Введение к работе
ДіЩШШШЗДі-ШіИ. Современный тпш розгини;; информациошю-
измерительных систем характеризуется широким использованием изо
бражений р качестве первичного сцпшпп, обеспечивающего передачу
информация о состоянии объекта, Это обусловлено следующими факто
рами: _ ^
выесть рнформатмлнасть изображения, хорошо согласующаяся с задачами функционирования информационно-измерительных систем;
существующая развитая номенклатура приборов, обеспечиваю-щил преобразование оптического изображения в электрический сигнал, с целью последующей обработки средствами вычислительной техники;
значительное повышение быстродейспни ЭВМ, уяедиченн-е объемов оперативной и постоянной памяти, способны*- обеспечить обр'п'готку изображение в реальней времени.
Вместе с тем, технические системи формирования изобра:::г:тч, как и всякие системи, преобразующие информацию, п процессе прсобразонп-ННП «носят п нее некоторые искажения, следствие»', г.огорьи ііплягтг.т невозможность нспосрсдстсеїшогй использования моделей пзобрпженн:": для решения задач фул-ецненироланна информацнонпо-изгдерцтгльщ'*:. систем.
Перечисленные льнле аипегсльст-гл обусловил;* ішбор Q(]k"l'J."<.
ШТІЗДОЕІІ'ІШІ ДНССсртаПИИ, ГСЇ'Орїн'М Г;Я"ЄГСЛ ОГ'ТНКО-ЭЛеКТрОНИПЯ І'Н-
формациоішо-измеригелі.нал система, с.су)де^п;л«ісщ.'П p-.yj шмереллц, по результатам которыч океїшпаеасл состояние ииыхтг, гготоркТ нок.'-гт быть овдрякаерилопал."! >atr аан-матпдфог.чггд'п'.' нрогріічмніг.'і *:о> плексобработки многокадроиы'к моделей н:::.ора::гіша.
Традиционно научные исс-гдоралп:; и сСї.'пст сОрдботки Н"<т5рр,-женин ризіїилал;;с!, п направлении «наліт дьумераы*' глалтрйчк н ге,:-торных полей. Это с'шшю как с рсоСЧ'ниг.'Л-зми фушлцклшронннн:; е::а-пирующих систем, которые формируют )П'.".ира:і:еііис: » иид~ дг.умериоП сцены, Так л є ограниченными нозмо:к(!г:;л.м!і срсдгів дщнедчт'/дьиоП техники, нре.хде асего агрг.ш*чпл:оіі лро)Шч\'>і;і"дьі'остьл> лромтгесфои и емкостью запоминающих устроГістп.
В настоящее время суіцесгяу*ит телі'Н'н'.'лд.'а ередетда, позаоДтиЯдне полузать множество калро.з одного н тогп~:'се ігіОбргРке.'кія, где каждый кадр яішяегсч Недоспігочло ішформ'.іпізпмм, Конечной задачеН аОр'4-
боткп такого множества кадро» является получение одного, результирующего кадра с максимальным качеством визуального восприятия. При этом, исходные изображения представляют собой модель в виде многомерного, пространетеенио-времеиного сигнала, представленного множеством кадро?, несущих информацию о некоторой сканируемой сцене.
. В связи с этим представляет научный и практический интерес разработка методов, основанных на применении к многомерному сигналу, представленному множеством кадров, систем преобразовании, обеспечивающих формирование единственного результирующего кадра повышенного качества.
Среди характерных особенностей многомерных сигналов необходимо выделит^ высокую информационную, емкость, вызванную необходимостью обеспечения высокого пространственного разрешения, высокую избыточность информации и наличие искажений, вызванных, с одной стороны, воздействием аддитивных и мультипликативных помех на каналы преобразования и передачи информации в сканирующих системах и, С другой - аберрациями оптической системы, боковыми засветками и т.п.
Это приводит к необходимости разработки эффективных алгоритмов обработки,'повышающих точность измерений ц общее качество визуального восприятий изображений, формируемых сканирующими системами.
Указанное обстоятельство обусловило выбор предмета исследований диссертации, который может быть охарактеризован как методы обработки многокадровых моделей изображений, обеспечнваюише повышение визуального 'качества восприятия изображений в автоматизированных программных комплексах исследуемого класса.
Целью диссертацнриноД работы является создание методологии обработки много-кадровых моделей изображений, разработка алгоритмов их цифровой фильтрации и реализация методологии в программном комплексе обработки изображений, формируемых сканирующими системами.
В соответствии с поставленной целью авюром решены следующие задачи:
Созданы методы предварительной подготовки многокадровых моделей изображений к их последующей фильтраций;
разработаны.рдзличныа типы фильтров мнпгокддросых моделей изображений, обеспечивающие повышенно точности измерений и общего качества изображений и исследованы их сравнительные характеристики!
разработан комплекс алгоритмов и програти обработки много-кадровых моделей изображении, формируемых скицирующими системами и рекомендации по его пспользояанЩо з интерактивном н пзтоиати-ческам режимах;
проведены экспериментальные неследопаїшл, подтверждающие- эффективность цифройой обработки мПогокадрочыя моделеП изображений э программном комплексе.
Методи исследования. О работе используются негоды теории линейной фильтрации, теории нелинейной фильтрации, теории вероятностей, теории распознавания образен, Разработка алгоритмов и программ осуществлялась на основе обз-ектно-ориецтированного подхода :; организации данных и алгоритмов,
ЫшЩ1Ш]Ш1Ш1Шз^Зр.ТМ заключается а следующем,
1. На основе анализа особенностей моделей лзс5ра;;;.тшП, форми
руемых сканирующими системами, разработана методика формирование
множеств базовых и приводимых точек я условиях поздеПстшиг помех.
