Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Компьютеры, Программирование Компьютеры, Программирование

Вариационный подход к сглаживанию и определению характерных точек черно-белых изображений

Фонарь желаний бумажный, оранжевый.
В комплекте: фонарик, горелка. Оформление упаковки - 100% полностью на русском языке. Форма купола "перевёрнутая груша" как у
87 руб
Раздел: Небесные фонарики
Совок большой.
Длина 21,5 см. Расцветка в ассортименте, без возможности выбора.
21 руб
Раздел: Совки
Забавная пачка денег "100 долларов".
Купюры в пачке выглядят совсем как настоящие, к тому же и банковской лентой перехвачены... Но вглядитесь внимательней, и Вы увидите
60 руб
Раздел: Прочее

А.Н. Каркищенко, А.Г. Броневич, Н.С. Зюзерова 1. Основные определения Черно-белое изображение, хранимое в ЭВМ в цифровой форме, можно описать с помощью функции  от двух переменных. Пара целых чисел  определяет координаты элемента изображения (ЭИ), а значение функции  характеризует яркость данного ЭИ. Поскольку цифровая форма представления изображения - это лишь аппроксимация реального изображения, которая получается как квантованием по значениям координат элементов изображения, так и по значениям яркости, введем в рассмотрение функцию  от действительных аргументов  и , которую будем называть функцией яркости реального изображения. Будем считать, что функции  и  связаны между собой соотношением . Здесь ? - случайная составляющая, учитывающая оптические помехи; функция  определяет сглаживающие свойства оптической системы и, как правило, аппроксимируется плотностью сферического нормального распределения =. Можно получить более сложную формулу, если учитывать квантование значений функции . Функция, описывающая реальные изображения, может иметь достаточно произвольный характер: на реальном изображении могут быть разные перепады яркости, что будет нарушать гладкость, функция может иметь различное расположение точек минимума и максимума и пр. В связи с этим возникает задача выбора наиболее оптимального описания функции яркости изображения. Следует отметить, что традиционные подходы, основанные на двумерном преобразовании Фурье , на аппроксимации сплайнами , могут не привести к желаемому результату. При обработке изображений, как показал опыт многих исследований, необходимо придерживаться идеологии искусственного интеллекта: преобразования изображений должны быть понятными человеку в той степени, чтобы он распознавал последовательность получаемых абстрагированных изображений и мог манипулировать ими; данную интеллектуальную деятельность человека должна воспроизводить система анализа изображений. Изучение вопроса о восприятии изображения человеком дает основание говорить о том, что наиболее информативными признаками при распознавании объектов являются контуры - линии, вдоль которых наблюдаются значительные перепады яркости изображения. На языке математики - это кривые, состоящие из особых точек функции, где функция  не дифференцируема или имеет большой модуль градиента. В статье рассматривается вариационный подход к выбору аналитического описания функции яркости. Его идея состоит в следующем: поскольку точные значения функции неизвестны, то в качестве оптимального аналитического описания функции яркости следует выбирать наиболее простое из всех возможных. С точки зрения информативности это будет наиболее гладкая функция, имеющая наименьшее число особых точек и небольшие значения модуля градиента. Для определения гладкости функции яркости вводится функционал. Это позволяет сформулировать вариационную задачу нахождения наиболее гладкой функции из множества всех возможных. При практической реализации данного метода частные производные функции яркости аппроксимируются конечными разностями на сетке изображения, что позволяет перейти к конечной оптимизационной задаче и решать ее методом градиента.

