Способ информационного сжатия видеосигнала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, в корреляционных устройствах робототехнических систем и систем распознавания образцов. Целью изобретения является расширение области применения путем обработки разнополярного входного сигнала, упрощение преобразований путем информационного сжатия при центрировании раздельно положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала относительно усредненных положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала соответственно и знаковой модуляции сигнала локального признака, получаемого при центрировании, относительно вышеуказанных усредненных амплитуд Устройство, реализующее способ информационного сжатия видиосигнала. содержит коммутаторы 12.3, дискретизатор 4. компараторы 5,6,7,8. элементы 9 и 10, накопители 11 и 12, блоки счета 13 и 14, элементы хранения 15 и 16. регистры 17 и 18, делители 19 и 20, блоки задержки 21-21 элемент вычитания 22, сумматоры 24 и 25. В данном предложении на каждом уровне информационного сжатия сигналы общей и локальных признаков и модулированный сигнал локального признака удовлетворяют условию взаимодополняемости, позволяя точно восстанавливать задержанный исходный сигнал Сигналы локальных признаков, формируемых устройством, могут быть использованы в задачах точного опознавания и точной координатной привязки сигнала, пары амплитуд общих признаков уровней могут служить для быстрого предварительного грубого опознавания или грубой координатной привязки 1 за ф-лы 3 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

27

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5021 726/24 (22) 1&.1291 (46) 15.12.93 Бюл. Мя 45-46 (76) Кутаев Юрий Федорович (54) СПОСОБ ИНФОРМАЦИОННОГО СЖАТИЯ

ВИДЕОСИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, в корреляционных устройствах робототехнических систем и систем распознавания образцов. Целью изобретения является расширение области применения путем обработки разнополярного входного сигнала, упрощение . преобразований путем информационного сжатия при центрировании раздельно положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала относительно усредненных положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала соответственно и знаковой модуляции сигнала локального признака, получаемого при центрировании, относи(19) RU (11) 2ОО49 (51) 5 GOSC19 28 НОЗЫ7 ЗО тельно вышеуказанных усредненных амплитуд

Устройство, реализующее способ информационного сжатия видиосигнала, содержит коммутаторы

12,3, дискретизатор 4, компараторы 5,6,78, элементы 9 и 10, накопители 11 и 12, блоки счета 13 и 14, элементы хранения 15 и 16, регистры 17 и 18, делители 19 и 20, блоки задержки 21 -21 элемент з вычитания 22, сумматоры 24 и 25. 8 данном предложении на каждом уровне информационного сжатия сигналы общей и локальных признаков и модулированный сигнал локального признака удовлет— воряют условию взаимодополняемости. позволяя точно восстанавливать задержанный исходный сигнал. Сигналы локальных признаков, формируемых устройством, могут быть использованы в задачах

"точного" опознавания и точной координатной привязки сигнала, пары амплитуд общих признаков уровней могут служить для быстрого предварительного "грубого" опознавания или грубой координатной привязки. 1 зл. ф-лы, 3 ил.

2004933

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения, в корреляционных устройствах робототехнических систем и систем распознавания образов.

В настоящее время актуальна проблема создания корреляционных устройств, функционирующих в реальном масштабе време-. ни. Один иэ наиболее перспективных путей ее решения состоит в информационном сжатии каждого из сравниваемых сигналов, получая их локальные и общие признаки.

Общие признаки сигнала могут быть эффективно использованы в задачах приближенного опознавания или грубой координатной привязки, а локальные признаки — в задачах точнго опознавания или точной координатной привязки текущего и эталонного иэображений. При этом важно, чтобы в интересах экономии аппаратурных затрат формирование локальных и общих признаков было более чем одного уровня информационного сжатия, но в то же время число таких уровней было конечным и относительно небольшим (менее 3 — 5), а признаки раз-ного уровня формировались однотипно и просто, в идеале — без использования алгоритмически реализуемых операций типа цифрового умножения и деления. Известна простота функциональной (аналоговой) реализации операций суммирования, вычитания, сравнения и деления (посредством резисторных цепочек) аналоговых сигналов. Поэтому выделение локальных и общих признаков целесообразно осуществлять с максимальным использованием аналоговых устройств или сред, функционально реализующих вышеуказанные операции. Кроме того, с целью достижения максимального упрощения желательно, чтобы для каждого уровня степень общности выделяемого общего признака была максимальной, т.е, данный признак был определен на всех значениях сигнала.

