38961

Задачи, решаемые на этапе предварительной обработки изображений в ТВК. Назовите и поясните некоторые из методов, которые могут использоваться для решения этих задач

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Сокращение массива [E ij ] за счет исключения отсчетов сигнала от фона; использование алгоритмов сглаживания для подавления некоррелированных шумов; применение методов трансформирования двумерных массивов исходных изображений в двумерные массивы коэффициентов на основе ортогональных преобразований для последующей фильтрации выделения признаков наблюдаемых объектов и т. Подробнее рассмотрим алгоритмы предварительной фильтрации используемые при решении задачи обнаружения и селекции точечных объектов при наличии неоднородного фона....

Русский

2013-09-30

53.5 KB

2 чел.

Задачи, решаемые на этапе предварительной обработки изображений в ТВК. Назовите и поясните некоторые из методов, которые могут использоваться для решения этих задач.

На этапе предварительной обработке изображений решаются следующие задачи:

–  сокращение объема информации, предназначенной для дальнейшей обработки;

–  фильтрация помех, затрудняющих последующую обработку;

– выделение признаков контролируемых объектов для упрощения дальнейшей процедуры распознавания.

 Ниже перечислены некоторые из способов решения этих задач:

–  замена значения освещенности в некоторой точке изображения функцией освещенности в пределах «окна» из n элементов, центр которого совпадает с этой точкой;

–  переход от кодирования сигнала всех элементов к кодированию длин отрезков и групп строк элементов, занятых изображением объекта;

–  уменьшение числа уровней квантования видеосигнала (в предельном случае до двух) с учетом информативности отдельных участков или изображения в целом;

–  использование интегральных алгоритмов выделения обобщенных параметров и характеристик изображения;

–  использование дифференциальных алгоритмов выделения контуров в изображении объекта;

–  использование режима слежения за выделенным объектом, т.е. сокращение массива [E i,j ] за счет исключения отсчетов сигнала от фона;

–  использование алгоритмов сглаживания для подавления некоррелированных шумов;

–  применение методов трансформирования двумерных массивов исходных изображений в двумерные массивы коэффициентов на основе ортогональных преобразований (для последующей фильтрации, выделения признаков наблюдаемых объектов и т.д.).

Подробнее рассмотрим алгоритмы предварительной фильтрации, используемые при решении задачи обнаружения и селекции точечных объектов при наличии неоднородного фона.

1. Простой пороговый метод нелинейной фильтрации импульсных помех

Сигнал от каждого из элементов матрицы [Ei,j] анализируемого изображения сравнивается со средним значением  сигнала для небольшой группы элементов m×n в окрестностях данного элемента (m и n – нечётные числа). Формируется новый массив по правилу:

в котором устранены одиночные «выбросы», т.е. помехи, некоррелированные с соседними элементами ( – заданная пороговая величина).

2. Анизотропная фильтрация – линейная процедура цифровой обработки массива [Ei,j]. Она заключается в выполнении операции свёртки исходного массива изображения формата M×N со скользящим сглаживающим массивом [W] меньшего формата m×n (ядро свёртки). В результате формируется новый массив [E*i,j], имеющий (также как и исходный) формат M×N, но представляющий собой «сглаженное» изображение, подвергнутое низкочастотной пространственной фильтрации

Размерность сглаживающего массива m×n должна быть согласована с интервалом пространственной корреляции исходного изображения. Ниже даны примеры различных видов сглаживающих массивов, рекомендуемых с учётом свойств оптических систем.

Нормирующие множители 1/9, 1/10, 1/16 позволяют сохранить масштаб чисел, представляемых двоичным кодом после процедуры фильтрации.

«+» более совершенный, теоретически более обоснованный алгоритм пространственной фильтрации

«–» более сложный алгоритм, время обработки исходного изображения при программной реализации алгоритма пропорционально m2.

«–»  при сглаживании помех  «смазывает» резкие границы и контуры объектов (рис. 2.2, в).

3. Рекуррентный алгоритм анизотропной фильтрации :

При вычислении дискретной свертки используются как элементы массива [Ei,j], так и элементы, взятые из уже сглаженного массива E*i,j.

