[其他]核化圖象表示信號的改進系統

在審

• 申請號: 101985000003453
• 申請日: 1985-04-30
• 公開（公告）號: CN1003413B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發明（設計）人: 柯蒂斯·雷蒙德·卡爾森;愛德華·霍華德·艾德森;查爾斯·哈蒙德·安德森
• 申請（專利權）人: RCA有限公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 許新根

一個系統（圖２）可憑借下述三個措施降低圖象顯示中的噪聲而不至引起明顯的不良后果。這三個措施是：（１）利用一個無振蕩、無假頻、定位變換、倍頻程帶寬的頻譜分析儀（２００）以取得各個子頻譜信號（Ｉ_d…Ｉ_N）。（２）利用分散的核化裝置（２０２－１…２０２－Ｎ）以核化一個或多個被分解的子頻譜信號。（３）利用一個具有一個或多個無振蕩、無假頻濾波器（２０４－１…２０４－Ｎ）的合成器（２０６），以便從全部子頻譜信號中得出一個輸出圖象表示信號（Ｉ_R）。

本發明涉及利用核化技術的圖象處理系統，以降低圖象表示信號中的噪音成份，例如用于電視圖象信號。特別是，本發明在降低系統的噪音成份時并不明顯的假頻或其他假間隔頻率成份引入圖象表示信號中。

核化是一種大家熟知的，用于降低圖象表示信號噪音成份的技術。核化就是有選擇的，只允許絕對幅度超過某一設定值的圖象表示信號通過。核化是一個非線性過程，它本來會虛假諧波和交互調制的間隔頻率成份引入圖象表示信號中。這些虛假間隔頻率成份的功率會隨值的增加而增加。因此，核化值的選擇應在兩者間進行折衷：值應足夠大以降低噪音成份，同時又不能過大，以免引入過多的虛假間隔頻率成份。

對于一個顯示圖象的觀察者來說，圖象表示信號的噪音成份所造成的影響取決于兩者：（1）顯示圖象中噪音成份和信號成份的間隔頻譜的相對大小，（2）在感受噪音方面人們視覺系統的習性。

已知人們的視覺系統在計算發光圖象的原始間隔頻率組成的，靠的是把間隔頻率信息分割成許多相鄰而重疊的間隔頻帶。每個帶寬大致是一個倍頻程，而每個頻帶的中心頻率與相鄰頻帶中心頻率大致是兩倍的關系。研究表明，約有7個頻帶或“通道”跨越人們視覺系統的0.5-6循環/度的間隔頻率范圍。又進一步發現，發生在人們視覺系統中的間隔頻率處理是按空間定位的。因此每個間隔頻率通道中的信號是按圖象的小分區進行計算的。這些分區相互重疊，并在特定頻率上大致有兩個循環的寬度。如果用-正弦波光柵圖象作為測試圖案，則可發現，正弦波光柵圖象的對比-靈敏度函數隨著圖象間隔頻率的提高而迅速傾斜。這就是說，高的間隔頻率需要高的對比度（在30循環/度時約為20%），而較低的間隔頻率需要相當低的對比度（在3循環/度時約為0.2%）。已經知道，人們視覺系統觀察正弦波光柵圖象（該圖象在值之上）的對比度變化的能力，在較低的間隔頻率時優于較高的間隔頻率的情況，特別是，人們的平均特質是，為了正確地鑒別對比度變化的75%，對一個3循環/度的正弦波光柵來說，需要變化對比度12%，而對一個30循環/度的光柵來說，則需變化對比度30%。

基于人們視覺系統的功能，顯而易見，一個倍頻程間隔頻帶中較高的信噪比（S/N）易于掩蓋噪聲（即對觀察者來說，噪聲是可以忽略的），而對于較高的間隔頻率倍頻程來說，這種掩蓋效果就更為顯著。這是因為在較高的間隔頻率下，人們視覺系統在對比靈敏度和對比變化靈敏度兩方面都有所下降。另一方面，一個相當小的高間隔頻率噪音成份疊加到一個幾乎均勻的背景上（此背景包含直流的或甚低間隔頻率的視頻成分），是易于被人們視覺系統觀察到的。這一點很重要，因為真實世界的圖象在兩個正交維上，大部分都有一個間隔頻譜，此頻譜含有大量較低的間隔頻率信號能量，只有一小部分高頻信號能量。這將使任何高間隔頻率噪聲變得特別明顯。

如果只有一個核化裝置用來核化一個輸入圖象表示信號的全部間隔頻譜，則所選定的值很可能太小而不能滿意地降低該間隔頻譜的一個或多個倍頻程部分中的明顯的噪音成份，而同時在該間隔頻譜中的其他一個或多個倍頻程部分，值又會顯得過高，致使過多數量的虛假間隔頻率成份被引入顯示圖象中。

這一問題可用下述辦法解決，首先將輸入圖象表示信號的頻譜進行分解，使之歸入若干個相鄰的子頻譜帶中。然后分別逐個核化這些頻帶，使每個頻帶對應一個適宜的值。最后將這些被核化的頻帶合成為一單個的輸出圖象表示信號，并由此信號得出顯示圖象。

本發明參考了美國Powell1984年4月10日發表的第4442454號專利。

本發明的圖象處理系統可使輸入圖象表示信號頻譜中出現的任何噪音成份在輸出信號頻譜中得到降低。而避免在輸出圖象表示信號頻譜中引入明顯的假頻或其他虛假間隔頻率成分。因此本發明不需要為了降低噪音而對處理本身的值得注意偽差有所顧及。