Алгоритмы фильтрации изображений в квазидвумерных конечных базисах

• Автор: Упакова, Анастасия Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
1.1 Формирование АКИ
1.2 Пространственная фильтрация изображений
1.3 Частотная фильтрация изображений
1.4 Спектральный анализ в базисе ВКФ
2КВАЗИДВУМЕРНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С СИНХРОННЫМИ И НЕСИНХРОННЫМИ ИСКАЖЕНИЯМИ
2.1 Квазидвумерная фильтрация изображений
2.2 Алгоритмы квазидвумерной фильтрации
изображений с синхронными искажениями
2.3 Алгоритмы квазидвумерной фильтрации
изображений с несинхронными искажениями
2.4 Алгоритмы квазидвумерной фильтрации изображений с синхронными искажениями со
случайным изменением яркости
3КВАЗИДВУМЕРНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСКАЖЕНИЯМИ, ВОЗНИКАЮЩИМИ В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕДАЧИ
3.1 Алгоритм квазидвумерной фильтрации изображений
с групповыми искажениями
3.2 Алгоритмы квазидвумерной фильтрации
изображений с импульсными искажениями
3.3 Алгоритм передачи изображений без постоянной составляющей

3.4 Алгоритм устранения групповых искажений в
спектре
4ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС И МОДЕЛИРОВАНИЕ БПУ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ МАТРИЦАХ
4.1 Структура и основные модули программного
комплекса
4.2 Модуль реализации БПУ в ПЛИС
4.3 Пример практического использования предлагаемых алгоритмов фильтрации изображений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. С конца прошлого века человечество получает снимки из космоса о поверхности Земли. Фонд аэрокосмических изображений (АКИ), накопленный за полвека, является одним из наиболее информативных источников сведений о динамических явлениях и процессах, протекающих в природе. В настоящее время АКИ используются во многих отраслях человеческой деятельности: в географических и гидрологических исследованиях Земли, в сельском хозяйстве, лесоводстве, исследовании окружающей среды. На спутниках устанавливаются различные типы видеодатчиков для получения все более качественных снимков. Далее, эти снимки передаются по каналам связи на Землю в пункты обработки АКИ. Во время передачи изображения могут возникать различные помехи, мешающие дальнейшему использованию снимков по назначению. В связи с этим достаточно остро встает вопрос о фильтрации изображений с помехами, т.е. приближение изображения к идеальному (исходному). Поскольку данная задача является актуальной и сложной, то необходимо найти наиболее эффективные методы ее решения. Известные на сегодняшний момент методы фильтрации изображений делятся на пространственные и спектральные, последние более удобные для проведения исследований и анализа свойств изображений [24, 30, 91, 92, 93, 96].
Известно, что при выполнении процедуры обработки изображения выполнение перехода в спектральное пространство может занимать 75-80% от общего времени. Поэтому встает задача уменьшения времени выполнения преобразований. Поскольку изображение определено на конечном значении своих номеров элементов строк и столбцов, имеет смысл рассмотреть в качестве базы спектрального анализа, теорию дискретных сигналов, определенных на конечных интервалах, базисные функции, которой также конечны.

счисления (т-4,т-8 и т.д.). Тогда область определения таких базисов может быть задана как
# = (:2е)п, (1.31)
где е = 2,3 и т.д.
Такое задание области определения позволит легко сопоставлять полученные результаты и легко переходить от одной арифметической операции к другой.
Рассмотрим построение системы базисных функций на основе ВКФ с основанием системы счисления т = 4. Для простоты понимания формирования системы базисных функций примем п-2. Исходная матрица ДЭФ имеет вид:
гщ ч>0 и0 ^0^

Щ ч>2 и’4 м>
1*0 и'З Щ Щу
.2 я 2л ]— ] — где м> = е т = е 4 .
Матрица вновь создаваемой системы есть п-я кронекеровская степень матрицы ДЭФ размером 4x4. Искомая матрица будет иметь размерность 16x16:
УКР42=^2), (1.33)
где (2) означает вторую кронекеровскую степень матрицы Б.
В соответствии с (4) искомый базис будет представлен следующей матрицей