2, Разработан метод нахождения оптимальны* опенок параметров
преобразования кадров миогокадровей подели в единую систему коор.
динат, устойчивый к помехам, сносимыми сканирующими системами.
3. На базе фундаментальной теории ли'їєіілой и нелинейной фильт
рации разработаны типы фильтров, сообщенные на случай обработки
мпогокадровых моделей изображений, Пройден анализ слияния типов и
характеристик фильтров на визуалыюе качество обработки изображе
ний.
4, Разработана-методика хранения многокадровых моделей изо
бражений, предусматривающая их схатне и декомпрессию без потерь
информации на основе эффективного кодирования.
Практическая ценность работы заключается в применении теоретических положении и выводов диссертации длч решения практических задач обработки изображений в системах исследуемого класса,
1, Для повышения визуального качества изображении разработаны эффективные и простые п реализации алгоритмы линейной и нелинейной фильтрации многокадровых моделей изображении
2. F; зрабоод глгорншо:) аффинный преобразований, учптыпаю-
»л;д; днсгрепалИ характер нзобра;;:сп!п; кадров модели,
-
Ib".wj?:'x-;j-! быстрые алгоритмы вычисления пара.мегроіз преобразована:; кадрам ."'здачн к еді;з:у;о спазму координат.
-
?'aj;aG-jr.>i:o алгоритмическое и программное обеспечение компрессии ;.;::Ого"м:'!;.ос;іл ыаделен изображал»! в системах архивного лранеаш;.
Налгал;;;..:..; »л.с;;едо~аї;цГ! по теме диссертации является чнетыо !ґ.;ь'ОТ на аоыплелслен алдоаацнокной научно-техгцічеслоП программе Государства л*гс ::л;а::тета РФ поаысшгму образованию «Создание ;-сь;лле;.;;»л; лафал-угад нзобралселигі и средств оісораіжшя шіформа-:лл;ъ(<:;Л2ф
}li\l\'-"-L'MHVLjl 1.>УІ!іЬ1Іі>І^У1і«Г„!Пї1ІїіМ!ІІІи}і1^іЗТІ:І. Прикладные рс-;;ультагп лкесрт..цн:онг;о;і работы были внедрены в рамках комплексной, ьннолац'ижаол гаулио-техннлеслоа программе Государственно;^ комитете ґ-і) г.о їл.-ге.іх-.'р/ пира^оапілпо і j.22'(1923-;93л- ". проект «Создание ,;оь:п/!.';;о;.'- обр".г.їо;їлі изображении С среден: сшбраженш информации»), ,-. :' лдле і іїасг-дем» 1996 г., ;;/д тема J>a!5 е:/\лго]4пмлчсс::оу обес-л-.чедп . аералалли мпогстачровдл г.юдедел; нзо5рг::;сінні», а таклео а рамках r,J г.^учп.;-исел"до:л:гельсксп темы jYj 02_95 «Иссдедозаиис про-десго;, ..:рлс.1фллоаа'!ил н оюбралселня информации», раздел -М'еаалдп.лпн,.; характеристик фальтроа цветных мпргокадровых моделе;: їїлгрірил.енніа-.
ІЧоратичеелле результаты работы внедрены а унсолых курсах лСисземи искусственного натеилекта» л «Конструирование н прош-юд-:;гао ЗРаіл на кафедре ЗИМ Тульского государственного угшпеоентега.
/тір^ГіілїГ^рлЛлІШ- Оспорило положения диссертационной работы доідсдьіг.ііліісь па следурзщкх конференциях и семинарам. 1, Международна іаксла-ссглїліар «Новые информационные технологии» (г. Судак, 199S г.), 2. Всероссийская паучнс-'1е;цн;ческнл конференция «Биотехнические, медицинские і; экологические системы и комплексы» (г. Рязань, РГРА, 1996 г.). 3, Межвузовская научно-техническая Конференция «Микроэлектроника и информатика - 97» (г. Москва, МГИЭТ (ТУ), 1997 г.). 4. XIV научная сессия, посвящения* Діло Радио (г. Тула, ТулГУ, 1997 г.). 5 XI межвузовская научно-техническая конференция (г. Тула, Т8А-ИУ, \997 г.). 6. Ill международная конференция «Оптико-электронные праоори и устроіістса и системах распознавания образов, обработки
-7^
изображении и символьной информации», (г- Курск, КГТУ, 1997 г.). 7. Всероссийская научно-техническая конференция «Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы» (г. Рязань,.РГ'РА, 1997 г.). 8. Ш Научно-техническая конференция ЦНИИ МО ГФ (г. Москва, 1997 г.). 9.'35-іііі ицучио-техицческая конференция Мнхш'ілорскон артиллерийской академии (г. Санкт-Петербург, 1997 г.). 10. Молодежная научная конференция «XXI Гагаринскне чтения» (г.-Москва, МГАТУ, 1996 г.)- 11. Научно-практические конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула 1996-98 г.г.).
Пу_ЙШіШ1!ШІІ- По результатам исследований опублцкозаио 14 печатных работ.
^.>ШйКЩ2ЦЫ!!ШкБМк>1Ы- Диссертационная работа состоит из пве-депшг, четырех глав и заключения, изложенных на ИЗ страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 3 таблицы, список нпюлИо-'.пшноіі лшературы из 83 наименоиашш и приложения.