Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 38
Текст из файла (страница 38)
5.15. Ци$роаоа у.корректор (о) и ого характцикхииа иреоарааоааави (В) П5 174 воспрпатнп. Нзаествы Разлнчвые методы ввдовзменення гистограмм [2Ц. Волн дошо элементов входного пзображевня (свпыла), квюь товавная яркость которых соответствует уз иу уровню (7'=1, 2, ..., р), обозначить Нг(7), а выходного — Ни(к), где й=1, 2, ..., К, то преобразовавде гистограммы опйсывается оператором Н (7)=»Н (й). Прн формировании равномерной гвстограммы Ю~~(к)в 1!К в процессе преобразования обьедввюот элементы соседнйх интервалов квантования Н«(7) так, побы суммарный результат минвмально отличался от 1/К, напрвмер, Н«(1)+Н (2)+Н (3)- -»Ни(1) н т. д., как указано па рас.
5.1б [10]. Все объединенные элементы (ппрйховка) относят к одвнаковому новому уровню яркости, выбранному в середвне нового внтервала квантования. Эту процедуру повторяют, начвнаа с уровней мвнвмальвых яркостей и кончая максвмальнймв. Прн большом чвсле уровнев пеавтовання походного нзсбраження удается лолучнть практически равномерную гвстограмму.
Как было показано и гл. 3, апертурные искаженна, вознвкающие в процессе формирования свгвала пзображенна, приводят к уменьшению крупюны резких перепадов яркостн, уменьшепвю глубины модуляция сигнала на мелик деталях взобраввнпа. Этн нскаженвя касаются как вертикальных перепадов яркостн, так н горюонтальных. Овн аналогичны искажениям, вызванным спадом частотной характервствкв усвлвтелей сигнала изображения в области высокпх частот. Вместе с этим существует в различие в характере нскаженвй — в усилителях частотные нскаженпя сопровождаюпж фазовымв, в то время как прв симметричной апертуре разлагающего элемента фазовые искажения сигнала ле вознвкают, что необходвмо учитывать прн построения корректоров свгнала.
Длл коррекиии ииервуриых искаже- ний в аналоговых устройствах чаще всей го используются днфферевцарующне цепи. Предполагаетса, что апертурная характернспека преобразователя пзображенна аппрохснмнруется четной функцней вида «,(о7)=ехр[-(адв,)'], где ве — частота, на которой амплитуда сигнала уменьшается в е раз нлв (5.!). Корректирующее устройспю должно иметь обратную характернствку передачн,т.
е. (5.2). Такую харакгчрвстнку передача можно сформнроаать ках сгтмму частотных характеристик а,(ге~в~), и, (ш(в~), ..., Рк1бу . е . ЭвхаР Р ° У б ОЧ- еееоееа «ееиееиииеиа е»и» ны прв помощв двфференцнрующпх це. еги пей: две последовательно включенные 17б двфференцврующне пепи приводят к характерно«вне вида К(в)=вел, а четыре — вида К(в)=а ве. На этих прннцнпах основано построевве многочнслевных аналоговых апертурных корректоров [20]. Рвхмотревный вариант корректора осущеспшяет коррекцвю свгнала в горпзовпшьном направленан (вдоль осн х).
Лучшие результаты можно получвп на базе двумерных корректоров, осуществвпощвх преобразования дискретных сигналов пзображення, соответствующвх отдельным элементам взображенва [1О]. Подчеркпвавве границ перепадов яркости можно получить, выполняя днскретаую фпльтрашпо согласно соотношеппго, аналогичному (5.32). С этой целью осуществлаетса даскрегпаа свертка массива отсчетов свгнала нзображениа г(Ц) размером Н х Н с массивом Н размером Ь х 2, Формяруегса массне Д размера Мх Мг ег и (4(в,, в,)=ч~Г ~з(1ЯН(Ь), в,, вг), $17! где ядро оператора Н(1, ~, в,, в,) представляет набор весовых коэффициентов. Дйскретааа фнльтрацна, осуществляющая подчеркввавве гранил, как вертикальных, так н гориэовтальньп, реалвзуется в случае нспользоваввя типичных масок длл высокочастотной фильтрации: 1-2 1 ;Н,= -2 5-2 1-2 ! -1 -1 -1 -1 9-1 -1 -1 -1 0-1 0 -1 5 -1 0-1 0 : Нз= (5.33) Как вндно, в первом случае используются снгналы четырех соседних элементов, во втором н третьем — восьми, причем во всех случаях сумма элементов маска равна едипвце.
Пример построения двумерного апертурного корректора, осуществляющего коррекшпо в соответстввн с оператором Н„приведен на рнс.5.17. Как видно, основными элементамн являются сданговые регистры Т, н т, осуществляющне задержку спгнглов на время передача строки (Т,) н элемента (т) взобрюкенвя. В сумматоре Е осуществлжтся алгебраическое сложенне снгвалов после перемножепва вх с соответствующими аесовымв коэффшшм~.
