2) В аналогах технического решения поставленная цель — устранение избыточности не решена, ведь значение вычисляемой ошибки предсказания равновероятно.

Таким образом, возможность устранения избыточности элементарного иэображения заключается не в вычислении ошибки предсказания значения элемента изображения, а в конечной величине инерционности предсказателя. Кроме того, избыточность элементарного изображения может быть оценена не ошибкой предсказания, ведь она же вычисляется, а значением инерционности декоррелятора элементарного иэображения, которым является "предсказатель".

Цель изобретения — устранение избыточности, достигается кодированием элементов. фрагментов изображения выполняют модуляцией интенсивности каждого элемента, фрагмента изображения таким образом, чтобы. полусумма интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы элементов по одной диагонали равнялась полусумме интенсивностей диагональных элементов кратной дискретной матрицы по другой диагонали, по элементам ортогональной дискретной матрицы синтезируют изображение.

Элемент оптической картины, выделяемый на изображении для передачи по условию наилучшего видения, представляет собой массив элементов, фрагмент изображения.

Множество элементов передаваемого изображения, в котором элементы не отличаются друг от друга дается переменной

В(х), принимает константное значение

В(х) - const, Применяя задачу о разрешении двух элементов, решенную для одномерного случая к двумерному массиву, при условии, что каждый элемент множества определен функцией интенсивности В(х) Ф const решение задачи найдем выделением элементарного массива, кратного апертуре изображения.

Используя допущение о равновероятном распределении интенсивности в двумерном элементарном изображении, найдем математическое ожидание В(х,у), при условии, что В(х) - const, В(у) - const

Таким образом каждый элементарный участок, фрагмент, разбиение на множество, для которых справедливо В(х) 4 const может быть задан коэффициентом двумерной интенсивности декорреляции;

5 я- b(x) — b(y) (3) Каждая элементарная апертура, описываемая множеством элементов. дается с заданной кратностью двумерным фрагментом. разбиением, каждый из которых в свою очередь может считаться элементарным, т.е.

В(х) - const. Кроме того каждый элемент

В(х.у) может быть присвоен элементарному двумерному фрагменту. разбиению, Переходя к описанию свойств апертуры как к совокупности свойств элементарных изображений и учитывая, что каждый элемент кратного двумерного фрагмента разбиения принадлежит данному массиву

20 элементов, для которого известна В(х, у), произведем подстановку для каждого элемента множества апертуры иэображения:

В(х,у) = г(х,у) (4)

Иэ ранее изложенного следует, что разбиение на кратные двумерные фрагменты изображения приводит к представлению множества значений В(х) синтезированной

®0 апертурой коэффициентов двумерной декорреляции е(х,y), Синтезированная декоррелированная апертура е может быть оценена коэффициентом эффективности кодирования элеменЗ5 та изображения в двоичных числах. у = 1 — logz 1 А(х)/! оцтПА(х), (5) 40 Коэффициент плотности кодирования на один элемент изображения с учетом Ркратного разбиения, равновероятного распределения случайной величины В(х) в интервале определения интенсивности.

45 Учитывая, что в предельном случае коэффициент ортогональной декорреляции к - 0: т А4+В4 т э+ у= 1 — !ос Х /!о92П вЂ” —

50 где Т вЂ” множество элементов изображения, А, — элемент частичных полусумм, слу4 чайная величина. диагональные элементы матрицы, в, Ь элемент изображения. б г, 1822997

Например значения а, h ---2, соответстй вуют 256 уровневому квантованию интенсивности, предельный коэффициент плотности кодирования y = 0,99, При условии P-кратных разбиений коэффициент ортогональной декорреляции к(ВР) = 0 и в общем виде (7) т т у = 1 — !СС г2 В 2)!оggH — -т — (8) где P — коэффициент двумерных разбиений, кратность разбиения.

r р - — П множество элеме141ов р-кратного разбиения.

В" случайная величина равномерно распределенная на i!IITepsane à, h; я а +Ь

На фиг.! приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — !?-колтные разбиения двумар:1ой ортга ональь1ой матрицей.

