Обработка изображений: Восстановление изображений, выявление признаков, распознавание образов. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Согласованные полиномиальные признаки для анализа полутоновых биомедицинских изображений
Статья научная
В работе в общем виде вводятся полиномиальные признаки, представляющие собой многочлены на множестве отсчётов изображения. Показывается, что при наложении естественных ограничений предложенные полиномиальные признаки обращаются в линейные комбинации отсчётов автокорреляционной функции изображения. Предлагается ряд подходов к согласованию этих признаков с текстурными свойствами изображений из обучающей выборки. С помощью вычислительных экспериментов на трёх наборах реальных диагностических изображений демонстрируется эффективность рассмотренных признаков, выражающаяся в снижении вероятности ошибочного распознавания рентгеновских изображений костной ткани с 0,10 до 0,06 по сравнению с ранее изученными методами.
Бесплатно
Соединение опорных линий с использованием поля направлений
Статья научная
В данной статье рассматривается задача восстановления связности опорных линий на квазипериодических изображениях. При этом выполняется условие сохранения формы кривой. Описываются три метода: модифицированное протягивание линии вдоль поля направлений и два варианта решения вариационной задачи - конечно-разностный метод и использование уравнения Эйлера-Лагранжа.
Бесплатно
Сокращение пространства признаков по критерию сопряженности с нуль-пространством
Статья научная
Часто при формировании признакового пространства намеренно задают избыточное число признаков, а затем, исключают малоинформативные. Этот прием известен как задача редукции признакового пространства [1]. При этом возникает проблема выбора показателя информативности и порогового значения выбранного показателя. В работах [2, 3] исследовалась возможность использования в качестве критерия информативности признака показателя сопряженности соответствующего этому признаку вектора с нуль-пространством транспонированной матрицы, составленной из оставшихся векторов-признаков. Эта методика предполагает задание некоторого порога для показателя сопряженности и исключение признаков, у которых он меньше заданной. Однако вопрос обоснованного выбора порога для получения оптимального набора признаков из исходного множества остается открытым. В настоящей работе предлагается и исследуется способ задания количественного значения порога на основе вычисления критерия сопряженности составляющей признакового пространства, которая вводится для учета смещения разделяющей гиперплоскости.
Бесплатно
Спектральный метод увеличения фрагментов цифровых изображений
Статья научная
Рассматривается возможность увеличения фрагментов цифровых изображений для более детального просмотра методом, аналогичным оптическому увеличению в видеокамерах. Данный метод основан на экстраполяции оптического спектра изображения с добавлением весовой функции для частичной компенсации эффекта Гиббса. Преимущество метода состоит в том, что мелкие детали изображения увеличиваются без размытия, с четким сохранением формы. В этом существенное отличие от увеличения методом билинейной интерполяции. В работе приведены численные результаты сравнения предлагаемого метода с реализованными в программном обеспечении Alchemy.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты, демонстрирующие основные направления изменения сомкнутости крон предгорных и горных лесов Приполярного Урала за 18-летний временной период (1988-2006 гг.) по материалам анализа спутниковых изображений (каналов видимого диапазона спектра) Landsat. Привлечение серии зимних изображений периода 1988-2006 гг. и метода декомпозиции спектральных смесей позволило установить изменения показателя сомкнутости крон ненарушенных фитоценозов в среднем до 1-2 % в год на участках ранее сформированных лиственничников и редколесий экотонной зоны вблизи границы "лес-тундра". Наиболее стабильные характеристики отмечены для класса темнохвойных лесов.
Бесплатно
Способ формирования цифрового водяного знака для физических и электронных документов
Статья научная
В статье предложен универсальный способ формирования водяного знака как для физических, так и для электронных документов. Подобный водяной знак может применяться как для проверки подлинности документов, так и для скрытой передачи информации. Описан порядок обмена информацией между сторонами для обоих случаев. Проведён анализ сложности обнаружения наличия водяного знака и извлечения встроенной информации третьей стороной, показавший работоспособность предложенного метода.
Бесплатно
Сравнение двух подходов к построению наборов линейных локальных признаков цифровых сигналов
Статья научная
В работе производится сравнение двух подходов к построению наборов линейных локальных признаков (ЛЛП) цифровых сигналов. Первый из анализируемых подходов основан на формировании набора ЛЛП из отдельно конструируемых эффективных ЛЛП, каждый из которых имеет свой алгоритм вычисления признака. Второй подход предполагает построение эффективного набора ЛЛП, имеющего единый алгоритм совместного вычисления всех признаков. Сравнение как аналитическое, так и экспериментальное производится по нескольким показателям, отражающим вычислительные и качественные свойства конструируемых ЛЛП. Также производится экспериментальное сравнение двух сопоставляемых подходов с известными решениями.