В процессе решения оптимизационной задачи автоматически вычисляются координаты точек контуров (в данных точках функция не удовлетворяет требуемым критериям гладкости), а также координаты других особых точек, позволяющих оптимальным образом кодировать изображение. 2. Непрерывная модель для гладкой функции яркости Пусть - оценка истинной функции яркости, которая подвержена сглаживающему преобразованию оптической системы. Поскольку ошибки при получении оценки , как правило, носят интервальный характер, можно с достаточной уверенностью считать, что:  - ?. Здесь? - область определения функции . Приведенное условие, что значения функции  и могут отличаться друг от друга не более, чем на значение порога ?. Далее степень гладкости функции  в точке  можно оценить по величине квадрата модуля градиента: . С учетом этого можно ввести в рассмотрение следующий функционал по критерию гладкости: . 3. Дискретная модель для выбора наиболее гладкой функции яркости Будем считать, что значения функции  известны только в целочисленных точках ,  = ,  =. Тогда  необходимо найти значения наиболее «гладкой» функции  в узлах сетки , которая удовлетворяет условию: - ?, =1,2,., 1,  =1,2,.,.           (1) Нетрудно получить дискретный аналог () функционала гладкости , если аппроксимировать квадрат модуля градиента конечными разностями: -, ? -, . Заменяя интегрирование  конечной суммой, получаем: .  (2) Далее необходимо решить задачу на условный экстремум - минимизировать функционал при условии (1). Это можно сделать методом сопряженных градиентов. Минимизация функционала с помощью метода сопряженных градиентов Нетрудно заметить, что функционал  можно рассматривать как векторную функцию от аргумента . Поэтому, учитывая условие (1), функционал  необходимо минимизировать в области . Рассмотрим практическую реализацию метода сопряженных градиентов. В качестве начального приближения выбирается исходное черно-белое изображение, т.е. = . Пусть на шаге мы имеем сглаженное изображение . Тогда направление  минимизации в методе сопряжения градиентов следует выбрать из условия: .                  (3) Таким образом, направление минимизации  зависит от предыдущего направления минимизации . Мы считаем, что =0. При вычислении направления  следует учитывать, что точка  может лежать на границе области , т.е. для некоторых значений  и  будет выполняться равенство   =     ? (знак « » или «-»). Тогда  координату вектора  следует обнулить, если минимизация вдоль этого направления в любом случае приводит к перемещению точки за пределы области допустимых значений ? . При программной реализации положение точки  удобно закодировать: Тогда координату  следует обнулить, если выполняется условие: > 0.  После того, как вычислено направление минимизации , функционал  минимизируется вдоль данного направления. Для этого необходимо решить оптимизационную задачу относительно параметра. Учитывая, что  - это полином второй степени от многих переменных (положительно определенная квадратичная форма), раскрывая скобки и приводя подобные, получим многочлен второй степени относительно?: . Нетрудно заметить, что последняя оптимизационная задача имеет явное решение: = -.

Из логики предлагаемого метода следует, что значение  должно быть положительным. Сглаженное изображение на следующем итерационном шаге определяем по формуле: (4) Однако непосредственно формулу (4) использовать нельзя, поскольку точка  может попасть за пределы области  допустимых значений. С учетом этого следует корректировать координаты вектора  по формуле:  Сходимость данного алгоритма следует оценивать по модулю градиента , при этом модуль следует рассчитывать только по тем координатам, которые не находятся на границе области  (в этом случае ).  Аналогично рассчитывается модуль градиента и в формуле (3). 5. Выделение контуров и характерных точек изображения будем называть характерными те точки изображения, которые являются наиболее информативными, т.е. по которым можно восстановить с некоторой точностью исходное изображение. Нетрудно заметить, что предлагаемый метод сглаживания позволяет выделить характерные точки. Это точки с координатами , которые являются граничными в том смысле, что. Данные точки должны определять согласно решению оптимизационной задачи положение всех нехарактерных точек. Нетрудно заметить, что граничными точками будут также точки, определяющие контуры края изображения. В этих точках является большим значение модуля градиента, поэтому в окрестности этих точек не удастся сгладить изображение и значения яркости в этих точках сглаженного изображения окажутся на границе допустимых значений. Предлагаемая процедура сглаживания позволяет улучшить качественные характеристики методов предварительной обработки изображений, использующих  градиент изображения. Отметим в заключение, что предлагаемый метод сглаживания особенно эффективно фильтрует ошибки, возникающие при оцифровке реальных изображений. Список литературы Lee D. Copi g wi h disco i ui ies i Compu er Visio : heir De ec io , Classifica io a d Measureme // IEEE ra sac io s o Pa er A alysis a d Machi e I ellige ce, vol.12, № 4, 1990. Дуда Р.,. Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. - М. : Мир, 1976. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. - М.: Радио и связь, 1986.