Кроме того, для исключения потерь информации при преобразовании сигнала необходима взаимная дополнительность формируемых признаков, обеспечивающая точное восстановление исходного сигнала из совокупности сигналов признаков.

Для упрощения последующей обработки выделенного сигнала локального признака целесообразно осуществление знаковой или аналогичного типа модуляции этого сигнала, заключающейся в преобразовании в сигнал с нулевым уровнем или положитель25

55 ным или отрицательным единичными уровнями амплитуды.

Для эффективной корреляционной обработки сигнала перспективен путь его информационного сжатия, в основе которого лежит выделение из сигнала посредством простейших функциональных операций взаимно дополняющих друг друга сигналов общего признака, локального признака и модулированного локального признака разного уровня при убывании амплитуды общего и локального признака с переходом к последующему уровню информационного сжатия.

Известны способ знаковой дельта-модуляции и устройство для его осуществления.

Информационное сжатие в известном способе заключается в формировании локальных разностей между значениями сигнала, разнесенными по времени на ранговое время задержки, и последующей знаковой модуляции каждой локальной разности.

К недостаткам известного способа следует отнести отсутствие формирования общего признака и одноуровневую организацию информационного сжатия.

Кроме того, большое число ранговых времен задержки (рангов) усложняет обработку, требуя осуществление процедуры отбора эффективных рангов, например, на этапе предварительного обучения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является известный-способ информационного сжатия сигнала путем его центрирования относительно средней амплитуды сигнала, полученной эа время накопления (время активного уровня сигнала накопления). Данный способ применительно к сигналу, получаемму посредством разложения во времени и пространстве с периодом разложения, заключается в дискретизации сигнала по времени с периодом дискретизации и запоминании каждого дискретиэированного значения сигнала на период дискретизации, получая дискретиэированный сигнал, формирование активного уровня сигнала накопления во время активного хода периода разложения сигнала, получении суммарного сигнала с амплитудой U g, равной сумме значений дискретизированного сигнала за время активного уровня сигнала накопления, и одновременном подсчете числа

n g периодов дискретизации за время активного уровня сигнала накопления, получе2004933 нии усредненного сигнала с амплитудой

U /и g длительностью в период разложения в качестве сигнала общего признака, задержке дискретизированного сигнала на период разложения и получении сигнала локального признака путем формирования раэностного сигнала между задержанным дискретизированным сигналом и усредненным сигналом. 10

К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные функциональные возможности, ограниченную область применения и сложность последующей обработки.

Ограниченные функциональные воз- 15 можности следуют из того, что информационное сжатие в прототипе осуществляется только для однополярного входного сигнала. Для разнополярного входного сигнала имеет место возрастание той амплитуды сигнала локального признака, полярность которой противоположна полярности получаемого усредненного сигнала. Повторение операций способа-прототипа применительно к выделенным сигналам общего и локального признака для случая выделения данных сигналов следующего уровня нецелесообразно, так как осуществляемое в прототипе центрирование сигнала 30 локального признака относительно сигнала общего признака приводит к полному совпадению с результатом предыдущего уровня информационного сжатия.

Область применения прототипа сужена 35 из-за недостаточности формирования общего признака одного уровня, например, для создания банка информационно сжатых описаний сигнала с целью его быстрого предварительного опознавания.

Сложность последующей обработки возрастает в прототипе как из-за увеличения амплитуды сигнала локального признака в случае разнополярного входного сигнала, так и из-за отсутствия дальнейшего информационного сжатия сигнала локального признака путем знаковой или аналогичного типа модуляции на основе получаемой в процессе центрирования ин- 50 формации.

