Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P4

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

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một kiểu vật liệu hay được dùng để thiết kế các bộ biến năng này là nguyên tố Selen được nhà bác học Thuỵ Điển, Berzelius tìm ra vào năm 1817. Thuộc tính nhậy cảm với ánh sáng của nó được tìm ra vào năm 1873. Trong một camera, phân bố ánh sáng trên phần tử cảm quang gây nên các độ dẫn khác nhau.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P4

Cấu trúc lai này được đề cập đến trong tài liệu nh ư một bộ lọc tương tự 2 -D. Hình 14.17 Biểu diễn các dòng quét trong mặt phẳng 2 -D. Từ hình 14.18 chúng ta có th ể viết biểu thức tích chập: (14.20) y(t , nT )  h(t , nT )  x(t , nT ) Cho hệ thống tuyến tính bất biến (theo thời gian) chúng ta có thể viết:   y(t , nT )   (14.21)  h( , kT ) x(t   , (n  k )T )d k 0  0 ở đây h (t,nT) là đáp ứng xung của bộ lọc 2-D. Biến đổi Z của h(t,nT) cho b ởi  H1 (t , z )   h(t , nT ) z  n (14.22) n 0 Biến đổi Laplace là  H 2 (s, nT )   h (t , ntT )e  sT dt (14.23) 0 Biến đổi sz, H(s,z) vì th ế là    H ( s, z )     h(t , nT )e  st dt  z n n 0 t 0   =  H 2 ( s, nT ) z n (14.24) n =0  =  H1 (t , z )e  st dt 0 h(t,nT) X(t,nT Y(t,nT Hình 14.18 Sơ đồ khối cho lọc 2-D. Nếu H(s,z) biểu diễn một hệ thống tuyến tính bất biến (theo thời gian), thì nó có thể biểu diễn bằng h àm biến đổi sau: 411
N N i zj a s ij Y ( s, z ) i 0 j  0 (14.25) H ( s, z )   NN X ( s, z ) 1    bÞ s i z  j i 0 j 0 Hàm truyền đạt này tương tự với h àm truyền đạt H(z1,z2) mà chúng ta đã đề cập đến trong to àn bộ cuốn sách này. Nó biểu diễn ảnh là một hệ thống hai chiều, vì vậy, nếu thiết kế bộ lọc đối xứng vòng tròn thì không có sự ưu tiên một hướng nào hơn hướng còn lại. Bộ lọc này sẽ được thêm đặc tính chỉ là nó có thể xử lý bởi các thành ph ần tương tự như chúng ta sẽ xem xét ở phần dư ới đây. Mạch tương tự có khả năng xử lý theo thời gian thực trái ngược với thực hiện số. Giá trị của sự thực hiện của hàm biến đổi cho xử lý thời gian thực là một phần của giá trị của sự thực hiện số của H(z1,z2). Một bộ lọc nh ư vậy có thể dùng để xử lý tín hiệu chói Y hay chức năng làm n ổi ảnh, v..v... . S ự thực hiện. Biểu thức (14.25) có thể viết lại theo: N N N N Y ( s, z )    aij X ( s, z ) s i z  j    bijY ( s, z ) s i z  j (14.26) i 0 j  0 i 0 j 0 i+ j 0 ho ặc, cho một bộ lọc 2  2, chúng ta có thể viết biểu thức quay trở lại dòng Y ' ( s, nT )  Y0 ( s, nT )  Y1 ( s, ( n  1) T )  Y2 ( s, ( n  2) T ) (14.27) 2 2 Y0 ( s, nT )   ai 0 X ( s, nT ) s i   bi 0 Y ' ( s , nT ) s i ở đ ây i 0 i 1 2 2 Y1 ( s, (n  1)T )   ai1 X (s, (n  1)T ) s i   bi1Y ' ( s, (n  1)T )s i i0 i 0 2 2 Y2 ( s , ( n  2)T )   ai 2 X ( s, ( n  2)T ) s i   bi 2Y ' ( s , ( n  2)T ) s i i 0 i 0 Biểu thức (14.28) dẫn chúng ta đến chức năng tương tự cho trong hình 14.19. Chú ý là sự thực hiện n ày rất đ ơn giản bởi vì cách chia Y’(s,nT). Y0(s,nT) là một h àm cho chỉ dòng quét thứ n, Y1(s,(n-1)T) là hàm cho chỉ dòng quét thứ n-1. Dây trễ tương tự có thể là