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

30721. Основные этапы первой мировой войны. Факторы поражения германо-австрийского блока 27.5 KB
  В июле 1914 г Германия и Австровенгрия начинают первую мировую войну. Германия хотела сначала вывести из строя Францию чтобы прекратить борьбу на два фронта: Западном и Восточном. 1 этап вторжение в Бельгию где Германия потерпела поражение: в Восточной Пруссии Германия воевала с русскими армиями; в Галиции и Польше где победы достались русским. Германия и АвстроВенгрия были экономически истощены под влиянием революций в России среди военных германии и Австрии усилилась антивоенная агитация народ устал от...
30722. «Новый курс» Результата и его историческое значение 24.5 KB
  Его основная цель состояла в оздоровлении экономики и восстановления доверия граждан к государству. Политика Рузвельта получила название Новый курс который он восстановил государственное регулирование экономики и социальных отношений. Законом об оздоровлении национальной экономики вся промышленность была разделена на 17 групп по отраслям и регулировалась нормативными актами кодексами чести определявшими объем выпуска товаров уровня заработной платы распределение рынков сбыта продолжительность рабочего времени и др....
30723. Эволюция и крах бюрократических режимов в стране ЦЮВЕ 26.5 KB
  было сформировано коалиционное правительство в ГДР. Чехословакия и ГДР несколько условно могут быть отнесены к государствам с довольно высоким уровнем развития Польша Венгрия Хорватия и Словения страны среднего развития а Болгария Румыния четыре другие республики бывшей Югославии Сербия Черногория Македония Босния и Герцеговина Албания низкого. По решению парламентов ГДР и ФРГ с 1 июля 1990 г. ГДР прекратила свое существование вместо нее появились пять новых федеральных земель ФРГ.
30724. Изоляционизм США термин использовавшийся с середины 19 в. 25 KB
  Изоляционизм США термин использовавшийся с середины 19 в. для обозначения направления во внешней политике США в основе которого лежит идея невмешательства в европейские дела и вообще в вооруженные конфликты вне американского континента. складывались под влиянием ряда факторов: географическая обособленность Американского континента создание в США ёмкого внутреннего рынка способствовавшего тому что значительная часть буржуазии мало интересовалась заокеанской экспансией расширение за счет др.
30725. Великобритания выбор новой модели развития в условиях кризиса и распада колониальной империи 28.5 KB
  Черчилль предложил емкую формулировку такого мировидения концепцию трех великих кругов центром пересечения которых считалась Британия. Чем глубже пускала корни биполярная система мира тем активнее Британия искала себе место в условиях противостояния двух сверхдержав. в 19401950е годы Британия все еще ощущала себя империей однородным государством и державой глобального масштаба.
30726. Ялтинская и Потсдамская конференции глав правительств СССР, США и Великобритании. (1945) 22.5 KB
  Участвовали: Сталин СССР Черчилль Великобритания Рузвельт США. Основные решения: 1 Германия делилась на 4 оккупационные зоны СССР Франция Англия США. 3 Согласия СССР вступить в войну с Японией через 3 месяца после капитуляции Германии.
30727. Кризис неолиберализма в США. Переход к неконсервативной модели развития ГМК 26 KB
  Главный замысел неолиберализма снижение регулирующей роли государства в экономике При общем экономическом подъеме неолиберальный курс обусловил неустойчивость и нестабильность развития США Причиной экономического роста в США стали специфические внутренние и внешние факторы конца ХХ в. Экономическое развитие США последнего десятилетия окончательно подтверждает: неолиберальная перестройка это путь к строительству эффективной капиталистической экономики. Неолиберальный режим вызвал крайне нестабильный экономический рост в США в 90е...
30728. Политика «невмешательства» (1935 – 1937 гг.). Мюнхенское соглашение 1938 г. и его значение для судеб мира 24.5 KB
  СССР готово было прийти на помощь Чехословакии в 1935 г у СССР и Чехословакии был договор о взаимопомощи при поддержке Франции у которой с СССР был такой же договор. Но французское правительство не поддержало СССР т. Попытки англофранцузской дипломатии умиротворить нацистов без участи СССР оказались тщетными и тогда Англия и Франция вынуждены были предоставить гарантии безопасности возможным жертвам агрессии Польше Румынии Греции и начали секретные переговоры с Советским союзом. провалились изза недоверия...
30729. Внутренняя политика британских консерваторов в 1930-е гг 23 KB
  Консерваторы выдвигали идею отказа от свободной торговли и перехода к политике протекционизма поддержка национальной экономики и защита от иностранных конкурентов требовали активизаций колониальной политики беспомощного подавления национальноосвободительного движения ирландского народа. В период утверждения капитализма на Западе консерваторы противостояли либерализму и социализму они то приходили к власти то теряли ее. Консерваторы же упорно настаивали на своих методах регулирования экономики основываясь на рыночных отношениях и в...