С! особ передачи «зобра кения состоит из следу1«л?IHx операций: апертура изображениЯ разбиваетсЯ на кр1ать4не фрагме11ты, элеме ы таким образом, что выполняется условие определения функции двумернои и11тенсивнг,оти 8(х,у) const.

Paa!?I4I->4!:е вь оолняют алгебраическим сумматором ортогон;;льных полусумм двумернои матриць: интенсивностей, модулируя разность интенсивности элементов, фрагментов, разбиения синтезирувмого, передаваемого изображения

Синтезированная а11ертура, в которой каждому элементу изображения поставлены в соогеетствие кра гнл1и фрагмент. двумерный коэффициент декорреляции ь(х,y)

МОДУЛЯЦИЕЙ ИНТЕНСИГ14ОСГИ ЭГ1ЕМЕ»ТОВ ИЗО бражения предс4аве leT coáoé кодированной элементарный фрагмент изображения, Исходное элементарное зображение перекодируетс.я с устранением;,збыточности функции интеисио ости В(х,у), а значение каждого злемеы;; 1«лабр«1ж «I!v4!4 оп»ичес кой картины дается супероозицией аддитивной суммы коэффициен-ов двумерной декоppeлll я ц1 и.

Реализуется способ на следующих средствах.

Алгебраическим сумматором может быть фоточувствитеаьHldk материал, например, по!lупроис1д;1ик при кодироeании или (10) г (x.у — h(x) — 1?(у);

35,г !.,у,р) — h,x,р) - Ь(у.р); (11) где р — III;декс P-кратно-п разбиения для двупало(ного р- лассива.

Множесl во значений F (х,у) двоичных

40 чисел вы1.одится из алгебраического сумматора 1 устройством вывода 2 в виде кодированного изобра.к:. н1 я модуляцией интенсивности каждого элемента, к; дс му р- ратному фрагменту, разбие45 нию ст,«1,нтся в соо ветс1вие коэффициент дв,«ер 4o.« ортогональ!Iol декорреляции

E (х,у!, : Ки 4 образом, что компаратор 4 индексипу . »o условию

50, . 0 (12) К .;д11,1 фраГМЕ-1т ИЗОбражЕНИЯ/7(X,у), На „,ра.1еер 3 алгебраического сумматора 1 посгу;1ает сигнал ynpaaëeI4llÿ в случае

55 вь:1;с«л t.íl!5 условия(12) ц«1Я выработки си1нала 1> ... е1«ия модуляции и сканирования

ПО СИН,;)ОI«.,.ЦИИ ПОЗИЦИЙ СКаНИРУЕМОГО экр; Ia..-., е. «1:-.ар! ое изображение в двоичнь.« ..; х обрабагл вае1ся драйвером 3 люминесцентный экран при декодировании, который сканируе1ся соответственно лазерным лучом. электронным лучом электронной пушки.

5 Сканирующее устройство модулируется по интенсивности лазерного луча. электронного пучка, сканируемый фоточувствительный, электронночувствительный материал модулируется лазерным, электронным излу10 чением по фототоку, интенсивности свечения люминесцентного экрана. Свойство алгебраического суммирования, аддитивного сложения интенсивности экспозицией элементарного фрагмента экрана сохраня15 ется в процессах кодирования, декодирования изображения модуляцией длительности частичных экспозиций, соответственно по каждому элементу ортогональной двумерной матрицI.I.

20 Действительно действующее значение интенсивности определяется аддитивной суммой экспозиций элементарного участка э; рана алгебра1лческого сумматора, элемента, (:раг лента синтезируемого изображе25 ния.

Алгебраический сумматор 1 вырабатыВаоТ I rIhopvу значе11ий ".«те11сивностей элементс;г ф а ментов изображения в виде

cl«re!a:1а Р кратного !1азбиения изображе30 1иЯ котооь и roîòветствует коэффициенту дв,ч1 I,I.! .: oртогональной д-.корреляции(3):!