dây trễ siêu âm hoặc là dây trễ CCD dùng để lưu giữ một dòng quét đi trước trong quá trình khôi phục lại một dòng trong bộ lọc 2-D tương tự. Hình 14.20 giới thiệu một khả năng thực hiện của Y0(s,nT) sử dụng các bộ khuyếch đại thuật toán. Chú ý là nếu t = 0 tại bắt đầu của tất cả các dòng quét, các phép tích phân ph ải gán lại các giá trị 0 cho giá trị ban đầu. Chúng ta sẽ đề cập đến sự thực hiện phần cứng trong chương 16. Trong chương 15 chúng ta sẽ đề cập đến giả thiết dùng thiết kế h àm lọc lai 2-D cho bởi biểu thức (14.25) để xấp xỉ đặc tuyến biên độ và đặc tuyến pha. Bây giờ chúng ta tiếp tục với các tiêu chuẩn truyền hình. 412
14. 9 Tiêu chuẩn quét Một bảng tổng quát cho các tiêu chu ẩn quét trên toàn th ế giới được cho trong bảng 14.1. Tất cả các tiêu chuẩn n ày đều dùng tỷ lệ quét xen kẽ 2 :1 và t ỷ lệ màn ảnh theo các hướng là 4:3. Trong các h ệ thống tiêu chuẩn truyền hình hiện nay quá trình quay trở lại của các xung quét mành chiếm khoảng từ 5 đến 10 phần trăm thời gian quét tức là từ 13 cho đến 41 dòng trong một ảnh, dựa trên hệ thống truyền hình cụ thể. Số các dòng quét cho ta độ phân giải thực sự theo chiều dọc của ảnh và trong khoảng từ 337 dòng (h ệ 405 dòng) đến 737 dòng (hệ thống 819 dòng). Hệ thống M được dùng ở Mỹ, Canada, Mexico, Nhật Bản, ... Hệ thống B được dùng ở ú c, Ai Cập, ấn Độ, Thuỵ Điển, Đức, Pakistan, ... Hệ thống E dùng ở Pháp. Hệ thống A dùng ở Anh. Bởi vì có rất nhiều hệ truyền hình ở châu Âu, châu Phi và châu Á nên các máy thu đa hệ không phải là không phổ biến. Các máy thu n ày được thiết kế để tự động nhận ra tiêu chu ẩn truyền hình phát và giải mã tín hiệu. Bảng 14.1 không bao gồm các chi tiết cụ thể cho rất nhiều tiêu chuẩn truyền hình này. Các ý kiến ở đây chủ yếu là để cung cấp đủ thông tin về tín hiệu truyền hình cho việc thiết kế hệ thống 2-D để xử lý tín hiệu truyền hình. Tôi đề nghị bạn nên đọc các cuốn sách về tiêu chuẩn truyền hình và tín hiệu trong các cuốn sách đề cập đến vấn đề này, cụ thể tham khảo trong phần các tham khảo 1, 2, và 6. Y2(t,(n- X(t,(n-2)T) CCD line Y2(s,(n-2)T) delays. CCD X(t,(n- 1)T) Y1(s,(n-1)T) Y1(t,(n- 1)T) X(t,(nT) CCD Y0(s,(nT) Y(t,(nT)  X(t,(nT) Y0(t,(nT) Hình 14.19 Thực hiện bộ lọc tương tự 2-D. Hệ số tăng ho ặc giảm 413 x(t,nT) a00 y0(t,nT Máy Bộ cộng tích a10 
H ình 14.20 Thực hiện Y0(s,nT). Bảng 14.1 Các đặc tính cơ bản của các tiêu chuẩn truyền hình quét. Chuẩn AM N C B,G H I D,K K1 L E Số dòng mỗi 405 525 625 625 625 625 625 625 625 625 819 Số ảnh mỗi 50 60(5 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Tần số dòng 10,1 15,7 15,62 15,62 15,62 15,6 15,6 15, 15, 15, 20, Giải thông 3 4.2 4.2 5 5 5 5. 