23.5.2. КОДИРОВАНИЕ КОНТУРОВ

Хорошо известно, что процесс интерпретации изображения наблюдателем в значительной степени основан на распознавании контуров. Далее, как показали исследования, зрительная система человека особо чувствительна к искажениям в расположении контуров, будучи, однако, менее критичной по отношению к искажениям в величине перепада яркости на контуре. Эти наблюдения послужили основой для разработки одномерных и двумерных схем кодирования контуров [49, 52].

В 1958 г. Шрайбер, Кнэпп и Кэй [49, 50] предложили метод кодирования контуров, известный под названием «синтетические высокие». При использовании этого метода видеосигнал, получаемый в результате развертки изображения, разделяется электрическими фильтрами на высокочастотную и низкочастотную компоненты. Такие компоненты для отрезка видеосигнала, содержащего импульс, показаны на рис. 23.5.3. Кодирующая система производит дискретизацию низкочастотной компоненты с частотой, значительно более низкой, чем частота Найквиста для исходного видеосигнала. К высокочастотной компоненте операция дискретизации непосредственно не применяется; производится выделение сигналов, соответствующих перепадам уровня на контурах, для передачи с помощью какого-либо подходящего кода. На приемной стороне при помощи линии задержки с отводами производится синтез высокочастотной компоненты, которая добавляется затем к декодированной низкочастотной компоненте для восстановления исходного видеосигнала. Поскольку низкочастотная компонента не требует высокой частоты дискретизации, а перепады уровня относительно редки и допускают грубое квантование, становится возможным сократить полосу частот при передаче по цифровому каналу связи. На практике эффективность систем типа «синтетические высокие» ограничивается трудностями надежного выделения контуров из видеосигнала в присутствии шума.

Рис. 23.5.3. Разделение видеосигнала на компоненты при кодировании методом «синтетические высокие»: а — исходный видеосигнал; б — низкочастотная компонента; в — высокочастотная компонента; г — импульсная компонента, передающая величину перепадов уровня на контурах.

Грэхэм [51] развил далее основную концепцию систем типа «синтетические высокие», придав ей двумерный характер. Низкочастотная компонента может быть получена с помощью двумерных фильтров нижних частот или путем грубой дискретизации с применением увеличенной апертуры. Для выделения контурных точек предусматривается процедура вычисления градиента или лапласиана с последующим объединением таких точек в связные границы. Как показало моделирование, средняя затрата двоичных цифр на передачу изображений с небольшим количеством деталей может быть снижена в такой системе примерно до 0,25 дв. ед./эл. Основной недостаток системы заключается в сложности ее практического осуществления.