Giáo trình xử lý ảnh y tế Tập 4 P5 ppsx

417 Hình 14.23 Giải mã hệ PAL. Cả hệ PAL và SECAM đã khắc phục được nhược điểm sai lệch pha trong hệ NTSC. Sai lệch pha có thể gây nên sự sai màu tại máy thu. Vì lý do này mà người châu Âu gọi hệ NTSC là hệ “ không có sự giống nhau của cùng một màu”. Mặc dù tín hiệu sửa sai pha cũng được gửi đi trong hệ NTSC, nhưng hệ PAL và SECAM có chất lượng màu hoàn hảo hơn tại phía máy thu. Chúng ta bây giờ đã hiểu hệ NTSC và SECAM mã hoá và giải mã như thế nào. Chúng ta cũng đã có ý tưởng cơ bản về bộ lọc 2-D cho xử lý tín hiệu truyền hình. Bộ lọc 2-D này cũng được dùng để lọc các tín hiệu chói nhằm nâng cao chất lượng của các chi tiết trên ảnh. 14.12 Truyền hình độ phân giải cao Một sự phát triển mới trong kỹ thuật truyền hình được phát triển bởi FFC cũng như ATV, hoặc một kỹ thuật truyền hình cao cấp. Nó bao gồm truyền hình nổi (EDTV) hoặc truyền hình độ phân giải cao (HDTV). Các tiêu chuẩn thử của FFC chỉ dùng cho các phổ TV dựa trên cơ sở hệ NTSC cho tương lai và có khả năng chuyển đổi đến một hệ bất kì nào trước nó. Một hệ thống của nhật bản cho HDTV, thường gọi là hệ MUSE (Multiple Sub-Nyquist Encoding), và vượt trên 6 MHz NTSC tiêu chuẩn, vì vậy mà không thể nhận được bởi phát thanh truyền hình mặt đất U.S. FFC. Tuy nhiên, FFC không phát triển mạnh đến các người dùng cho MUSE hoặc tương tự như các hệ truyền hình vệ tinh hoặc truyền hình cáp. Hệ thống truyền vệ tinh phải có dải băng ít nhất 36 MHz, và cáp quang phải có dải băng ít nhất 50 MHz. Hệ thống của Nhật Bản dùng điều chế FM và đòi hỏi chiều rộng băng 27 MHz. Hiện nay, các sự phát triển của ATV phải có trong khoảng 6 MHz nếu họ muốn phát các sản phẩm của họ trên khí quyển bao quanh mặt đất. 418 Gi¶i ®iÒu chÕ video. KhuÕch ®¹i Y TrÔ dßng. Ma trËn RGB BPF 3 -5 MHz TrÔ dßng. + - NhËn d¹ng ®ång bé dßng. T¸i sinh sãng mang phô. Gi¶i ®iÒu chÕ U. Gi¶i ®iÒu chÕ V. ChuyÓn m¹ch ®¶o pha. Ma trËn Hình 14.24 Sơ đồ giải mã hệ PAL. Một số các phòng thí nghiệm (ví dụ như Faroudja, Zennitsh, NBC, MUSE) đang hoàn thiện các hệ thống để tín hiệu truyền hình của họ được chấp nhận tốt như FFC. CCIR khuyến nghị như sau: 1125 dòng/khung. 1035 dòng có hiệu lực/khung Tỷ lệ quét xen kẽ là 2:1 Tỷ lệ màn ảnh 16:9 Tần số 33.750 Các tiêu chuẩn này hay được dùng ở Canada và Nhật Bản. Các quốc gia châu Âu thì muốn chuyển từ quét xen kẽ sang quét không ngừng, và giữ lại ở mức 50 khung hình/giây, và các tiêu chuẩn CCIR yêu cầu: 1152 dòng quét có tác dụng Tần số mành 50 Hz Quét liên tục Tỷ lệ màn ảnh 16:9 Tổng quát về các hệ thống truyền hình quét liên tục và HDTV được cung cấp trong bảng tổng quát cuả Robert Hopkins. Kỹ thuật xử lý tín hiệu 2-D dùng để tăng số dòng trên màn ảnh mà không cần phải thay đổi các tiêu chuẩn truyền hình. Một tivi được thiết kế tăng độ phân giải của màn ảnh gọi là IDTV (cho tăng độ phân giải của truyền hình) hoặc EHTV (tăng độ nổi truyền hình). Trong chương 16 giới thiệu cách tăng gấp đôi số dòng quét trên ảnh trong thời gian thực và kỹ thuật làm nổi ảnh. G-Y B-Y R-Y R G B 419 CHƯƠNG 15 THIẾT KẾ BỘ LỌC TƯƠNG TỰ HAI CHIỀU 15.1 Chỉ dẫn Chúng ta đã đề cập đến bộ lọc tương tự hai chiều trong chương 14. Các bộ lọc này, như chúng ta đã thấy, có khả năng xử lý các phần tử tương tự, và có thuộc tính của bộ lọc thời gian thực cho tín hiệu truyền hình. Các vấn đề cho thiết kế bộ lọc này thì còn rất mới và chưa được đề cập đến trong tài liệu. Thiết kế bộ lọc này không đơn giản như thiết kế bộ lọc số hai chiều. Mặc dù vậy do các ưu điểm của phần cứng nên việc thiết kế bộ lọc này trở nên rất hữu ích. 15.2 Phép biến đổi song tuyến tính Biến đổi song tuyến tính dùng để chuyển đổi các bộ lọc tương tự sang các bộ lọc số và ngược lại. Một bộ lọc tương tự thì thường biểu diễn dưới dạng biểu thức của các tích phân; vì