Целью изобретения является расширение области применения путем обработки разнополярного входного сигнала и упрощение последующего преобразования пу- 55 тем информационного сжатия при центрировании отдельно как положительных и отрицательных амплитуд входного сигнала относительно усредненных положительной и отрицательной амплитуд входного сигнала соответственно и знаковой модуляции сигнала локального признака, получаемого при центририровании, относительно вышеуказанных усредненных амплитуд

Предлагаемый способ информационного сжатия видеосигнала заключается в дискретизации видеосигнала по времени с заданным периодом дискретизации и задерживания во времени каждого значения дискретизированного видеосигнала на период дискретизации, формировании активного уровня сигнала накопления во время активного хода периода разложения видеосигнала, формирования из дискретизированного видеосигнала за время активного уровня сигнала накопления усредненного сигнала с длительностью, равной периоду разложения видеосигнала, задержке дискретизированного видеосигнала на период разложения и формировании раэностного сигнала между задержанным видеосигналом и усредненным сигналом в качестве выходного сигнала локального признака, и отличается от прототипа тем, что перед формированием усредненного сигнала из дискретизированного видеосигнала формируют первый сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при положительной или неположительной амплитуде дискретизированного видеосигнала соответственно, и второй сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при отрицательной или неотрицательной амплитуде дискретизированного видеосигнала, соответственно, суммируют эа время активного уровня сигнала накопления значения амплитуд дискретизированного видеосигнала отдельно для первого и отдельно для второго сигналов сравнения, формируя положительный и отрицательный суммарные сигналы U $ и U : - соответственно, и одновременно определяют числа и и и периодов дискретизации с единичным уровнем ампалитуды nepaoro и единичным уровнем амплитуды второго сигналов сравнения соответственно, формируют положительный опорный сигнал с амплитудой 0 /n или нулевой амплитудой при ненулевом или

+ нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной паериоду разложения видеосигнала в-качестве выходного сигнала общего положительного признака, формируют отрицательный опорный сигнал с амплитудой О," /n или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью.

2004933 входом первого накопителя, тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента И и счетному входу первого блока счета, выход первого накопителя соединен с информационным входом первого элемента хранения, выход которого соединен с первым входом первого делителя, второй вход которого подключен к выходу первого регистра. информационным входом под55 равной периоду разложения видеосигнала в качестве выходного сигнала общего отрицательного признака, задерживают каждый из сигналов сравнения на период разложения, а сигнал усреднения, полученный за время активного уровня сигнала накопления, формируют с амплитудой положительного опорного сигнала или с амплитудой отрицательного опорного сигнала или с нулевой амплитудой для единичного уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения или единичного уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения или для нулевого уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения и нулевого уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения соответственно, после формирования разностного сигнала осуществляют сравнение амплитуды разно- 20 стного сигнала с амплитудами положительного и отрицательного опорных сигналов и формируют по результатам сравнения выходной модулированный сигнал локального признака с нулевым или двумя разнополяр- 25 ными уровнями амплитуды., положительный единичный уровень амплитуды выходного

-модулированного сигнала локального признака формируют при непрерывании амп- 3 литудой положительного опорного сигнала амплитуды разностного сигнала, отрицательный единичный уровень — при непревышении амплитудой разностного сигнала амплитуды отрицательного опорного сигна- 35 ла и нулевой уровень — при превышении амплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разностного сигнала и превышении амплитудой разностного сигнала амплитуды отрицательного опорного сигна- <0

Лд.

