Автоматизированный комплекс анализа полутоновых изображений на основе принципов инвариантного их описания

• Автор: Разин, Игорь Вениаминович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ОБЛАСТЕЙ И МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.1. МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ОБЛАСТЕЙ

1.1.1. Модели неоднородности функции яркости и непроизводные элементы

1.1.2. Классификация методов выделения граничных точек

1.1.2.1. Метод пространственного дифференцирования

1.1.2.2. Метод аппроксимации - поиск подходящего идеального наклонного или ступенчатого контура

1.1.2.3. Метод высокочастотной фильтрации

1.2. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ЗАДАЧАХ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.2.1. Классификация моделей изображения, применяемых при тематической обработке

1.2.2. Модели текстуры

1.2.3. Статистический подход к описанию текстуры

1.2.3.1. Текстура и пространственная частота
1.2.3.2. Текстура и плотность перепадов яркости
1.2.3.3. Текстура и математическая морфология
1.2.3.4. Текстура и пространственная взаимозависимость яркости
1.2.3.5. Текстура и обобщенная пространственная взаимозависимость яркости
1.2.3.6. Текстура и длина серии
1.2.3.7. Текстура и авторегрессионная модель
1.2.3.8. Текстура и мозаичная модель
1.2.4. Структурный подход к описанию текстуры
1.2.4.1. Непроизводные элементы
1.2.4.2. Пространственные отношения
1.2.4.3. Характеристики слабой текстуры
1.2.4.4. Характеристики сильной текстуры и обобщенная смежность
1.3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПИСАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СПЕКТРАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ
2.1. ЛИНИИ НУЛЕВОЙ ФАЗЫ
2.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР И ТЕОРЕМА МОМЕНТОВ
2.2.1. Представление момента произвольного порядка в факторизованном виде
2.2.2. Нормированный энергетический спектр градиентного изображения произвольного порядка
2.3. МОМЕНТ ВТОРОГО ПОРЯДКА НОРМИРОВАННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ГРАДИЕНТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В НАПРАВЛЕНИИ ПРОИЗВОЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННОГО ВЕКТОРА
2.3.1. Неравенство Шварца-Буняковского и уравнение годографа момента
2.3.2. Среднеквадратическая частота энергетического спектра изображения в произвольном направлении
2.3.3. Круговая частота энергетического спектра изображения
2.4. ОБОБЩЕННАЯ ТЕОРЕМА РЭЛЕЯ
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПИСАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ИНВАРИАНТНЫМИ СТАТИСТИКАМИ ПЕРЕПАДОВ ЯРКОСТИ
3.1. СИСТЕМА ИНВАРИАНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ГРАДИЕНТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОГО ПОРЯДКА
3.1.1. Главные моменты второго порядка нормированного энергетического спектра градиентного изображения произвольного
порядка
3.1.2. Главные среднеквадратические частоты и круговая частота градиентного изображения произвольного порядка
3.1.3. Иерархическая система инвариантных характеристик описания изображений
3.2. АЛФАВИТ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПИСАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
3.2.1. Максимумы локальной оценки главной среднеквадратической частоты градиентного изображения произвольного порядка
3.2.1.1. Нули изображения
3.2.1.2. Нули градиента
3.2.1.3. Нули лапласиана
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ
4. РЕАЛИЗАЦИЯ ИНВАРИАНТНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА И РАСПОЗНАВАНИЯ ПОЛУТОНОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
4.1. ВЫБОР МОДЕЛИ ПЕРЕПАДА ЯРКОСТИ НА ИЗОБРАЖЕНИИ
4.1.1. Градиент и линии нулевого уровня
4.1.2. Модель пространственного перепада яркости на изображении
4.2. ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ
4.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПИСАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
4.3.1. Методика и результаты экспериментальных исследований оценки глобальной среднеквадратической частоты энергетического спектра
4.3.2. Методика и экспериментальные исследования локальной оценки главной среднеквадратической частоты изображения и градиента
1.2.4.1. Непроизводные элементы
Непроизводный элемент - это связное множество элементов растра, характеризуемое некоторым набором признаков. Простейшим непроизводным элементом служит одиночный элемент с яркостью в качестве признака. Иногда полезно работать с максимальными связными множествами клеток с некоторым конкретным признаком. В качестве примера такого рода непроизводного элемента можно привести максимальное связное множество элементов с одной и той же яркостью или с одним и тем же направлением перепада.
Яркость и локальные свойства далеко не единственные признаки, которыми могут обладать непроизводные элементы. Среди признаков могут быть характеристики формы связной области и однородность распределения в ней локального признака. Например, связному множеству клеток можно приписать его длину или иную характеристику вытянутости его формы, а также дисперсию распределения локального признака.
Большое число различных признаков можно получить путем однократного или многократного применения к исходному изображению известных локальных операторов. К этой категории относят следующие признаки: компоненты связности, скаты и подъемы, «седловые» участки, участки относительных минимумов и максимумов, осевые компоненты и т.д. Данные о некоторых локальных операторах выделения этих признаков приведены выше и содержатся в целом ряде публикаций [110, 136, 152 - 157].
1.2.4.2. Пространственные отношения
Результатом построения непроизводных элементов служит их список с координатами центров и со значениями признаков. Кроме того, может быть получена топологическая информация, например, о соседстве непроизводных эле-