Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P3

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

Thêm vào BST

Báo xấu

91
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một ảnh, được tạo ra từ một tín hiệu quang học, được chuyển sang tín hiệu điện qua một bộ biến năng đặc biệt đặt trong camera. Các phần tử nhậy ánh sáng của camera chuyển các cảnh thành các phân bố độ chói để chuyển đổi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P3

Vì vậy, đáp ứng tần số của tín hiệu chói qua bộ lọc răng lược được cho bởi VL ( j )  1  e  jH (14.8) Vin ( j ) Đáp ứng biên độ được tính là: VL ( j )  (1  cos H ) 2  sin 2 H Vin ( j )  H  (14.9)  2 cos  2 Thông thường đáp ứng màu được định nghĩa là Vc ( j  )  1  e  jH (14.10) Vin ( j ) Vc ( j ) H (14.11)  2 sin Vin (i ) 2 Một bộ lọc trễ 2H đư ợc cho trong h ình 14.14. Đáp ứng biên độ của nó được cho bởi VL ( j )  e  jH (1  cos H ) (14.12) Vin VL + (Độ chói.) Vin Trễ 63.555 s VC - màu. Sóng 1 mang  63.555s = H 15734.26 Tín hiệu Tín hiệu một dòng ngang. độ chói. màu. f f f f f f f f f f f 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 fH  405 2 Vc ( j ) Vin ( j ) 
H ình 14.13 Sơ đồ đơn giản bộ lọc răng lư ợc trễ 1H. Có thể rút ra trực tiếp từ các nghiên cứu về hệ thống số là bộ lọc răng lược thực tế là một bộ lọc số với chu kỳ mẫu là H. Một hệ thống số với chu kỳ lấy mẫu là H sẽ lặp lại với tất cả 2/H radian/giây. Một ý tưởng cơ bản cho một bộ lọc răng lược là lọc thông thấp cho tín hiệu chói và lọc số thông cao cho tín hiệu m àu. Chúng ta có th ể rút ra một thiết kế tốt hơn hai kiểu bộ lọc trên dùng các kiến thức của chúng ta về bộ lọc số. Chương trình thậm chí có thể thiết kế bộ lọc 2-D tuần hoàn đối xứng răng lược m à có thể phân chia hai tín hiệu chói và tín hiệu m àu, cộng thêm các nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng ảnh theo mọi hướng. Chú ý là răng lược đòi hỏi không d ưới 2.0 MHz. Sự không thẳng hàng của các bộ lọc răng lược có thể gây nên sự thiếu màu thậm chí mất m àu. Để không làm mất các tín hiệu chói, bộ lọc răng lư ợc không được áp dụng trên một dải dưới 2 MHz. 406
Vin -1/2 1H – trễ 1H – trễ VL  1 (a) -1/2 VL ( j ) Vin 1 (b) 2 fH 2f  H ình 14.14 Bộ lọc trễ 2H răng lư ợc. Bài tập 14.1 1. Thiết kế bộ lọc 2 -D FIR pha tuyến tính, dùng thiết kế bộ lọc FIR cho trong chương 8, xấp xỉ bộ lọc răng lược vói đặc tuyến biên độ tần số theo hướng H cho b ởi F ( H , V )  1  H   / (2 H ) F ( H , V )  0  / (2H) <  / H 2. Lặp lại dùng 2-D lọc IIR pha tuyến tính. 14.6 Các dây trễ Một dây trễ là một thanh ghi dịch tương tự mà có kh ả năng chứa ho àn toàn một dòng của video. Hiện nay có hai kiểu dây trễ cho bộ lọc răng lược. Chúng ta cũng dùng hai dây trễ n ày khi chúng ta đề cập đến bộ lọc 2-D tương tự. Các kiểu dây trễ n ày là dây trễ thuỷ tinh siêu âm và kiểu thiết bị ghép (CCD). Các dây trễ thuỷ tinh siêu âm là một vật liệu áp điện cơ b ản thiết kế cung cấp một thời gian trễ cho các dòng quét ngang. Nó tương tự như các thanh ghi d ịch số ngoại trừ nó làm việc trực tiếp với các tín hiệu tương tự. Các CCD là m ột thanh ghi dịch tương tự với một số các phần tử. Các phần tử trong CCD có thể nạp lại được. Nó có thể dịch đến một phần tử tiếp theo dùng các xung nhịp. Điện áp đầu vào là được lấy mẫu cơ bản và được chứa 407