Сущность предложенного объекта-устройства заключается в следующем, Устройство для осуществления известного способа информационного сжатия, включающее дискретизатор, первые блок задержки, накопитель, элемент хранения, элемент И, блок счета, регистр, делитель и . элемент вычитания, выход дискретизатора соединен с информационным входом первого блока задержки и информационным ключенного к выходу первого блока счета, выход первого блока задержки соединен с первым входом элемента вычитания, выход которого является первым выходом устройства, объединенные тактовые входы дискретиэатора и первого блока задержки и первый вход первого элемента И подключены к тактовому входу устройства, объединенные входы обнуления первого накопителя и первого блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход первого элемента хранения и вход записи первого регистра подключены к входу записи устройства, и отличается от прототипа тем, что в него введены три коммутатора, четыре компаратора, второй и третий блоки задержки, вторые элемент И, накопитель, элемент хранения, блок счета, регистр, делитель и два сумматора, объединенные информационный вход второго накопителя, первый вход первого и второй вход второго компараторов подключены к выходу дискретизатора, выход первого компаратора соединен с вторым входом первого элемента И и информационным входом второго блока задержки, выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, выходом соединенного с первым входом первого сумматора и первым входом третьего компаратора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, вторым входом подключенного к выходу четвертого компаратора, выход первого коммутатора соединен с информационным входом дискретизатора, выход второго компаратора соединен с информационным входом третьего блока задержки и вторым входом второго элемента И, выходом соединенного со счетным входом второго блока счета и тактовым входом второго накопителя, выходом соединенного с информационным входом второго элемента хранения, выход которого соединен с первым входом второго делителя, вторым входом подключенного к выходу второго регистра, информационный вход которого подключен к выходу второго блока счета, управляющий вход третьего коммутатора подключен к выходу третьего блока задержки, а выход соединен с первым входом четвертого компаратора и вторым входом первого сумматора, выходом соединенного со вторым входом элемента вычитания, объединенные вторые входы третьего и четвертого компараторов подключены к выходу первого блока задержки, объединенные тактовые входы второго и третьего блоков задержки и первый вход второго элемента И подключены к

2004933

10 тактовому входу устройства, объединенные входы обнуления второго накопителя и второго блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход второго элемента хранения и вход записи второго регистра подключены к входу записи устройства, первый управляющий и информационный входы первого коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами устройства, второй информационный вход первого коммутатора подключен к выходу элемента вычитания и первому выходу устройства, соединенные выход первого делителя и информационный вход вторго коммутатора, соединенные выход второго делителя и информационный вход третьего коммутатора и выход второго сумматора я вляются соответственно вторым, третьим и четвертым выхОдами устройства, причем второй вход первого и первый вход второго компараторов и третьи входы первого и второго делителей подключены к шине нулевого потенциала.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг..2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 (а) — вариант выполнения накопителя, (б) — вариант выполнения делителя и (в)— вариант выпонения.блока счета, Схема устройства включает первыйтретий коммутаторы 1 — 3, дискретизатор 4, первый — четвертый компараторы 5, 6, 7, 8, первый и второй элементы И 9, 10, первый и второй накопители 11, 12, первый и второй блоки счета 13, 14, первый и второй элемен ты хранения 15 и 16, первый и второй регистры 17 и 18, первый и второй делители 19 и 20, первый — третий блоки задержки 21>21з, элементы вычитания 22, шину нулевого потенциала 23, первый и второй сумматоры

24 и 25. Входы 23в и 262 являются информационным и тактовым входами устройства соответственно, а входы 26 2% — соответственно входами записи. управления и обнуления. Выходы 27 — 274 являются соответственно выходами сигнала локаль. ного признака, сигнала общего положительного признака, сигнала общего отрицательного признака и модулированного сигнала локального признака.

Устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом.

При формировании признаков первого уровня коммутатор 1 при первом уровне сигнала на входе 264 обеспечивает прохождение на информационный вход дискрети40

U — при !

Upped (t) =

U — при

0(т1) >О

0 (tq) <О

U npu U (с.) (0

Uc2 (т1) =

0 при 0 (t>) 0

U, 0 — единичный и нулевой потенцио алы;

1 — номер интервала дискретизации во время активного: например, единичного уровня сигнала накопления (фиг.2e), t< е (0, Тн), Т вЂ” длительность сигнала накопления.

0 /n+ при n+ > 0

UP—

0 при и =0 затора 4 видеосигнала с входа 26 „a при формировании признаков последующих уровней при втором уровне сигнала на входе 264 — сигнал локального признака с выхода 27>.

Дискретизатор 4 осуществляет выборку значений амплитуды сигнала на своем информационном входе с периодом дискретизации, равным периоду импульсной последовательности на тактовом входе 262 (фиг.2а), и запоминание каждого дискретизированного значения на период дискретизации Тд, получая дискретиэированный видеосигнал U(t), пример которого приведен на фиг.2,б, на которой цифрами обозначены уровни амплитуды дискретизированного видеосигнала, например. кратные 10.