822997 алгебраического сумматора 1. Алгебраический сумматор 1 10)числяет полусуммы диагональных элементов Ь{х,) Ь(у) P-кратного разбиения фрагмента элементарного изображения. Компаратор 4 алгебраического сумматора 1 индексирует появление двумерной декоррляции E(x,ó). В случае, если коэффициент ортогональной декорреляции х,у) не отличается от нулевого, драйвер 3 алгебраического сумматора 1 увеличивает значение кратности следующего (Р+1) разбиения на единицу. процедуру разбиений на коррелированные фрагменты заканчивают. Если драйвер 3 алгебраического сумматора 1 достигает конечного значения из множества элементов двоичных чисел, совокупность процедур кодирования 1(евозобновляется.

Алгебраический сум(латор 1 выполняет процедуру суммирования двоичных чисел в устройство вывода 2, тактируется драйвером 3. Модуль алгебраической суммы управляется сигналом драйвера 3 до поступления сигнала декорреляции от компаратора 4.

Устройство вывода 2 результата алгебраического суммирования в двоичных (ислах по сигналу вывода с драйвера 3 ал(E: раического сумматора 1 последовател(.но и с II:. p(i) I)10 со канирующим yctpohct()n(ди . 0)3 (ия декодирования формирует в в,:;;е мо, 1)) ирова ного по интенсивности изсбр жения, состоящего из, ра(ных 11:.)гме1((>.3 г1роцедура :;)atolки элемента нoг> двумерного изображения мод(л))руе)тя.

Для Р-кра)ных разбиений «,) примере работы алгебраического сумматора в процедурах кодирования, декодирова))ия (лодулирующей фучкции интенсивнОсти 3!)еMI)II) 0!) разбиения изображения.

Субпрограмма 1 выполнена на компилирующем наборе процедур обр)б(т(ки исходного произвольного Р-кра но.о блока изображения с заданными значениями двумерной декорреляции, (. (х,у), Субпрограмма 2 содержит частичные произведения, индексы соответствующие

5 весовь(м коэффициентам P-кратных разбиений.

Субпро(рамма 3 демонстрирует двумерный предельный случай, описываемый равновероятным распределением случайной

1О функции интенсивности В(х,у), соответствующий значениям коэффициентов декорреляции r, (х,у) 4 О, г (B,Ñ) w О, В =- cons

С =- const, Субпрограмма 4 демонстрирует дву15 мерный предельный случай ортогонального

P-кра(но(о разбиения г:(х,у) = О, (В,С) < О, В =- const, С =- const. Каждая частичная l:олусум((а, разность полусумм алгебраическо(о сумматора определены на идентифицирован20 ном P-кратно л разбиении изображения в видо )Зесового коэффиоиента матрицы элемента

1(З0() них<С н и Я, Фор(лула изобретения

Способ передачи изображения путем дискретизации изобоажения обьекта на

:3) е; .нты или <()рагмеHfbi, кодир )((ания 3AQ

)(ен I пл или фр, f(le)(TO(3 «зобр же-ия, деко 1

30 )ирсв 11«)я и (3ин езс1 3>.306ра:кения, 0 т л и ч ., 10 (, и и с . °,з, )то, v ц()л) о устранения

1(зб). то illo(.1 . .одирование злеме«T08 илl1 фра) мен I о иэображения 0cуществляют !40 дуля(,> з.»)11(т(." лености каждо(о элемента или фр;))мен(а изображения так, чтобы полусумма инте1(си((Hocll,)(диагональных эле1.,)(to() дискретизированной матрицы

;),10)л),)то(3 по одной оси бала равна или кра г! I3 полураэности ин1енсивностей диа40 г(у)11)(Гь()ь!х злементОв по ОГ)тог()нэльнОЙ Оси, и Ilu полученным элементам матрицы си)г(езируK)T изображение.

1822997

Ьг. l

Фиг .2.

Составитель Л. Возчиков

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редакт р

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

Заказ 2179 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Рэушская наб., 4/5