«+»  более рациональный с точки зрения использования оперативной памяти ЦВУ (одни и те же ячейки оперативной памяти могут использоваться вначале для хранения исходных значений Ei,j, а затем новых значений E*i,j, полученных после обработки данных)

«+»  алгоритм дает лучшие результаты сглаживания, чем алгоритм анизотропной фильтрации.

4. Медианная фильтрация осуществляется посредством замены значения каждого элемента массива [Ei,j], находящегося в центре окна скользящей апертуры, медианой исходных значений, находящихся внутри апертуры.

Медианой последовательности X1, X2, …, Xn при нечётном n является средний член ряда, получающегося при упорядочении последовательности по возрастанию (или по убыванию). При чётном n медиана определяется как среднее арифметическое двух средних членов упорядоченного ряда.

На практике могут использоваться различные формы сглаживающих апертур в зависимости от специфики решаемой задачи и формы объектов, находящихся в поле зрения АТСН:

«+» Медианные фильтры сохраняют без искажений резкие границы объектов, эффективно подавляя некоррелированные или слабо коррелированные помехи и малоразмерные детали (рис. 2.2,б)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9852. Основные направления европеизации страны при Петре 1: реформы в области государственного управления и культуры 36.43 KB
  Основные направления европеизации страны при Петре 1: реформы в области государственного управления и культуры. В истории Российского государства Петр I сыграл ключевую роль. На рубеже XVII-XVIII веков Россия стояла на пороге преобразований. В эконо...
9853. Россия в начале 21 века. Новые тенденции политической жизни 25.75 KB
  Россия в начале 21 века. Новые тенденции политической жизни. Руководство страны проводит активную внешнюю политику за своё утверждение на международной арене. Россия, став правопреемницей СССР, отстаивает статус сильного государства, с которым должн...
9854. Просвещенный абсолютизм Екатерины 2. Расцвет дворянской империи 26.54 KB
  Просвещенный абсолютизм Екатерины 2. Расцвет дворянской империи. Эпоха Екатерины II (1762-1796) составляет значительный этап в истории России. Данный период российской истории всегда вызывал живой интерес исследователей. Представители советской исто...
9855. Экономическая перестройка М.С. Горбачева: трудные поворот к рынку 25.94 KB
  Экономическая перестройка М.С. Горбачева: трудные поворот к рынку. К концу 70-х гг. для части советского руководства стала очевидной невозможность сохранения без изменений существовавших в стране порядков. На экономической ситуации неблагоприятно ск...
9856. Эволюция промышленного производства в России 9-17 век 23.45 KB
  Эволюция промышленного производства в России 9-17 век. Ремесло первоначально зарождалось в патриархальных семьях как домашние промыслы для обслуживания себя и своих родственников. Эти изделия не выходили за рамки семьи и не поступали в продажу. В XI...
9857. Гражданская война в России: причины, этапы, характеристика противоборствующих сил 73 KB
  Местные государственные администрации – это звено исполнительной власти в областях, районах, городах Киеве и Севастополе. В границах своих полномочий они осуществляют исполнительную власть на территории соответствующей административно-территориальной единицы, а также реализуют полномочия, делегированные им соответствующими советами.
9858. Реформы политической системы в первой половине 19 века 38.19 KB
  Реформы политической системы в первой половине 19 века. Ограничение самодержавия являлось важнейшим условием перехода России к индустриальному обществу. Эта проблема была осознана верховной властью и передовой общественностью уже в начале ХГХ века. ...
9859. Мягкая модель сталинизма: власть и общество в 1964-1984гг. от стагнации к кризису 27.49 KB
  Мягкая модель сталинизма: власть и общество в 1964-1984гг. от стагнации к кризису. После смещения Н.С. Хрущева на октябрьском (1964) Пленуме ЦК КПСС Первым секретарем ЦК партии был избран Л.И. Брежнев. Новые веяния в политике начались сразу же после...
9860. Реформирование политической системы России во второй половине 19 века: земская, городская, судебная, военная реформы 60-70-х гг 38.44 KB
  Реформирование политической системы России во второй половине 19 века: земская, городская, судебная, военная реформы 60-70-х гг. Ограничение самодержавия являлось важнейшим условием перехода России к индустриальному обществу. Эта проблема была осозн...