20 Информационное сжатие видеосигнала, осуществляемое в устройстве, может быть описано следующими математическими выражениями для первого и второго сигНаЛОВ СраВНЕНИя Uc1(t) И Uc2(t) На ВЫХОдаХ компараторов 5 и 6 соответственно, суммарного положительного и суммарного отрицательного сигналов -0 и 0 ; на выходах элементов хранения 15 и 16 соответственно, 30 усредненного сигнала Uyc(t) на выходе сумматора 24, общего положительного и общего отрицательного сигналов 0$ и 0 . на выходах делителей 19 и 20 соответственно, 35 сигнала локального признака Un(t) на выходе 271 и модулированного сигнала локального признака U„„(t) на выходе 274 устройства:

2004933

О /и при и >О при и =0

10

U при U,(t1) Сй

55 где и и n — числа периодов дискретизации во время активного уровня сигнала накопления, соответствующие положительным и отрицательным значениям амплитуды дискретизированного видеосигнала, 1 р 0 +> ) vcr(4 р ) рр(ч) рр) где Тр — период разложения видеосигнала (период кадровой или даже строчной развертки), 0.(1)= 0 при ОХ «u,(т,,) «t3++ — u при U„(c1) «UZ

Для обеспечения вышеуказанных преобразований элемент И 9 пропускает на счетный вход и тактовый вход накопителя 11 блока счета 13 импульсы тактовой последоB8TBIlbHocTN для положительных амплитуд дискретизированного видеосигнала. Так как во время активного уровня сигналы накопления (на фиг.2 не показан) с блоков счета 13 и 14 и накопителей 11 и 12 снимается обнуляющий потенциал сигнала обнуления, блок счета 13 осуществляет подсчет числа периодов дискретизации с положительной амплитудой дискретизированного видеосигнала.

Одновременно накопитель 11 осуществляет накапливание положительных амплитуд дискретизированного видеосигнала, Накопитель может быть выполнен по схеме аналогового накапливающего сумматора, вариант которой приведен на фиг.3а, и включает сумматор 28, элементы выборкихранения 291 и 292 и элемент задержки 30, обеспечивающий задержку сигнала на тактовом входе накопителя на половину периода дискретизации, 15

Появление новой положительной амплитуды дискретизирванного видеосигнала на информационном входе сопровождается появлением импульса на тактовом входе и записью новой суммарной амплитуды с выхода сумматора 28 на элемент выборки-хранения 29> с поледующей перезаписью в элемент выборки-хранения 292.

Таким образом, в момент времени, соответствующий окончанию активного хода сигнала накопления, выходной сигнал накопителя 11 имеет амплитуду uf, а значение выходного кода блока счета 13 равно и .

Аналогично, выходной сигнал накопителя

12 имеет амплитуду U7, а значение выходного кода блока счета 14 равно. В этот момент времени на входе записи 26з появляется импульс записи, переписывающий выходные сигналы накопителей 11 и 12 и коды блоков счета 13 и 14 в элементы хранения 15 и 16 и регистры 17 и 18 соответственно. При этом элементы хранения 15 и

16 также могут быть реализованы на основе элементов выборки-хранения каждый.

После окончания переписи на входе обнуления 26ь устройства появляется нулевой потенциал сигнала обнуления, абнуляющий блоки счета и накопителя. Данный потенциал снимается в момент начала интервала накопления (активного уровня сигнала накопления) следующего периода разложения видеосигнала.

В результате длительность выходного сигнала каждого накопителя и каждого блока счета равна периоду разложения видеосигнала.

Несмотря на то, что вход сигнала накопления на фиг.2 не показан, однако данный сигнал присутствует в неявном виде, так как согласно вышеизложенному начало активного уровня этого сигнала определяет окончание сигнала обнуления на входе 26 (снятие обнуляющего потенциала), а конец активного уровня сигнала накопления определяет начало активного уровня сигнала записи на входе 26з устройства.

