RU2006105328A - DEVICE AND METHOD FOR CORRECTION OF DYNAMIC VIDEO IMAGES - Google Patents

Claims (8)

1. Устройство коррекции динамического видеоизображения, включающее в себя связанные между собой последовательно детектор края, модуль формирования контуров, модуль формирования идеального контура, модуль определения обрабатываемой области, модуль определения ступенчатых искажений, модуль копирования изображения, первый, второй, третий и четвертый модули памяти, двумерный интерполятор и линейный интерполятор, причем выход первого блока памяти соединен со входом детектора края, выход которого связан со входом второго блока памяти, выход которого связан с входом двумерного интерполятора, выход модуля определения ступенчатых искажений связан со входом третьего блока памяти, выход которого связан со входом двумерного нечеткого интерполятора, выход модуля копирования изображения связан со входом четвертого блока памяти, который имеет двухстороннюю связь с двумерным нечетким интерполятором и билинейным интерполятором, при этом1. A dynamic video image correction device including an edge detector connected in series, a contouring module, an ideal contour forming module, a processing region determining module, a step distortion determining module, an image copy module, first, second, third and fourth memory modules, a two-dimensional interpolator and a linear interpolator, and the output of the first memory block is connected to the input of the edge detector, the output of which is connected to the input of the second memory block, the output for which it is connected to the input of the two-dimensional interpolator, the output of the step distortion determination module is connected to the input of the third memory block, the output of which is connected to the input of the two-dimensional fuzzy interpolator, the output of the image copy module is connected to the input of the fourth memory block, which has two-way communication with the two-dimensional fuzzy interpolator and bilinear interpolator, while первый блок памяти выполнен с возможностью хранения оригинального видеоизображения по кадрам;the first memory unit is configured to store the original video image in frames; детектор края выполнен с возможностью определения края оригинального изображения и передачи данных во второй блок памяти;an edge detector is configured to detect an edge of the original image and transmit data to a second memory unit; модуль формирования контуров выполнен с возможностью формирования контуров оригинального изображения из краев путем соединения ближайших участков краев;the contouring module is configured to form the contours of the original image from the edges by connecting the nearest portions of the edges; модуль формирования идеального контура выполнен с возможностью формирования идеального контура оригинального изображения путем аппроксимации контура оригинального изображения короткими сегментами;the ideal contour generating module is configured to form an ideal contour of the original image by approximating the contour of the original image in short segments; модуль определения обрабатываемой области выполнен с возможностью определения обрабатываемой области вокруг идеальных контуров оригинального изображения;a processing area determination module is configured to determine a processing area around the ideal contours of the original image; модуль определения ступенчатых искажений выполнен с возможностью определения ступенчатых искажений краев изображения с монотонным изменением яркости и передачи данных в третий блок памяти;the step distortion determination module is configured to detect step distortions of the edges of the image with a monotonic change in brightness and transmit data to the third memory unit; модуль копирования изображения выполнен с возможностью копирования пикселей оригинального изображения в результирующий кадр и сохранения результирующего кадра в четвертом блоке памяти;the image copying unit is configured to copy the pixels of the original image into the resulting frame and save the resulting frame in the fourth memory unit; двумерный нечеткий интерполятор и билинейный интерполятор выполнены с возможностью интерполяции результирующего кадра, используя данные о краях изображения и ступенчатых искажениях контуров изображения из второго и третьего и четвертого модулей памяти.a two-dimensional fuzzy interpolator and a bilinear interpolator are configured to interpolate the resulting frame using data on the edges of the image and the step distortion of the image contours from the second and third and fourth memory modules. 2. Способ коррекции динамического видеоизображения, включающий в себя следующие операции:2. A method for correcting a dynamic video image, including the following operations: сохраняют оригинальное видеоизображение по кадрам;keep the original video image in frames; для оригинального изображения каждого кадра выполняют следующие операции:for the original image of each frame, perform the following operations: определяют края оригинального изображения и сохраняют данные в памяти;determine the edges of the original image and save the data in memory; формируют контуры оригинального изображения из краев, соединяя ближайшие участки краев;form the contours of the original image from the edges, connecting the nearest sections of the edges; формируют идеальный контур оригинального изображения, при этом аппроксимируют короткими сегментами контуры оригинального изображения, представляющие собой ломаные линии, выполняя следующие операции:form the perfect contour of the original image, while approximating the short segments of the contours of the original image, which are broken lines, performing the following operations: соединяют короткими сегментами концевые точки отрезков, составляющих ломаную в случае, если расстояние между этими концевыми точками превышает пороговую величину сегмента;connect the end points of the segments making up the polyline in short segments if the distance between these end points exceeds the threshold value of the segment; для выделения ломаных участков контура, которые представляют прямые линии идеального контура, контур разбивают на два контура в точках, где угол между аппроксимирующими отрезками превышает угловую пороговую величину;to highlight broken sections of the contour that represent straight lines of an ideal contour, the contour is divided into two contours at points where the angle between the approximating segments exceeds the angular threshold value; определяют обрабатываемую область вокруг идеальных контуров оригинального изображения;determine the area to be processed around the ideal contours of the original image; определяют в обрабатываемой области ступенчатые искажения краев изображения, при этомdetermine in the processed area step distortion of the edges of the image, while определяют пиксели, составляющие область с монотонным изменением яркости, при этом сканируют каждый пиксель изображения и полагают, что пиксель (i, j) кадра k принадлежит области с монотонным изменением яркости, изменяющейся функцией на отрезке длиной не менее четырех пикселей, где первая производная