vậy, việc mà chúng ta cần làm là rút ra các biểu thức số tương đương tích phân. Biểu thức này có thể dùng để chiếu một bộ lọc tương tự sang bộ lọc số. Bây giờ chúng ta xem xét tích phân đặc trưng bởi hàm truyền đạt s H 1 1  (15.1) Đáp ứng xung của tích phân cho bởi L -1       -0 tkhi 0 0 tkhi 1 )()( 11 thsH (15.2) vì vậy, đáp ứng xung của hàm kích thích tuỳ ý x(t) được cho bởi tích phân chập   t I dthxty 0 )()()(  (15.3) Nếu t  0+ chúng ta có thể viết:   t dxty 0 )()(  (15.4) Xem xét tiếp theo:    1 2 0 0 12 )()()()( t t dxdxtyty  hoặc   2 1 )()()( 12 t t dxtyty  (15.5) Ở đây t 1 và t 2  0+. Khi t 1  t 2 , tích phân trên có thể xấp xỉ dùng quy tắc hình thang cho tích phân số )]()([ 2 )()( 21 12 12 txtx tt tyty    (15.6) Bằng cách đặt t 1 = nT - T và t 2 = nT, chúng ta rút ra phương trình sai phân sau: )]()([ 2 )()( nTxTnTx T TnTynTy  (15.7) Biểu thức 15.7 biểu diễn một tích phân số xấp xỉ với cùng đáp ứng trong miền thời gian như tích phân tương tự cho bất kỳ kích thích nào. Lấy biến đổi z chúng ta được )]()([ 2 )()( 11 zXzXz T zYzzY   (15.8) vì thế hàm truyền đạt của tích phân số có thể lấy từ: 1 1 2)( )( )(    z zT zX zY zH I (15.9) hoặc, bằng cách thay s trong một hàm truyền đạt tương tự bằng H I (z), chúng ta rút ra một bộ lọc số có xấp xỉ cùng với đáp ứng trong miền thời gian như bộ lọc tương tự cho bất kỳ kích thích nào. Vì vậy, cho một hàm truyền đạt tương tự H A (s) chúng ta có thể rút ra bộ lọc số tương đương theo: 1 12 )()(     z z T s sHzH AD (15.10) hoặc, để chuyển đổi một bộ lọc số vào một bộ lọc tương tự chúng ta thay z bằng: s T s T z 2 1 2 1 1     (15.11) 15.3 Biến đổi song tuyến tính của các đa thức Để chiếu một bộ lọc số vào một bộ lọc tương tự chúng ta dùng biến đổi song tuyến tính cho trong phần 15.2. Để tránh sự buồn tẻ trong việc mở rộng tính kết quả cho các đa thức, bằng một nhóm các luỹ thừa của s, chúng ta cần tạo ra một phương pháp tổng quát cho phép lập tức chuyển các hệ số gốc thành các hệ số chuyển đổi. May mắn thay, một phương pháp như vậy đã được xây dựng sẵn bởi Erfani. Trong phần này chúng ta sẽ xem xét phương pháp này và dùng nó chuyển bộ lọc 2-D số thành bộ lọc 2-D tương tự. Xem xét đa thức sau của bậc N với biến phức z -1 :     N i i i zazQ 0 )( (15.12) Đặt biến đổi song tuyến tính thành dạng tổng quát: z s s     1        B (15.13) Đa thức Q(z) được biến đổi bằng biến đổi song tuyến tính của biểu thức (15.13) thành hàm sau: )( )+s( 1 = z )()( N 1- 1 sP s s zQsF         ở đây đa thức biến đổi P(s) được cho dưới dạng P s a s s i i N i i N ( ) ( ) ( )          0 (15.15) Đa thức (15.15) có thể mở rộng và viết thành    N j j j sbsP 0 )( (15.16) Nhiệm vụ của chúng ta là tìm mối quan hệ của b j vào các hệ số a j . Việc này thực hiện bằng cách lấy đạo hàm thứ j của biểu thức (15.16) và tính giá trị tại s = 0 và cho bằng kết quả của đạo hàm thứ j của biểu thức (15.15) tại giá trị s = 0. Từ biểu thức (15.15) chúng ta có j j j bj ds sPd ! )(  (15.17) Tương tự, dùng quy tắc Leibnitz cho đạo hàm bậc cao hơn trên biểu thức (15.15) chúng ta có     0 )( 0 )( 0        s ds ssd a s ds sPd N i j iN i j i j j                    N 0=i 0 )()( i !)()( )!( )!( ! a = j k kjiNkikikj k kjiN iN ki i C  . chuyển các hệ số gốc thành các hệ số chuyển đổi. May mắn thay, một phương pháp như v y đã được x y dựng sẵn bởi Erfani. Trong phần n y chúng ta sẽ xem xét phương pháp n y và dùng nó chuyển. chương 14. Các bộ lọc n y, như chúng ta đã th y, có khả năng xử lý các phần tử tương tự, và có thuộc tính của bộ lọc thời gian thực cho tín hiệu truyền hình. Các vấn đề cho thiết kế bộ lọc n y thì. trên ảnh. 14. 12 Truyền hình độ phân giải cao Một sự phát triển mới trong kỹ thuật truyền hình được phát triển bởi FFC cũng như ATV, hoặc một kỹ thuật truyền hình cao cấp. Nó bao gồm truyền