Делители 19 и 20 обеспечивают получение соответственно сигналов общего положительного и общего отрицательного признаков, амплитуды которых равны усредненной положительной и усредненной отрицательной амплитудам дискретизированного видеосигнала или нулевой амплитуде

2004933

+ + +

U7/и при и )0 прип =0

И п при и >0

Оg= при и =0

Вариант схемы делителя представлен на фиг,3,6 и включает резисторный цепочечный резисторный делитель и аналоговый мультиплексор 31, подключающий к выходу либо сигнал с нулевой амплитудой при нулевом значении кода с выхода регистра 17 и адресном входе мультиплексора, либо ослабленный в р раз входной сигнал с выхода элемента хранения 15 при значении кода на адресном входе мультиплексора, равном р, где 1<р <и или 1<р (и — для делителей 19 или 20 Соответственно. При указанных диапазонах изменения коэффи- 25 циентов деления р блоки счета 13 и 14 могут быть выполнены на базе обычных двоичных счетчиков, Весьма часто встречается случай, когда число градаций аналогового сигнала не превышает пгр<п, и или п,p

+ и при и пгв п,р при n ) npp

В этом случае значения выходных кодов блоков счета 13 и 14 должны быть ограничены значением пгя, Вариант схемы блока счета представлен на фиг.3в и включает 50 элемент 32, счетчик 33 с коэффициентом счета пгр и RS-триггер 34. При достижении значения кода счетчика n q = nip на выходе

35 счетчика 33 формируется сигнал установа в единичное состояние триггера 34, за- 55 прещающее дальнейший счет импульсов.

Выходные сигналы делителей 19 и 20 поступают на выходы блока в качестве сигналов общего положительного и общего отрицательного признаков дискретизированного видеосигнала.

Коммутатор 2 обеспечивает прохождение сигнала делителя при единичном уровне потенциала первого сигнала сравнения, задержанного в блоке задержки 21 на период разложения видеосигнала или сигнала нулевой амплитуды при нулевом уровне потенциала задержанного первого сигнала сравнения.

Коммутатор 3 работает аналогично, Каждый из блоков задержки 21> — 21з осуществляет задержку входного сигнала на период разложения видеосигнала.

На выходе сумматора 24 получают усредненный сигнал Uy (t) с амплитудой 0 или О;г или нулевой амплитудой при единичном уровне потенциала задержанного первого сигнала сравнения или единичном уровне потенциала задержанного второго сигнала сравнения или одновременном наличии нулевых уровней потенциала обоих задержанных сигналов сравнения.

На выходе элемента вычитания 22 формируется сигнал Un(t) локального признака дискретизированного видеосигнала.

Посредством компараторов 7 и 8 и сумматора 25 осуществляется знаковая модуляция сигнала Un(t), в результате которой сигнал UnM(t) формируется с одним из трех возможных уровней амплитуды. При этом положительный единичный уровень формируется в случае формирования единичного уровня потенциала на выходе компаратора

7 при Un(t) О :, отрицательный единичный уровень — в слдучае формирования единичного уровня потенциала на выходе компараторг 8 при Un(t) 0$ и нулевой уровень — в случае формирования нулевых уровней потенциала на выходах компараторов7и8при Ug

В отличие от ранее рассмотренного известного споеоба информационного сжатия путем знаковой дельта-модуляции (1) в заявляемсм способе не требуется знания и получения априорной информации о сигнале для правильного формирования опорных сигналов при модуляции, так как эти сигналы О и О;г предварительно формируются в самом способе информационного сжатия.

Возможен также вариант знаковой модуляции (1), в котором формирование положительного единичного, отрицательного единичного и нулевого потенциалов на вы15

2004933

45 ходе 274 устройства в случаях Олм > 0;, Олм < О ; и U g < U < 0 2.. соответственно. Однако можно показать, что при переходе к формированию сигналов общих и локальных признаков последующих уровней амплитуды указанных сигналов могут стать неубывающими.

Переход к формированию сигналов признаков последующих уровней осуществляется переключением потенциала сигнала управления на входе 264. В этом случае устройство осуществляет сжатие сигнала

UJ (т)локального признака первогоуровня, 15 (1Ъ полученного. в результате информационного сжатия видеосигнала U(t), получая сигнал

Ол (t) локального признака второго уровня, и т.д. Можно показать обязательное убывание амплитуд признаков при переходе от 20 предыдущего уровня к последующему уровню сжатия.