6 6 6 1 14.10 Hệ SECAM Hệ truyền hình SECAM đư ợc phát triển bởi H. de France (quét lần lượt từng dòng và có nh ớ) ở Pháp năm 1953. Thay thế cho việc truyền thông tin sắc màu trong tín hiệu m àu và thông tin pha của sóng mang phụ màu trong tín hiệu burst m àu như trong h ệ NTSC, thông tin về màu được truyền bằng hai tín hiệu màu trên các dòng quét xen kẽ nhau. Và kết q uả là một nửa thông tin về màu sắc được truyền trên m ỗi dòng quét. Dù có thế đi chăng nữa thì đ iều này cũng không thể nhận ra bằng mắt người. Hình 14.21 giới thiệu một sơ đồ mã hoá cho hệ SECAM. Các tín hiệu màu được dùng là V = (R - Y) và U = (B - Y). Một chuyển mạch điện tử cho phép tín hiệu (R-Y) được điều chế và chuyển đi trên một dòng quét, tiếp theo là tín hiệu (B-Y) được truyền đi trên dòng quét tiếp theo. Khối điều chế FM được dùng trên sóng mang phụ tải m àu, là cho hệ thống trở n ên ít bị tác dụng của các nhiễu xung. Tín hiệu video tổng hợp được định dạng từ tín hiệu chói, tín 414
hiệu màu, tín hiệu đồng bộ và các tín hiệu burst. Tín hiệu burst m àu được dùng để đảm bảo rằng các chuyển mạch làm việc đúng ở phía thu. Y + + Tín hiệu màu tổng hợp. R-Y Bộ lọc 1.5 MHz Chuyển mạch điện tử. Điều chế FM Tín hiệu Bộ lọc B-Y burst 1.5 MHz Bộ tạo sóng Cổng mang phụ burst Tín hiệu và đồng bộ. đồng bộ Hình 14.21 Mã hoá SECAM. Hình 14.22 là sơ đồ giải mã SECAM. Một dây trễ CCD đư ợc dùng đ ể chứa một dòng quét đi trước. Tín hiệu burst màu được dùng đ ể lựa chọn dòng quét hiện tại hay dòng quét đi trước đư ợc chứa trong dây trễ. Các khối giải điều chế FM (R-Y) và (B-Y) cho ta hai tín hiệu màu. Sau đó nó được cộng với tín hiệu chói để tạo ra ba tín hiệu R, G, B. Ma trận 2 thành ba và ma trận RGB cho trong hình là m ạch điện cơ bản chuyển các tín hiệu R - Y, B - Y, Y thành R - Y, G - Y, B - Y và cu ối cùng chuyển thành R, G, B. Chú ý là các tín hiệu màu được đọc từ hai dòng quét dùng chuyển mạch điện tử. 14.11 Hệ PAL Hệ thống n ày rất giống hệ NTSC ngoại trừ pha của sóng mang phụ tải màu được dùng đ ảo ngư ợc ở tất cả các dòng quét. Các tín hiệu m àu được dùng như hệ SECAM, V = R - Y và U = B - Y. Hệ n ày đư ợc phát triển vào năm 1959 bởi W.Bruch của Telefunken, Đức. Tiêu chuẩn PAL đảo ngược pha cho mỗi dòng. Các tín hiệu U và V đ ược điều chế vuông góc. Pha của tín hiệu V được đảo ngược ở mỗi dòng quét. Sóng mang phụ đ ược cung cấp một góc pha dịch chuyển 900 cho điều chế U và 0 0 ho ặc 1800 cho d ịch chuyển pha tại mỗi dòng quét b ằng một chuyển mạch điện tử cho điều chế V. Tín hiệu video tổng hợp được tạo ra bằng tín hiệu tín hiệu màu FU v à FV, và tín hiệu chói Y, xung đồng bộ và tín hiệu burst. Tín hiệu video t ổng 415 hợp. Khuếch Bộ dò đại –Y video 0.5 MHz R Chuyển mạch Khuếch R-Y đi ện tử. Giải điều đại GB Khuếch chế R -Y. 3 0-1MHz
Hình 14.22 Giải m ã h ệ SECAM Hình 14.24 giới thiệu sơ đồ của giải mã PAL. Một dây trễ d ùng để lưu lại dòng đ i trước. Nếu một dòng chứa tín hiệu U + V, một dòng theo sau chứa tín hiệu U - V, và cộng tín hiệu từ hai dòng quét chúng ta được tín hiệu 2 U, và trừ đi chúng ta được 2V. Sóng mang burst dùng để sửa lại cho tín hiệu V, và vì thế được dùng đ ể đảo ngược pha chọn điều khiển cho tín hiệu ra của giải điều ch ế V. Các tín hiệu U, V, và Y được dùng để tạo ra các tín hiệu R, G, và B. R Ma trận G Trễ dòng Y B -Y Bộ điều FU U Ma trận biến U Y V-U V F + Dịch + Tín hiệu 90o Sóng video mang phụ 0-180 o tổng màu hợp. F V Bộ điều Bộ phát b iến V xung đồng 416