В стандарте NTSC каждую секунду проходит 30 кадров, то есть мы имеем дело с потоком данных 33 Мбайт/с (или около 260 Мбит/с), а полнометражный (на 1,5 часа) несжатый фильм займет на диске почти 180 Гбайт! Даже понизив разрешение до убогих 352х288 (как это делается в Video CD) и ограничив себя при этом черно-белым изображением (по одному байту на пиксел), мы все равно получим поток около 20 Мбит/с и общий объем фильма примерно в 15 Гбайт, что уже требует как минимум HD DVD в качестве носителя. Известно, что к потерям цветовой информации человек гораздо менее чувствителен, чем к потерям яркостной, и первую можно частично удалить. Можно выбросить цвет, например, для каждой второй строки и каждой второй точки по горизонтали (такой способ кодирования еще обозначают как 4:2:2), получив в результате около 1,5 байт на пиксел вместо стандартных трех. Но принципиально, как видим, само по себе такое двукратное снижение потока данных проблемы не решает - оно лишь используется в совокупности с другими алгоритмами сжатия

1. Костюм Нидерландов XVII века. Голландское барокко. Гармония черного и белого

2. Белена черная

3. Белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры

4. Белая, серая, пепельная и сухая гнили корзинок подсолнечника и меры борьбы с ними

5. Черно-белая оптимизация сайтов

6. Мой отзыв о прочитанной повести Гавриила Троепольского "Белый Бим Черное ухо"
7. Западноевропейские ракеты-носители серии "Ариан"
8. Жизнь во Вселенной

9. Одиноки ли мы во Вселенной?

10. Жизнь и разум во Вселенной

11. Черные дыры

12. Черные дыры

13. Бузина черная

14. Размещение черной металлургии России

15. Азовское и Черное моря

16. Нормы ГК, которые определяют особенности порядка заключения договоров по недвижимости

Сменный фильтр "Аквафор В-100-5", 3 штуки.
Модуль В100-5 содержит в оптимальном соотношении гранулы кокосового угля, ионообменные смолы и "ноу-хау" АКВАФОР - волокна
576 руб
Раздел: Фильтры для воды
Беговел "Funny Wheels Rider Sport" (цвет: розовый).
Беговел - это современный аналог детского велосипеда без педалей для самых маленьких любителей спорта. Удобный и простой в
2900 руб
Раздел: Беговелы
Молокоотсос ручной "Avent" с контейнерами для хранения молока.
Ручной молокоотсос Avent с контейнерами для хранения молока - это необходимая вещь для молодых мам, которые испытывают сложности со
2872 руб
Раздел: Молокоотсосы, аксессуары

17. Англия во время правления Георга V

18. Крушение Второй Империи и становление Третьей Республики во Франции

19. Доклад: Страны мира во второй половине XX века. Франция.

20. Проблемы Церкви и религиозного сознания в России во второй половине ХIХ - начале ХХ веков

21. Завершение политического объединения русских земель во второй половине XV в. – первой трети XVI века и создание единого государства

22. Проблема Курильских островов в отношениях СССР/России и Японии во второй половине XX-нач. XXI вв.
23. Экономика России во второй половине XVIII века: расцвет или начало разложения феодально-крепостнической системы?
24. Интеллектуальная собственность во Франции

25. Действие закона во времени, в пространстве, по кругу лиц

26. Project of decoding of "The Stermer Effect" (Сигналы из космоса, серии Штермера)

27. Сравнительная характеристика русских и английских ФЕ с компонентами, обозначающими цвета «черный», «красный», «желтый»

28. Кинематограф во время войны

29. Портрет в русской живописи 19 века ( Репин, Серов, Крамской)

30. Виноделие во Франции

31. Кровоточащие и плачущие изображения с точки зрения современного естествознания

32. Преферанс во всех видах

Магическая кружка-мешалка, зеленая.
Оригинальная кружка с двойными металлическими стенками (нержавеющая сталь). Сохраняет напиток горячим в течение дольшего времени (в
554 руб
Раздел: Кружки
Глобус Земли, политический, 250 мм.
Глобус Земли политический. Диаметр: 250 мм. На пластиковой подставке.
504 руб
Раздел: Глобусы
Сковорода-гриль чугунная, со складной деревянной ручкой, 25x25 см (квадратная).
Размеры: 25х25х2 см. Чугунная литая сковорода-гриль со складной ненагревающейся деревянной ручкой, с кольцом для подвешивания. Обладает
720 руб
Раздел: Сковороды гриль