является монотоннойpixels constituting a region with a monotonic change in brightness are determined, each pixel of the image is scanned and it is assumed that the pixel (i, j) of frame k belongs to a region with a monotonous change in brightness, changing by a function on a length of at least four pixels, where the first derivative

is monotonous

- определяют, что область монотонного изменения яркости является областью ступенчатых искажений, если пиксели области монотонного изменения яркости, пересекающие контур, с одной общей стороной сдвинуты друг относительно друга;- determine that the area of the monotonic change in brightness is an area of stepwise distortion if the pixels of the area of monotonous change in brightness crossing the contour are shifted with one common side relative to each other; сохраняют данные о ступенчатых искажениях краев в память;save data on step distortions of edges in memory; копируют пиксели оригинального изображения в результирующий кадр и сохраняют результирующий кадр в память;copy the pixels of the original image in the resulting frame and save the resulting frame in memory; выполняют интерполяцию пикселей результирующего кадра, используя данные о краях оригинального изображения и о ступенчатых искажениях краев из блоков памяти, при этом:perform interpolation of the pixels of the resulting frame using data about the edges of the original image and the stepwise distortion of the edges of the memory blocks, while: строят круглую маску вокруг интерполируемого пикселя;construct a circular mask around the interpolated pixel; интерполируют пиксели внутри пиксельной маски посредством двумерного нечеткого интерполятора, а пиксели снаружи используемой пиксельной маски посредством билинейного интерполятора по следующей формуле:interpolate the pixels inside the pixel mask using a two-dimensional fuzzy interpolator, and the pixels outside the used pixel mask using a bilinear interpolator according to the following formula:

где N - количество пикселей внутри маски; μ_{coeff i} - интерполяционный коэффициент пикселя оригинала i, который вычисляют по методу Мамдани, Brightness_i - яркость оригинального пикселя i.where N is the number of pixels inside the mask; μ _{coeff i} is the interpolation coefficient of the pixel of the original i, which is calculated by the Mamdani method, Brightness _i is the brightness of the original pixel i. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют края исходного изображения с помощью алгоритма SUSAN.3. The method according to claim 1, characterized in that the edges of the original image are determined using the SUSAN algorithm. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют края исходного изображения с субпиксельной точностью.4. The method according to claim 1, characterized in that the edges of the original image are determined with subpixel accuracy. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяют короткими сегментами концы ломаных линий, в случае, если расстояние между концами превышает пороговую величину сегмента, равную четырем пикселям.5. The method according to claim 1, characterized in that the ends of the broken lines are connected in short segments, if the distance between the ends exceeds a threshold segment value of four pixels. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаляют соседние короткие сегменты, соединяющие концы ломаных линий, если угол между ними превышает предопределенную угловую пороговую величину, равную трем пикселям.6. The method according to claim 1, characterized in that adjacent short segments are removed connecting the ends of the broken lines if the angle between them exceeds a predetermined angular threshold value of three pixels. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют обрабатываемую область вокруг идеальных контуров, минимальная длина которых больше двадцати пикселей и доля которых составляет одну треть от всех контуров изображения.7. The method according to claim 1, characterized in that the processed area around ideal contours is determined, the minimum length of which is more than twenty pixels and the proportion of which is one third of all image contours. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что определяют обрабатываемую область шириной восемнадцать пикселей вокруг идеальных контуров.8. The method according to claim 7, characterized in that it determines the processing area with a width of eighteen pixels around ideal contours.