LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Цифрова обробка зображень на основі теорії контрастності

Національне агентство з питань інформатизації при

Президентові України

Державний науково-дослідний інститут

інформаційної інфраструктури



ВОРОБЕЛЬ Роман Антонович


УДК 681.325


ЦИФРОВА ОБРОБКА ЗОБРАЖЕНЬ НА ОСНОВІ

ТЕОРІЇ КОНТРАСТНОСТІ




05.13.06- Автоматизовані системи

управління та прогресивні інформаційні технології


Автореферат




дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук









Львів - 1999


Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Фізико-механічному інституті ім. Г.В.Карпенка НАН України

Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор

Попов Богдан Олександрович, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, завідувач відділом


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України СВЕНСОН Олексій Миколайович, Львівський центр Інституту космічних досліджень Національної академії наук України і Національного космічного агентства України, завідувач лабораторії


доктор технічних наук, професор СІРОДЖА Ігор Борисович, Державний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”, м. Харків, завідувач кафедри


доктор технічних наук, професор МАНДЗІЙ Богдан Андрійович, Державний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри



Провідна установа: Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН

України, відділ керуючих машин


Захист відбудеться “_15__” _липня 1999 р. о _13-30 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.35.813.01 при Державному науково-дослідному інституті інформаційної інфраструктури (290601, м. Львів, вул. Наукова, 5а)


З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці інституту (290601, м. Львів, вул. Наукова, 5а).

Автореферат розісланий __14_ _червня _ 1999р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук Бунь Р.А.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У багатьох галузях науки, техніки, медицини основна інформація про об’єкти досліджень поступає у вигляді зображень - двовимірних проекцій просторових сцен, які спостерігаються. Для обробки і аналізу такої інформації необхідно забезпечити високу візуальну якість зображення, яка втрачається через незадовільні умови її отримання, недосконалості зображаючих систем чи систем передачі відеоінформації, появу різного роду завад і спотворень. Це зумовлює прийняття невідповідних рішень при аналізі таких даних.

Зображення мають різну фізичну природу. Їх має сприймати людина-оператор чи автомат. Тому важливою є наявність можливості адаптувати обробку зображення до конкретного користувача, тобто до вузької задачі, яку розв’язує споживач інформації. Часто недостатньо представити спостерігачу об’єкт за допомогою ідеальної зображаючої системи. Потрібні засоби отримання інформації при скурпульозному аналізі зображення з метою пошуку та ідентифікації об’єктів, визначення різного роду кількісних характеристик та ін.

Розвинуті у даній роботі нові підходи до побудови методів цифрової обробки зображень базуються на доробку багатьох учених, що розробляли теоретичні та прикладні основи обробки зображень, розпізнавання образів, побудови розпізнавальних автоматів, систем цифрової обробки зображень. Серед них: В. Александров, Р. Бейтс, Г. Василенко, В. Васильєв, Т. Вінцюк, В. Віттіх, Г. Гімельфарб, Р.Гонсалес, В. Грицик, І. Гуревич, А. Джайн, Д. Денисов, Г. Ендрюс, Ю. Журавльов, О. Івахненко, Г. Катис, М. Кириченко, Д. Лебедєв, Д. Марр, М.Мирошников, С. Мірошниченко, І. Мучник, В. Нестерук, Є. Очін, Т. Павлідіс, С.Пайзер, Ш. Пелег, І. Пітас, У. Претт, Є. Путятин, А. Розенфельд, О.Свенсон, І. Сіроджа, Т. Стокхем, Дж. Ту, А. Фор, У. Фрей, К. Фу, Е. Холл, Т. Хуанг, І.Цуккерман, М. Шлезінгер, Л. Ярославський та ін.

Необхідність забезпечення реального часу, надійності та багатофункціональності суттєво ускладнюють побудову високопродуктивних систем обробки зображень без врахування розпаралелювання і автоматизації обробки інформації. Пов’язано це з тим, що відомі підходи як правило алгоритмічно складні, громіздкі, вимагають діалогової обробки. Це призводить до додаткових часових та апаратурних затрат.

Тому актуальною є розробка нового підходу до цифрової обробки напівтонових монохромних зображень, яка базується на основах теорії контрастності. Адже при сприйнятті зображення кількісною оцінкою реакції зорової системи на величину світлового збудження є його контраст - локальний і узагальнений. Тому логічно використати ці кількісні характеристики зображення як основу для побудови методів перетворення зображень з метою підвищення їх візуальної якості та оцінки, незалежної від суб’єктивного сприйняття. Такий підхід дозволяє встановити спільну теоретичну основу побудови різних класів методів перетворення зображень з метою підвищення їх візуальної якості і створювати завдяки цьому нові системи швидкої обробки зображень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Робота виконувалась в рамках держбюджетних тем Національної академії наук України “Дослідження принципів оцінки просторового розподілу залишкових напружень у виробах на основі неруйнуючих експериментальних методів з використанням ультразвукової обчислювальної томографії, нелінійної акустики та автоматизованої обробки інформації” (1991-1993, Постанова Президії АН України №1 від 22.01.91); “Розробка інформаційних технологій та програмно-орієнтованих засобів обробки даних для діагностики і оцінки станів середовищ в реальному часі” (1994 - 1996, Постанова Президії НАН України №8 від 22.02.94), “Розробка методів та алгоритмів підвищення якості оптичних зображень стосовно до задач діагностики матеріалів та елементів конструкцій” (1997 - 1998, Постанова Президії НАН України №8 від 13.05.97); державного контракту №9/94 від 08.08.94 “Розробка методів, алгоритмів, програм і програмного забезпечення для дешифрувальної та тематичної обробки зображень, що формуються при дистанційному зондуванні Землі з космічних апаратів” з ДНВП “Орбіта” (1994) та ряду інших тем.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є розроблення теоретичних основ цифрової обробки зображень, яка базується на теорії контрастності як засобі визначення незалежної від сприйняття кількісної оцінки локального контрасту і характеристик зображення в цілому та створення на цій основі інформаційних технологій і технічних засобів підвищення візуальної якості зображень в реальному масштабі часу.

Для досягнення мети розв`язуються такі задачі:

· розробка нового підходу до визначення кількісної міри контрастності двох елементів зображень, що має властивості відстані метричного простору, характеризується рівноправним входженням елементів і симетричними властивостями характеру зміни;

· розробка нового підходу до визначення узагальненого контрасту зображення в цілому, що не залежить від суб’єктивного