33. Рецезия на повесть Ф. М. Достоевского "Белые ночи"

34. Судьба деревни в изображении современных писателей (В. Распутин "Прощание с Матёрой", А. Солженицын "Матрёнин двор")

35. Стендаль. "Красное и черное"

36. Андрей Белый

37. Историческое изображение эпохи начала XIX века в произведении А.С.Пушкина "Евгений Онегин"

38. Особенности художественного изображения эпохи Ивана Грозного в творчестве А. К. Толстого
39. Символизм (В.Брюсов, Д.Мережковский, З.Гиппиус, К.Бальмонт,А.Белый, В.Иванов)
40. Высший свет в изображении Л.Н. Толстого (по роману "Война и мир")

41. Пушкин во время южной ссылки (1820-1824 гг.)

42. Стендаль "Красное и черное"

43. Лермонтовиана во французской историографии

44. Как воспринимали Маршала Жукова во времена Н.С. Хрущёва, Л.И. Брежнева, перестройки и в наше время

45. Трагедия России глазами вождя Белого Движения (мемуары А. И. Деникина "Очерки русской смуты")

46. Военное искусство казацких полковников в Освободительной войне украинского народа середины ХУПв. (Воєнне мистецтво козацьких полковників у Визвольній війні українського народу середини ХУІІ ст.)

47. Об одном дипломатическом казусе во время Второй Мировой войны

48. Абсолютная монархия во Франции

Фломастеры со штампами "Fantasy", 24 цвета.
Фломастеры со штампами. В наборе: 24 цвета. Характеристики: - штамп в колпачке; - корпус пластиковый; - в пластиковом пенале. Состав:
478 руб
Раздел: 13-24 цвета
Настольная игра "Падающая башня с фантами. Бам-бум".
Настольная игра. Башня типа «Дженга» с заданиями на каждом третьем брусочке Отличия. Падающая башня стала еще более азартной и
529 руб
Раздел: Игры на ловкость
Настольная игра "Русское лото".
В набор входит: карточки, бочонки, жетоны, мешок и инструкция. Материал бочонков: древопласт.
363 руб
Раздел: Лото

49. Деятельность "Избранной Рады" во времена Ивана Грозного

50. Реформы и контрреформы в России во второй половине 19в. Отмена крепостного права

51. Советский тыл во время ВОВ

52. Кафедральный собор во имя Христа Спасителя в г. Самаре

53. Хронология Белой Руси

54. Военные действия в Закавказье во время Крымской Войны
55. Роль Китая во II Мировой войне
56. Задача про транспортную систему. Подбор вариантов проезда с учетом кол-ва пересадо, длительности, видов транспорта (самолет, авто, поезд, водн.) (и класса)

57. Построение реалистичных изображений предметов сервировки стола (стакана, фужера, рюмки, заполненных напитками) ([Курсовая])

58. Слои изображения в программе Photoshop

59. Черно-пестрая порода крупного рогатого скота

60. Средства визуализации изображений в компьютерной томографии и цифровых рентгенографических системах

61. Действие уголовного закона во времени и пространстве

62. Из истории развития педагогической мысли в России и западных странах во второй половине XIX века

63. Нравственное воспитание младших подростков во внеклассной работе

64. Болгария во внешней политике РФ

Этажерка для обуви, узкая, 4 полки.
Этажерка для обуви разборная на 4 полки. Основа - металлокаркас. Напольная, складная. Размеры (ДхШхВ): 460х280х700 мм.
861 руб
Раздел: Полки напольные, стеллажи
Каталка-трактор "Митя" №2.
Каталка-трактор станет прекрасным подарком для Вашего ребенка. Малыш может ездить на машинке сам, отталкиваясь от пола ножками и
1433 руб
Раздел: Каталки
Игровой набор "Фрукты и овощи" в корзине.
В набор входят 15 предметов. Размер предметов от 8 до 17 см. Материал: пластмасса. Цвет корзины может отличаться от указанного на картинке.
540 руб
Раздел: Продукты

65. Постиндустриальное общество. Советский Союз во второй половине 60-Х - первой половине 80-Х гг.

