Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P16

Chia sẻ: Cinny Cinny | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

125
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các mạch điện khác sẽ chuyển các giá trị của ai đến đầu ra của chúng. Nếu, nói một cách khác, a0 không bằng maxi, thì đầu ra của các bộ vi phân sẽ không bằng không. Các mạch điện tuyệt đối sẽ tạo ra một giá trị có thể để mở các chuyển mạch sw01 và sw02. a 0 bây giờ sẽ theo dây 0, và giá trị cực đại, maxi, sẽ bị chuyển tới mạch điện con tiếp theo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P16

điện vào trong điện trở R0, điện áp trong dây 0 sẽ bằng 0, và nó thay thế cho a0. Các mạch điện khác sẽ chuyển các giá trị của ai đến đầu ra của chúng. Nếu, nói một cách khác, a0 không bằng maxi, thì đầu ra của các bộ vi phân sẽ không bằng không. Các mạch điện tuyệt đối sẽ tạo ra một giá trị có thể để mở các chuyển mạch sw01 và sw02. a 0 bây giờ sẽ theo dây 0, và giá trị cực đại, maxi, sẽ bị chuyển tới mạch điện con tiếp theo. Chú ý rằng R0 = R1 = … = R8. Chú ý rất nhiều phần tử trong mạch điện bao gồm các khối của hình 16.39 được biết, nó rất dễ cho bài tập xây dựng mạch điện cho lọc trung vị. Chú ý rằng trong hình 16.39 các m ạch điện 2 đến 5 có cùng một thiết kế. Cấu trúc này hoàn toàn là một cấu trúc pipeline. Rõ ràng thiết kế này có th ể dùng cho xử lý video thời gian thực. Bài tập 16.8 Đưa ra một mô phỏng SPICE trên các mạch của hình 16.41 và 16.42. Cho các khuếch đại thuật toán dùng các tham số của một kiểu video mà thường được tìm th ấy trong sổ tay cung cấp bởi nhà sản xuất. 16.10 Nhân đôi số dòng quét trong máy thu TV trong EDTV thời gian thực Lọc 2-D thời gian thực làm độ nổi các chi tiết như trong hệ thống truyền hình EDTV đề cập trong chương 14. Khái niệm này đòi hỏi một số dòng nhân gấp đôi số dòng tại m áy thu so với các tiêu chuẩn truyền h ình thông thường. Nó sẽ cho ta các TV các các ảnh chất lượng cao hơn mà không cần thiết chi phí để chuyển sang hệ truyền h ình HDTV. Các chuẩn HDTV có rất nhiều vấn đề, một trong số đó là kh ả năng tương thích với các hệ truyền h ình trước. Các vấn đề khác của HDTV đã được đề cập trong chương 14. Nếu chúng ta giữ lại các tiêu chuẩn truyền h ình hiện nay và thiết kế các TV như HDTV, chúng ta sẽ có được chất lượng ảnh truyền hình như trong HDTV mà không cần thay đổi hệ truyền hình. 452
H ình 16.44 Phóng đại ảnh. Để nhân đôi số dòng trong xử lý thời gian thực đòi hỏi một số kỹ thuật thiết kế mạch mới. Chúng ta sẽ dùng một ph ương pháp nội suy mảng cung cấp trong chương 7 (hình 7.8), theo sau bằng một bộ lọc thông cao 2-D (HPF) thiết kế để loại trừ các tác động mờ trong nội suy. Có thể nhắc lại, phép nội suy có thể thực hiện bằng lọc FIR, và HPF, mà sẽ phụ thuộc vào chọn lựa nội suy mảng và không trên ảnh, có thể thiết kế qua các phương pháp trong chương 10 trên ảnh hoặc đ ơn giản bằng các thử nghiệm và sửa sai (xem 8.2 trong chương 8). HPF cũng có thể thay thế bằng một LPF theo sau một HPF như miêu tả trong ph ần 8.4 (chương 8). Nguyên tắc có thể miêu tả bằng sơ đồ khối trong hình 16.44. Sơ đồ có thể biểu diễn theo: 1. Một số hoá từ ảnh (512  512 điểm) được viết trong bộ nhớ đọc/viết tại một vùng b ất kỳ n ào bên trong được cho hàng và cột. 2. Ảnh được đ ưa ra và đưa qua một mảng nội suy (thực hiện như một bộ lọc FIR) đ ể cung cấp chúng ta một ảnh có độ phân giải nhân đôi. Vì thế, một ảnh 1024  1024 được định dạng. 3. Đầu ra của các bộ lọc FIR đ ược cho qua HPF để cung cấp một ảnh rõ nét h ơn. 4. Ảnh được chuyển sang dạng tương tự và hiện lên một m àn hình 1024  1024. 5. Để thời gian đọc ảnh vào bộ nhớ (1/30 giây) bằng thời gian viết ảnh ngoài bộ nhớ, lúc đọc phải gấp bốn lần tốc độ mà ảnh được viết trong bộ nhớ. Chú ý rằng: 453
1 1 1   sec write time = 60 60 30 1 = x512x512 f Ở đây f = tần số lấy mẫu của tín hiệu vào = 512/H, ở đây H là một dây trễ. Ảnh trong chuẩn NTSC đư ợc chia làm hai ảnh và m ỗi ảnh được viết trong thời gian thực hoặc 1/60 giây. Nếu f1 là tần số m à ảnh được đọc ra ngoài bộ nhớ, thì 1 1024 1024 read time = f1 4  512  512 = f1 Nếu thời gian đọc sẽ bằng thời gian viết, thì f1 = 4 f Phương pháp này sẽ thích hợp cho các ứng dụng xử lý không thời gian thực. Nó có khả năng xử lý một ảnh một lần, và không một dãy ảnh đến tại tốc độ 30 khung hình/giây. Khi đọc từ bộ nhớ R/W và đang xử lý ảnh hiện tại chúng ta không thể xử lý nối tiếp ảnh. Lý do là chúng ta không thể đọc và viết cùng một thời điểm vào bộ nhớ. Vì thế khi đọc một ảnh ra ngo ài bộ nhớ, chúng ta ph ải tìm cách nào đó để viết ảnh tiếp theo. Giải pháp là dùng hai m ảng bộ nhớ như trong hình 16.45. “Thanh ghi đ ịa chỉ chế độ viết” quản lý quét xen kẽ và viết vào vị trí xấp xỉ trong bộ nhớ R/W cho trong hình 16.44. “Thanh ghi địa ch ỉ ch ế độ đọc” đọc 1-MB m ảng bộ nhớ tại gấp bốn lần tốc độ nó đ ược viết. Phép nội suy và lọc HP xử lý gấp bốn lần tần số lấy mẫu dòng f. Ảnh ra là một ảnh 1024  1024, với một ảnh mới tất cả 1/30 giây. Sự sắp xếp trong hình 16.45 là toàn b ộ khi đọc một ảnh đư ợc đưa ra từ một mảng bộ nhớ, viết ảnh 454
tiếp theo được đưa ra từ một mảng bộ nhớ khác, và vì vậy không có ảnh nào bị mất trong khi xử lý. Sự chỉ rõ f trong hình 16.45 dựa trên tần số lấy mẫu dọc theo một dòng và 1/H cho tần số dòng. H ình 16.45 Gấp đôi ảnh trong thời gian thực; f là tần số lấy mẫu, H là khoảng thời gian của một dòng quét ngang. Theo sơ đồ 16.45 chúng ta sẽ thấy: ảnh quét được chuyển sang dạng số qua bộ biến đổi A/D. R / W là một xung nhịp với chu kỳ bằng hai khung hình, cụ thể 1/30 + 1/30 giây = 1/15 giây. Nó là “cao” cho 1/30 giây và “th ấp” cho 1/30 giây tiếp theo. Khi R / W cao, m ảng bộ nhớ cao R/W trong sẽ trong chế độ viết, và mảng bộ nhớ thấp sẽ trong chế độ đọc. Ảnh vào được viết ở tần số lấy mẫu f và 1/H. ảnh trước đó, sẽ được chứa trong mảng bộ nhớ thấp nhất, và được đọc tới bộ lọc nội suy tại tần số 4f theo hướng x (theo một hàng) và 2/H theo hướng y (gấp đôi tần số dòng). Chú ý rằng nếu H1 là tốc độ quét tại các dòng được đọc ra ngoài từ bộ nhớ (dây trễ cho ảnh ra), thì 1 2 ho