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