66. Великобритания во внешней политике Монголии: особенности сотрудничества и перспективы развития

67. Черные металлы в конструкциях РЭС

68. Определить себестоимость 1 Гкал тепловой энергии на проектируемой промышленной котельной и установить влияние на ее себестоимость выбранного вида топлива

69. Проект медницко-радиаторного отделения ЦРММ ПМК для ТОиР универсального парка строительных машин в кол-ве 173 ед.

70. Технология изготовления волоконнооптических световодов для передачи изображения
71. Порядок использования водных объектов для плавания на маломерных плавательных средствах и эксплуатации баз (сооружений) для их стоянок в пределах административных границ Мурманской области в прибрежной полосе Баренцева и Белого морей
72. Соотношение слова и изображения в комплексном аудиолингвовизуальном сообщении

73. Черные металлы в конструкциях РЭС

74. Параллельный программатор для микроконтроллеров Atmel серии АТ89

75. Саркоптоз свиней (Комплекс лікувально – профілактичних заходів при саркоптозі свиней в ТзОВ "Надія" Хотинського району Чернівецької області)

76. Социально-экономическое развитие России во II половине XVII века

77. Развитие физики во второй половине ХХ в.

78. Просвещение во Франции

79. Понятия экзистенциализма с постоянной оглядкой на Серена Кьеркегора

80. Получение серной кислоты путем гидратации оксида серы

Мягкие навесные игрушки для кроватки "Водный мир. Дельфин".
Мягкие навесные игрушки для кровати серия Водный мир , без музыки, текстиль: рыбка и звездочка - погремушка, морской конек -
369 руб
Раздел: Мобили
Фигурка декоративная "Балерина", 10 см.
Осторожно, хрупкое изделие! Материал: металл, австрийские кристаллы. Размер: 10 см. Товар не подлежит обязательной сертификации.
485 руб
Раздел: Миниатюры
Каталка-трактор с педалями "Turbo" с полуприцепом.
Педальная каталка-трактор с полуприцепом "Turbo" рассчитана на детей от 3-х лет и весом не более 50 кг. В комплекте с трактором
5361 руб
Раздел: Каталки

81. Характеристика химического элемента №16 (Сера)

82. Применение аккредитивной формы расчетов во внутреннем и международном оборотах

83. Проблема равновесия рыночной системы во взглядах классической школы

84. НАФТА как проявление интеграционных процессов в североамериканском регионе во внешней политике Канады

85. Великобритания во внешней политике Монголии: особенности сотрудничества и перспективы развития

86. Коммерческие риски во внешнеэкономической деятельности и управление ими
87. Основные тенденции развития мировой экономики во второй половине 20 века
88. Феодальная война во второй четверти XV века

89. Геополитические аспекты изучения Сибири научными обществами во второй половине XIX — начале ХХ вв.

90. Остров Гаити во времена Наполеона

91. Трагедия России глазами вождя Белого Движения

92. Украина во время первой мировой войны

93. Сословное общество во второй половине XV – XVI в.

94. Иерусалим после принятия резолюции ООН о разделе Палестины и во время войны за независимость

95. СССР во второй половине 20-х гг.

96. Внешняя политика России во второй половине ХIХ в.

Салатники "Хлеб", 2 штуки.
Салатники, 2 штуки. Диаметр: 13,5/16,5 см. Высота: 6/7 см. Объем: 350/650 мл. Материал: керамика.
362 руб
Раздел: Наборы
Вакуумные пакеты с вешалкой 3 штуки: 70х105 см (2 штуки), 70х145 см (1 штука).
Характеристики: - уменьшают объём мягких предметов в 3-4 раза; - надежно защищают вещи от моли, грязи и сырости; - очень износоустойчивы и
529 руб
Раздел: Вакуумные пакеты
Набор "My Little Pony", 3 предмета.
Набор посуды в подарочной упаковке. Кружка 250 мл. Салатник 13 см. Тарелка 19,5 см.
578 руб
Раздел: Наборы для кормления

97. Внешняя политика России во второй половине XIX в.

98. Русские земли во времена феодальной раздробленности. Русь удельная в XII-ХIII вв.

99. Между “красными” и “белыми”


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.