° Для пояснения на фиг.2,r-м приведены эпюры трехуровневого сжатия дискретизированного видеосигнала, представленного 25 на фиг.2б.

Формируемые на каждом уровне ин.формационного сжатия сигналы общих и локальных признаков и модулированный сигнал локального признака удовлетворяют условию взаимодополняемости, позволяя точно восстановить задержанный исходный сигнал (при условии отсутствия шума)

35 поэтому потери информации не происходит.

Формула изобретения

1. Способ информационного сжатия ви- деосигнала, заключающийся в дискретиза- 50 ции видеосигнала по времени с заданным периодом дискретизации и задерживани- ем во времени каждого значения дискретизированного видеосигнала на период дискретизации, формировании активного уров- . 55 ня сигнала накопления во время активного . хода периода разложения видеосигнала, формировании иэ дискретизированного видеосигнала эа время активного уровня сигнала накопления усредненного сигнала длительностью, равной периоду раэложеПара амплитуд сигналов общих признаков уровней (0 f() 0 ; (}) (О (), 0 „ . "® ),... представляют собой наиболее общие, естественные, просто формируемые признаки сигнала, инвариантные к сдвигу и повороту (в случае, когда входной видеосигнал является видеосигналов изображения) и по этой причине могут использоваться для быстрого предварительного

"грубого" опознавания или грубой координатной привязки сигнала.

Сигналы локальных признаков могут использоваться в задачах "точного" опознавания и точной координатной привязки сигнала.

Сильное информационное сжатие исходного сигнала в сигналы общего и локальных признаков каждого уровня обеспечивает не только упрощение их .последующей корреляционной обработки, но и ее высокое быстродействие.

Кроме того. заявляемый способ осуществляет .многоуровневое информационное сжатие раэнополярного сигнала, обладая более широкими функциональными воэможностями относительно прототипа.

Дополнительно заявляемый способ и устройство обеспечивают наилучшую фильтрацию(усреднение) аддитивного шума сигнала, чем объясняется максимальная помехоустойчивость формируемых общих признаков каждого уровня информационного сжатия. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1510089, кл. Н 03 М 3/00, 1987.

2. Баклицкий В.К. и др, Методы фильтрации сигналов в корреляционных экстремальных системах навигации. M.: Радио и связь, 1986, с.116. ния видеосигнала, задержке дискретизированного видеосигнала на период разложения и формировании раэностного сигнала между задержанным видеосигналом и усредненным сигналом в качестве выходного сигнала локального признака, отличающийся тем, что перед формированием усредненного сигнала иэ дискретиэированного видеосигнала . формируют первый сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплитуды при положительной или неположительной ампэитуде дискретизированного видеосигнала соответственно и второй сигнал сравнения с единичным или нулевым уровнем амплиту17

2004933 ды при отрицательной или неотрицательной амплитуде дискретизированного видеосигнала соответственно, суммируют за время активного уровня сигнала накопления значения амплитуд дискретизированного видеосигнала отдельно для первого и отдельно для второго сигнала сравнения, формируя положительный и отрицательный суммарные сигналы UE и 0 соответственно и одновременно определяют числа и и п периодов дискретизации с единичным уровнем амплитуды первого и единичным уровнем амплитуды второго сигналов сравнения соответственно, формируют положительный опорйый сигнал с

+ +, амплитудой UE/n или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной периоду разложения видеосигнала в качестве выходного сигнала общего положительного признака, формируют отрицательный опорный сигнал с амплитудой

UE/n или нулевой амплитудой при ненулевом или нулевом значении числа и соответственно и длительностью, равной пери. оду разложения, в качестве выходного сигнала общего отрицательного признака, задерживают каждый из сигналов сравне ния на период разложения видеосигнала, сигнал усреднения, полученный за время активного уровня сигнала накопления, формируют с амплитудой положительного опорного сигнала или с амплитудой отрицательного опорного сигнала, или с нулеsoA амплитудой для единичного уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения или единичного уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения, или для нулевого уровня амплитуды задержанного первого сигнала сравнения и нулевого уровня амплитуды задержанного второго сигнала сравнения соответственно, после формирования разнастного сигнала осуществляют сравнение амплитуды разностного сигнала с амплитудами положительного и отрицательного опорных сигналов. и формируют по результатам сравнения выходной модулированный сигнал локального. признака с нулевым или двумя разнополярными уровнями амплитуды, положительный единичный уровень амплитуды выходного модулированного сигнала локального признака формируют и ри непревышении амплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разностнаго сигнала, отрицательный единичный уровень — при непревышении