như một giá trị nạp cho các phần tử này. Một sơ đồ khối cho một mạch điện dây trễ điển hình dùng một Fairchild-Weston CCD321 cho trong hình 14.15. Bô lọc thông thấp làm giảm các nhiễu của xung nhịp, điển h ình là với tần số cắt 5 MHz. Các phần tử trong CCD đôi khi còn gọi là các “bit”, thập chí ngay cả khi nó chứa các giá trị tương tự. Fairchild -Weston CCD321A/B là một thanh ghi dịch tương tự 455/910 bit mà chúng ta sẽ dùng trong chương 15. 14.7 Tạo ra các tín hiệu R, G, B Để hiểu các tín hiệu R, G, B được rút ra từ các tín hiệu chói, các tín hiệu màu và các xung burst màu, chúng ta sẽ xem xét về mặt toán học cho các bước điều chế và giải điều chế. Xem xét điều chế vuông góc của sóng mang phụ tải m àu. Nếu vc1 = accos(ct) là tín hiệu điều chế cho tín hiệu pha vI = a Icos(It) thì tín hiệu sau khi điều chế (xem hình 14.11) được cho bởi v0 (t )  a c cos( c t )a I cos( I t ) (14.13) = A1 cos( c t ) cos( I t ) (Chúng ta coi rằng sóng mang phụ có pha zero.) Tương tự, nếu vc2 = acsin(ct) thì tín hiệu điều chế cho tín hiệu vuông góc cho b ởi vQ = aQcosNQ = a QCn(wQt)(Qt), thì tín hiệu ra từ khối điều chế thứ hai là v 0  A2 sin( c t ) cos( Q t ) A2 = aCaQ (14.14) Vào Ra CCD Bộ lọc 910 bước. thông 1 2 Khoá điều khiển. Bộ tạo dao động tinh thể H ình 14.15 Một sơ đồ khối cho dây trễ CCD. 408
Tín hiệu ra từ bộ cộng được cho bởi (14.15) v sc  A1 cos( c t ) cos( I t )  A2 sin( c t ) sin( I t ) Các tín hiệu m àu cũng sẽ được cho qua bộ lọc răng lược. Tại nơi nhận, tín hiệu này đư ợc nhân với sóng mang phụ tại chỗ: (14.16) v Lo  a L cos( C t   ) Tần số c và pha  được xác định bởi tín hiệu burst màu. Tín hiệu giải điều ch ế được cho bởi: vd = vsc(t) vLO(t) (14.17) m à có thể viết th ành 1 1 A1a L cos( I t ) cos   A2 a L cos( Q t ) sin  v d (t )  2 2 + các thành phần tần số cao. (14.18) Nếu th ành phần tần số cao bị lọc ra ngoài bởi bộ lọc thông thấp, th ì 1 vd  A1 a L cos( I t ) nÕu = 0  2 1 v d  A 2 a L cos( Q t ) nÕu = 90 0  2 Tín hiệu Tín hi ệu độ chói. màu t ổng Y hợp. Bộ lọc Tín hiệu răng màu. lược. Bộ lọc Giải điều I Mạch rút R,G,B từ R 1.5 MHz chế I. I,Q,Y G o Q Giải điều Bộ lọc B chế Q. 0.5 MHz Tín hiệu burst màu. AFC 1  R  0.60  0.28  0.32 G    0.21  0.52 0.31     Bộ tạo sóng  B  0.30 0.59 0.11     mang màu. 409
H ình 14.16 Rút ra tín hiệu R, G, B từ các tín hiệu m àu. Chú ý là  bao gồm cả pha của sóng mang phụ. Vì vậy, I và Q có thể rút ra nếu pha của sóng mang phụ đ ã được biết. Các tín hiệu R, G, B có thể rút ra từ các tín hiệu I, Q và Y. Một sơ đồ khối cho việc tạo ra các tín hiệu I, Q cho trong hình 14.16. Chú ý là sơ đồ khối cho việc tạo ra các tín hiệu R, G, B không cho trong sơ đồ này. Nếu mối quan hệ giữa các tín hiệu I, Q, Y và R, G, B là tuyến tính thì việc thiết kế sơ đồ khối cho việc tìm ra các tín hiệu cuối cùng trở nên rất đơn giản và để lại như một bài tập cho người đọc. Mạch điện cho việc chuyển đổi này thường hay được gọi là mạch điện ma trận. Bây giờ chúng ta đã hiểu các vấn đề cơ bản của hệ thống tín hiệu truyền hình, chúng ta sẽ đề cập đến việc xử lý tín hiệu truyền hình như một tín hiệu hai chiều. Chúng ta sẽ mô tả cho hệ thống truyền hình tiêu chu ẩn, sau đó sẽ đề cập đến hệ thống truyền hình HDTV và EDTV. 14.8 Xử lý tín hiệu hai chiều của tín hiệu truyền hình Một ảnh quét trong truyền h ình được coi là tương tự dọc theo một dòng quét và là rời rạc theo chiều dọc. Vì vậy, một hệ thống thích hợp cho xử lý tín hiệu truyền hình là một hệ thống lai. Hình 14.17 biểu diễn xấp xỉ cho dòng quét trong mặt phẳng 2-D (t,nT). T là khoảng thời gian lấy mẫu dọc theo chiều dọc (63.555 micro giây cho hệ NTSC), và t là biến thời gian dọc theo từng dòng quét. Hình 14.18 trình bày một hệ thống lọc 2 -D lai cho xử lý tín hiệu. 410