Перемпожвтелн не указаны на схеме, весовые мвожнтелн, соответствующве оператору Н„указаны в кружках. Обозючення свгналов г(2), ..., 5(4), ... соответствуют апертуре 3 х 3, указанной на рнс. 5.17. Более сложные алгоритмы коррекцвн (Нм Нз '1 др ) можно реализовать путем непользования дополнительных сдвиговых ос«петров.
Схемы реальных цвфровых апертурных корректоров, в том числе программнруемых на различную степень коррекции по полю 177 ! 1 л г ' г(9) — );гЯ~>в, то г (9)=- ~гЯ. вьа в во В общем случае алгоритмы шумоподавления авалогычвы используемым в цифровых апертурвых корректорах (5.33).
Примеры сглзжввающвх масок, используемых для шумоподавлеввя: 111 111 121 Не=- 1 1 1;Не=- 1 21;Нс=- 24 2 111 111 121 Рос. 552 Сгручтурехе схема леумероого егаргурхого хсррехгсре юображеывя (ыа перыфервв требуется болыпая глубыва коррекции), адаптиввых к шумам и сыпиле взображелыа в др., приведены в (21, 23). Шумолгь)гвивмли — устройства, позваляюппю в конечном счете умепьшвть степень заметыосты шума в телеаюиоввом жзабражо ввя. Наряду с шумами, вазвыкающнми в процессе формяроааывя, усылеввл я передача свгвалов взображеывя, шумоподаавтели сывжают степевь влваввя ва качество взображевыа таках помех, как дефекты ввдеазалвсей, киыовзображеывй и др.
Для свыжевяя уровня шумов ыспользуют обработку юображеыия. Шум пространственно декоррелвравм, в в ега спектре содержатся более высокие прастраыствевные частоты, чем в спект(ж реального изображения. Следовательно, эффективным способом свикеывя шумов может служить ыязкочастотваа фильтрация. Прастравпвеиную фыаьтрацвю шума в горызовтальыам шшравлевиы осуществляют пугем выбора олтымальнай полосы частот с точки зреввя максвмаль~ого ослаблеввя высокочастотных компоыевтов помех ы достаточного воспровзведевыя высокочастотных составашащих свгвала взображеввя. Прастравствеввую фвльтрацвю шума в вертвкальвом ваправлеыви осущсспагяют с помощью цифровой гребенчатой фильтрации (ослаблевве мощности шума в диапазоне частот, эакщачеввых между частотамы, кратвымв частоте строк) 12Ц.
В цифровых шумоподавителях методы прастравствеввой обработав юображевый используются достаточно широко (!О). Жлы свгвал злемевта, вапрвмер г(9) ва рис. 5.17, превышает ва заданную пороговую велвчвыу е среднее злачевые сыгвалов соседних элемеытов, то чаще всего зто может быль вызвано процессамв случайного характера. Свгвал г(9), соответствующий рассматрвваемому элементу, целесообразно замеывть на г (9) — среднее зыачел ме свгвалов соседввх элементов, т.
е. если Лучшие результаты шумоподавления можно получвп, вспальзуя методы статвствческой фильтрации, учитывающие статвствческые свойства ржсматрвваемьгх классов юображеывя, а также асобевыосты аоспрмпи юображевий. Врсмешйе методы шумоподаалеввя вспольэуют корреляцвоывые связы последовательных во времеви серий жюбрашввй (кадров). В зтвх алгорвтмах попользуются свгвалы элемевтов следующвх адан за друпм кадров. Увелвчевве отвошевм сыгвал/шум в таких шумоподавытелях сопровождается свивевыем чегкаств изображения двжыущвхся объектов.
Схемотехввческая реализация времеввйх методов требует ыспользовения цифровой памати ыа одвв влв весколько кадров дла обеспечевм доступа к злемевтам различных кадров. Для умевьшепвя влыявм работы шумоподаввтела ва четкость двжкущвхся юображеввй вспальэугат детекторы дввввввя, которые отключают сыстему шумоподавлеввя прв передаче деталей взображеввя, скороеп двккевм которых превышает задаввую, т.
е. шгходвтся компромвсс между сввжеввем качества передачв даыжущвхся обмктав по четкости в по зашумлевыаств [2Ц. В алагемах вещательного телевыдеым широко вспользуегся процедура хемавцраааюгл — перекщочеввя ысточыыков свгвалоа взображеввя. Во времеви эта операцм может проюводвться скачкообразно (во время кадрового гасящего ввтервала) влв путем пламой замены одвога взображеввя другам. Прымер простейшего мюллера приведен ва рыс 5.1й (2Ц. Оы осуществляет плавное переююченве рр Рас. 5ЛВ. Огрухгуроех схоеи юншере ф) е) г) рве.
5.19. Форпвровпже ввлеовффеееов сигнала Ьго всточюка ва у'й в течевве задаввого времени, вапрвмер за время передачи по кадров. С этой целью с помощью коммутатора выблраютол переключаемые всточввкв свпылов г, в гь а мвкшвровавве осуществлшот в соответстввв с выражеввем г =(1-аи)г,+аиг, (5.34) где и=(0, и,); а — козффвцвевт, определяющий скорость переключеввя (0<а<1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