: амплитудой разнастнаго сигнала амплитуды отрицательного опорного сигнала и нулевой уровень - при превышении амплитудой положительного опорного сигнала амплитуды разнастнога сигнала и

5 превышении амплитудой разностного сигнала амплитуды отрицательного опорного сигнала.

2. Устройство для информационного сжатия видеосигнала, содержащее дискретизатор, первые блок задержки, накопитель, элемент хранения, элемент И, блок счета, регистр, делитель и элемент вычитания, выход дискретизатора соединен с информацианк61ми входами первого блока задержки и первого накопителя, тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента И и счетному входу первого блока счета, выход первого накопителя соединен с информационным входом первого элемента хранения, выход которого соединен с первым входам первого делителя, второй вход которого подключен к выходу первого регистра, информационным вхо25 дом подключенного к выходу первого блока счета, выход первого блока задержки соединен с первым входом элемента вычитания, выход которого является первым выходом устройства, объединенные такто30 вые входы дискретизатора и первого блока задержки и первый вход первого элемента

И подключены к тактовому входу устройст ва, объединенные входы обнуления перво: го накопителя и первого блока счета подключены к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход первого элемента хранения и вход записи первого регистра подключены к входу записи устройства, 40:отличающееся тем, что в него введены три коммутатора, четыре компаратора, второй .и третий блоки задержки, вторые элемент

И, накопитель, элемент хранения., блок счета, регистр, делитель и два сумматора, 45 объединенные информационный вход второго накопителя, первый вход первого и второй вход второго компараторов подключены к выходу дискретизатора, выход первого компаратора соединен с вторым

50 входом первого элемента И и информационным входом второго блока задержки, ,выход которого соединен с управляющим входом второго коммутатора, выходом сое55 диненного с первым входом первого сумматора и первым входом третьего компаратора, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, вторым входом подключенного к выходу четверта55. го компаратора, выход первого коммутатора соединен с информационным входом

2004933

1б ус() (. (Ю

7 / дискретизатора, выход второго компаратора - с информационным входом третьего блока задержки и вторым входом второго элемента И, выходом соединенного со счетным входом второго блока счета и так- 5 товым входом второго накопителя, выходом соединенного с информационным входом второго элемента хранения, выход которого соединен с первым входом второго делителя, вторым входом подключенно- 10

ro к выходу второго регистра, информационный вход которого подключен к выходу второго блока счета, управляющий вход третьего коммутатора, подключен к выходу третьего блока задер-. жки, а выход соединен с первым входом. четвертого компаратора и вторым входом, первого сумматора, выходом соединенного, с STopbll4 входом элемента вычитания, объединенные вторые входы третьего и чет-, вертого компараторов подключены к выходу первого блока задержки, объеди-. . ненные тактовые входы второго и третьего блоков задержки и первый вход второго . 25 элемента И подключены к тактовЬму входу устройства, объединенные входы обнуления второго накопителя и второго блока с чета - к входу обнуления устройства, соединенные тактовый вход второго элемента хранения и вход записи второго регистрак входу записи устройства, первый информационный и управляющий входы первого коммутатора являются соответственно информационным и управляющим входами устройства, второй информационный вход первого коммутатора подключен к выходу, элемента вычитания и является первым! выходом устройства, соединенные выход первого делителя и информационный вход второго коммутатора, соединенные выход второго делителя и информационный вход третьего коммутатора и выход второго сумматора являются соответственно вторым„ третьим и четвертым выходами устройства, второй вход первого и первый вход второго компараторов и третьи входы первого и второго делителей подключены к шине нулевого потенциала.

2004933

8.

М

Составитель H.Ëûñåíêo

Редактор В.Трубченко Техред M.Moðãåíòàë

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3397

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. а р

° Ч I л.Гага ина, 101