ặc  H  512  H1  1024 H1 H Một sơ đồ chi tiết cho thanh ghi địa chỉ chế độ viết đ ược cho trong hình 16.46a. Thanh ghi x tạo ra các địa chỉ bằng 2n (n = 0,1,2,…,511), và thanh ghi y tạo ra các địa chỉ từ 4m cho ảnh 0 và 4m + 2 cho ảnh 1 (xem hình 16.46b). Chú ý là một khung hình thì gồm hai ảnh con cung cấp chu kỳ 1/60 cho mỗi khung. Điều này cho phép loại bỏ hiện tượng rung hình, và cùng một thời gian cho phép tín hiệu video truyền trong dải băng 5.5 MHz thay thế cho dùng dải băng 11 MHz. Bởi vì LSB cho địa chỉ x được đặt về không, địa chỉ x sẽ còn lại một số đòi hỏi. Thanh ghi Y, nói một cách khác, có các bit của nó tại vùng 0 và 2 được đặt bằng 0, trong khi bit 1 xen kẽ giữa 0 và 1 với xung đồng bộ mành. Cho ảnh 0, b it 1 là 0, và cho ảnh 1, bit 1 được đặt lên 1 qua bộ đếm 1 bit. Điều này đ ỏi hỏi một địa chỉ y. 455
Hình 16.46 (a)Thanh ghi địa chỉ chế độ viết; (b) Định vị trong bộ nhớ R/W trường 0 và trường 1 đư ợc ghi ở đó. H ình 16.47 Thanh đ ịa chỉ chế độ đọc. Một sơ đồ chi tiết cho thanh ghi địa chỉ chế độ đọc được cung cấp trong hình 16.47. Bộ đếm 10 bit đ ược kích bằng xung nhịp có tần số 4f cho bộ đếm X và 2/H cho bộ đếm Y. Cần phải chú ý là bộ đếm X và bộ đếm Y được xoá dùng xung đồng bộ mành cho cả thanh ghi địa ch ỉ chế độ đọc và viết. Phần cứng mô phỏng giả thiết nội suy theo sau một HPF. Ph ương pháp này được mô tả trong chương 9, phần 9.8 (xem hình 9.11) cũng có thể thực hiện dùng cùng một kỹ thuật phần cứng, với chấp nhận rằng HPF được thay thế bằng bộ lọc thông thấp IIR toàn bộ các hệ số cho trong bảng 9.3, và bộ lọc nội suy là một mảng sao lại 2  2. Một bộ lọc thông thấp có thể dùng để nội suy như miêu tả trong chương 8. Chú ý rằng, mặc dù thiết kế đ ã được đưa ra cho nhân đôi ảnh lên 1024  1024 điểm từ 512  512 điểm, nó yêu cầu chỉ thay đổi nhỏ khi cần chuyển sang 700  525 điểm trong chuẩn NTSC. Nó cũng áp dụng lên bất kỳ chuẩn truyền hình nào, nh ư cả PAL và SECAM. Thiết kế trên yêu cầu dùng hai mảng 1 MB bộ nhớ. Phần cứng có thể phát triển lớn hơn nếu một thực hiện mà hầu hết các phương pháp không gian cho phóng đại ảnh thay thế bởi lọc 2 -D. Cho ví dụ, nội suy dùng hàm chuông là cơ bản thay thế cho một hàm b ậc ba. Nội suy dựa trên các phương pháp lấy mẫu được thay thế theo bởi một bộ lọc thông thấp 2-D vuông đối xứng. Thay thế cho việc dùng hai m ảng bộ nhớ 1-MB chúng ta có thể viết ảnh trong 2 mảng bộ nhớ 512  512 như giới thiệu trong hình 16.48. Các bộ đếm cho các thanh ghi địa chỉ trong chế độ viết được thiết kế để viết hai ảnh trong một khung 456
hình vào trong một mảng bộ nhớ mà các điểm được viết vào các vị trí thực sự của chúng trên ảnh. Các bộ đếm cho các thanh ghi địa chỉ trong chế độ đọc cho phép mỗi điểm được hiện thị lâu vừa đủ để nó có thể được gấp đôi bằng bộ lọc và mỗi dòng được đọc hai lần. Quá trình này tương đương với việc sao thêm một bản. Nếu bộ lọc hoạt động với tần số 4f, thì bộ đếm X sẽ đếm tại một nửa tần số đấy hay là 2 f. Đầu ra của mỗi dòng được gấp đôi, bộ đếm Y sẽ đếm tại tần số 2f f 1   1024 512 H 457