[其他]核化图象表示信号的改进系统

说明书

本发明涉及利用核化技术的图象处理系统，以降低图象表示信号中的噪音成份，例如用于电视图象信号。特别是，本发明在降低系统的噪音成份并不明显的假频或其他假间隔频率成份引入图象表示信号中。

核化是一种大家熟知的，用于降低图象表示信号噪音成份的技术。核化就是有选择的，只允许绝对幅度超过某一设定值的图象表示信号通过。核化是一个非线性过程，它本来会虚假谐波和交互调制的间隔频率成份引入图象表示信号中。这些虚假间隔频率成份的功率会随值的增加而增加。因此，核化值的选择应在两者间进行折衷：值应足够大以降低噪音成份，同时又不能过大，以免引入过多的虚假间隔频率成份。

对于一个显示图象的观察者来说，图象表示信号的噪音成份所造成的影响取决于两者：（1）显示图象中噪音成份和信号成份的间隔频谱的相对大小，（2）在感受噪音方面人们视觉系统的习性。

已知人们的视觉系统在计算发光图象的原始间隔频率组成的，靠的是把间隔频率信息分割成许多相邻而重叠的间隔频带。每个带宽大致是一个倍频程，而每个频带的中心频率与相邻频带中心频率大致是两倍的关系。研究表明，约有7个频带或“通道”跨越人们视觉系统的0.5-6循环/度的间隔频率范围。又进一步发现，发生在人们视觉系统中的间隔频率处理是按空间定位的。因此每个间隔频率通道中的信号是按图象的小分区进行计算的。这些分区相互重叠，并在特定频率上大致有两个循环的宽度。如果用-正弦波光栅图象作为测试图案，则可发现，正弦波光栅图象的对比-灵敏度函数随着图象间隔频率的提高而迅速倾斜。这就是说，高的间隔频率需要高的对比度（在30循环/度时约为20%），而较低的间隔频率需要相当低的对比度（在3循环/度时约为0.2%）。已经知道，人们视觉系统观察正弦波光栅图象（该图象在值之上）的对比度变化的能力，在较低的间隔频率时优于较高的间隔频率的情况。特别是，人们的平均特质是，为了正确地鉴别对比度变化的75%，对一个3循环/度的正弦波光栅来说，需要变化对比度12%，而对一个30循环/度的光栅来说，则需变化对比度30%。

基于人们视觉系统的功能，显而易见，一个倍频程间隔频带中较高的信噪比（S/N）易于掩盖噪声（即对观察者来说，噪声是可以忽略的），而对于较高的间隔频率倍频程来说，这种掩盖效果就更为显著，这是因为在较高的间隔频率下，人们视觉系统在对比灵敏度和对比变化灵敏度两方面都有所下降。另一方面，一个相当小的高间隔频率噪音成份叠加到一个几乎均匀的背景上（此背景包含直流的或甚低间隔频率的视频成分），是易于被人们视觉系统观察到的。这一点很重要，因为真实世界的图象在两个正交维上，大部分都有一个间隔频谱，此频谱含有大量较低的间隔频率信号能量，只有一小部分高频信号能量，这将使任何高间隔频率噪声变得特别明显。

如果只有一个核化装置用来核化一个输入图象表示信号的全部间隔频谱，则所选定的值很可能太小而不能满意地降低该间隔频谱的一个或多个倍频程部分中的明显的噪音成份，而同时在该间隔频谱中的其他一个或多个倍频程部分，值又会显得过高，致使过多数量的虚假间隔频率成份被引入显示图象中。

这一问题可用下述办法解决。首先将输入图象表示信号的频谱进行分解，使之归入若干个相邻的子频谱带中。然后分别逐个核化这些频带，使每个频带对应一个适宜的值。最后将这些被核化的频带合成为一单个的输出图象表示信号，并由此信号得出显示图象。

本发明参考了美国Powell1984年4月10日发表的第4442454号专利。

本发明的图象处理系统可使输入图象表示信号频谱中出现的任何噪音成份在输出信号频谱中得到降低，而避免在输出图象表示信号频谱中引入明显的假频或其他虚假间隔频率成分。因此本发明不需要为了降低噪音而对处理本身的值得注意伪差有所顾及。

插图的简要说明

图1所示二图形分别表示一个“砖墙”形滤波器特性和一个逐渐倾斜的滤波器特性。

图2为本发明的理想化实现的功能方块图。

图2a所示为图2中的频谱合成器的变形。

图3a示出一个Burt    Pyramid频谱分析仪，它在具体实现图2中的频谱分析仪是有用的。

图3b示出一个Burt    Pyramid合成器，它在具体实现图2a中的频谱合成器时是有用的。

图4所示图形为7个输入倍增系数核心权函数的基本频带包络线图，这7个系数具有各自的数值。

图5为图2所示核化装置较优实现方法的方块图，该装置适宜于核化一个视频信号，而这个信号是用来限定一个被扫描的二维电视图象的。