LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

наукові результати та положення роботи викладено та обговорено на 12 Міжнародних, 9 Всесоюзних і 15 Республіканських науково-технічних конференціях (НТК) та школах-семінарах: П'ятій-Сьомій Всесоюзних школах-семінарах "Розпаралелювання обробки інформації" (Львів, 1985, 1987, 1989); Республіканській НТК "Підвищення надійності та довговічності машин і споруд" (Дніпропетровськ, 1985); X-ХII-й Всесоюзній НТК "Неруйнівні фізичні методи та засоби контролю" (Львів, 1984, Москва, 1987, Свердловськ, 1990); Третій Всесоюзній конференції "Математичні методи розпізнавання образів" (Львів, 1987); Республіканській НТК "Прилади і методи неруйнівного контролю якості продукції" (Славське, 1987); Всесоюзній НТК "Методи і мікроелектронні засоби цифрового перетворення і обробки сигналів" SIAP-89 (Рига, 1989); Другому Республіканському семінарі "Проблеми створення систем обробки, аналізу і розпізнавання зображень" (Ташкент, 1989); Республіканській НТК "Телевізійні методи і засоби в науці та техніці" (Ужгород, 1989); школі-семінарі "Автоматизація методів неруйнівного контролю якості зварних з'єднань" (Славське, 1989); Всесоюзній НТК "Методи і засоби підвищення інформативності і достовірності результатів ультразвукової дефектоскопії зварних металоконструкцій (Ленінград, 1989); Одинадцятій НТК "Прогресивні методи і засоби неруйнівного контролю напівфабрикатів, деталей та виробів" (Куйбишев, 1989); Третій міжгалузевій конференції "Неруйнівні методи контролю виробів з полімерних матеріалів" (Туапсе, 1989); семінарі "Автоматизовані системи неруйнівного контролю конструкційних матеріалів" (Славське, 1990); Першій Міжнародній конференції з інформаційних технологій для аналізу зображень та розпізнавання образів ITIAPR'90 (Львів, 1990); Першій, третій і четвертій Всеукраїнській міжнародних конференціях "Оброблення сигналів і зображень та розпізавання образів" УкрОБРАЗ (Київ, 1992, 1996. 1998); Першій міжнародній конференції з інформаційних технологій і систем ІТІС-93 (Львів, 1993); НТК "Фундаментальні та прикладні проблеми космічних досліджень" (Житомир, 1993); семінарі "Обробка зображень в цифрових системах" (Київ, 1993); семінарі "Комп'ютерні технології: застосування до технічних, комерційних, кадастрових, видавничих та навчальних проблем" (Львів, 1994); Першій Українській конференції "Технічна діагностика і неруйнівний контроль в Україні" (Дніпропетровськ, 1994); Першій-Четвертій Українських конференціях з автоматичного керування "Автоматика-94"-"Автоматика-97" (Київ, 1994; Львів, 1995; Сімферополь, 1996; Черкаси, 1997); Шостій міжнародній конференції з математичних методів в електромагнітній теорії ММЕТ'96 (Львів, 1996); Четвертому Українсько-Російсько-Китайському симпозіумі з космічних досліджень і технологій SST-4 (Київ, 1996); Міжнародних НТК "Проблеми фізичної і біомедичної електроніки" (Київ, 1996, 1997, 1998); Двадцять першій Нараді Австрійської асоціації з розпізнавання образів OAGM'97 (Гальштат, 1997); Другій Міжнародній конференції з обчислювальних методів та обернених задач в неруйнівному контролі і діагностиці (Мінськ, 1998).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 46 наукових праць, в тому числі 1 препринт, 19 статей в наукових журналах та збірниках наукових праць, 22 публікації в збірниках матеріалів та тез конференцій, отримано 4 авторських свідоцтва.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Робота викладена на 369 сторінках і містить 273 сторінки основного тексту та список літератури з 441 найменування.


ОСНОВИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обгрунтовується актуальність проблеми розробки високопродуктивних інформаційних технологій обробки монохромних напівтонових зображень з метою зміни їх візуальної якості та кількісної оцінки і формулюється мета та основні задачі досліджень, подається анотація основних положень роботи.

В першому розділі проаналізовано проблеми, що пов’язані з зоровим сприйняттям світла оком людини, формуванням зображень та їх математичними моделями, проведено огляд методів обробки зображень з метою покращання їх візуальної якості.

Рівень зорового відчуття - світлота - залежить від потоку світла, що діє на око. Її визначають як функцію яскравості. Ще в 1760 р. Бугер (Воuger P.), досліджуючи реакцію ока людини на яскравістне світлове збудження, показав, що різницевий поріг розрізнення світлот пропорційний початковій яскравості :

. (1)

В 1834 р. Вебер (Weber Е.) поширив ці спостереження на інші органи відчуття. Так, закон Вебера - один із "найстарших" законів в експериментальній психофізиці стверджує, що є постійною величиною. Розв'язуючи проблему вимірювання яскравості, Фехнер (Fechner G.) у 1858 р. запропонував вважати одиницею видимої яскравості сприйняття порогового розрізнення між двома світловими полями, яке часто називають ледь замітним розрізненням чи диференціальним порогом. Він отримав аналітичний опис визначення реакції системи сприйняття у відповідь на зміну збудження, який ще називають законом Вебера-Фехнера. Згідно з ним приріст рівня зорового відчуття, що визначається кількістю порогів розрізнення, пропорційний логарифму яскравості:

, (2)

де .

Однак закон Вебера-Фехнера має багато недоліків, через які з того часу до наших днів не припиняються дослідження проблеми сприйняття світла людиною. У 1970 р. В.Ф. Нестерук і Н.Н. Порфир'єва опублікували закон контрастного сприйняття світла, згідно з яким встановлений вираз для визначення реакції системи сприйняття на зміну світлового збудження зорової системи. Цей закон стверджує, що сигнал реакції по відношенню до рівня адаптації пропорційний узагальненому контрасту зовнішніх світлових впливів

, (3)

де - параметр, що характеризує фізіологічний рівень сприйняття реакції. Він включає закон Вебера-Фехнера як перше наближення. Оскільки кількісною оцінкою реакції світлового збудження, зумовленого сприйняттям зображення, є контраст, то ці дослідження дали підставу вважати, що він є тією характеристикою, яка відображає інтегрально всю тонку структуру зображення, і його можна використати як основу для кількісної оцінки, що характеризує якість зображення.

Незважаючи на майже тридцятирічне існування закону Нестерука-Порфир’євої критичні зауваження щодо нього не відомі. Тому представляється за доцільне використати принцип реакції зорової системи на величину яскравісного стимула як основу аналізу зображень для побудови методів швидкої зміни їх візуальної якості та встановити можливі моделі зображення, які би базувалися на складових реакції зорової системи на величину яскравісного стимула для побудови алгоритмів швидкого перетворення зображень з метою підвищення їх якості. Для цього проведено стислий огляд моделей зображень. Показано, що моделі зображень поділяються на два основні класи – статистичні та структурні. Проміжними між цими класами є ті, що використовують представлення зображень через дві компоненти – просторову (низькочастотну, фонову) та текстурну (високочастотну, детальну) складові. Прикладом такої моделі є мультиплікативна модель зображення Стокхема (Stochem T.). В її основі лежить фізичне формування зображення як енергетичного сигналу. Інтенсивність