Бесплатно
Сравнение изображений по форме с использованием диффузной морфологии и диффузной корреляции
Статья научная
Сравнение изображения с формой другого изображения или сравнение форм двух изображений позволяет сравнивать фрагменты изображений одной сцены, полученных в различных условиях освещённости, погодных условиях или в различных спектральных диапазонах. Наиболее популярным методом сравнения форм изображений является подход, основанный на использовании взаимной информации. Другой известный подход к сравнению изображения с формой другого изображения предложен в морфологии Пытьева. В данной статье предлагаются новый метод сравнения изображений по форме на основе диффузных операторов и диффузной корреляции, а также соответствующий обобщённый формализм диффузной морфологии. Описана быстрая реализация алгоритма диффузной фильтрации. Проведено экспериментальное сравнение разработанного метода диффузной корреляции с другими методами сравнения по форме применительно к задаче взаимной привязки ТВ- и ИК-изображений.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследуются свойства быстрых алгоритмов слияния, применяющихся для итеративной полигональной аппроксимации контурных цепей и различающихся критериями оптимизации. Исследуемые критерии оптимизации - максимум периметра, минимум максимальной и среднеквадратической погрешности. Алгоритмы сравниваются с точки зрения предпочтительности для локализации углов, по численным критериям (длине периметра, максимальной и среднеквадратической погрешности) и вычислительной сложности.
Бесплатно
Статистическая оценка вероятности правильного обнаружения веществ в ИК Фурье-спектрометрии
Статья научная
В работе рассмотрена задача идентификации веществ по инфракрасным спектрам. В качестве метода идентификации используется последовательное сравнение исследуемого спектра с эталонными спектрами веществ из базы данных. В качестве меры схожести между двумя спектрами используется статистический коэффициент корреляции Пирсона. Рассмотрен случай, когда исследуемый спектр является спектром некоторого вещества в виде заданного спектра из базы данных с аддитивной добавкой белого δ-коррелированного шума с Гауссовым распределением. В этом случае найдены вероятностные характеристики статистического коэффициента корреляции. Введено понятие правильного обнаружения вещества, и найдены теоретические выражения для вероятности правильного обнаружения. Разработана методика определения пороговых значений коэффициента корреляции по заданной вероятности правильной идентификации. В численных экспериментах показана применимость описанных методик.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается схема разделения секрета, использующая представление данных в виде n-мерного объекта и переход к его метрическим характеристикам. Рассматривается возможность применения и оптимизация данного алгоритма для защищенной передачи видеоданных. Описывается создание системы фильтров обработки видеоданных для защищенной передачи по сети Internet.
Бесплатно
Схема синтеза логических моделей изображений, допускаемых эффективными распознающими операторами
Статья
Бесплатно
Тематическая классификация гиперспектральных изображений по показателю сопряжённости
Статья научная
Исследуется алгоритм тематической классификации гиперспектральных изображений, основанный на применении в качестве меры близости показателя сопряжённости с подпространством, образованным векторами признаков заданного класса. Рассматриваемая мера близости по существу является обобщением метода спектрального угла (Spectral Angle Mapper), реализованного в пакете обработки гиперспектральных данных ENVI. В данном случае, вместо вычисления косинуса угла между двумя векторами, вычисляется косинус угла между распознаваемым вектором и подпространством. В работе описаны различные модификации предлагаемого метода: с разбиением класса на подклассы и с приведением векторов, представляющих все гиперпиксели изображения, к нулевому среднему. Приводятся результаты экспериментов на тестовых гиперспектральных изображениях, иллюстрирующие возможность достижения более высокого качества классификации по сравнению с методом спектрального угла.
Бесплатно
Статья научная
Ставится и решается задача автоматического распознавания изображений без учителя на основе метода направленного перебора. Исследована новая теоретико-вероятностная модель полутонового изображения. Её применение позволило синтезировать новый критерий распознавания с самообучением на основе оптимального байесовского правила проверки статистических гипотез. Представлены программа и результаты экспериментального исследования для идентификации личности по фотографии лица. Показано, что применение предложенной модели совместно с методом направленного перебора характеризуется существенным сокращением объёма вычислений при сохранении высоких показателей точности распознавания изображений.
Бесплатно
Технология автоматической геопривязки и калибровки картографических изображений
Статья научная
Рассматривается один из этапов создания и обновления цифровых карт - геопривязка и калибровка изображений отсканированных топографических планов. Предлагается использовать принятые в России стандарты бумажных карт для поиска пересечений координатных линий с известными физическими координатами. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение, состоящее из следующих этапов: поиск внешней и внутренней рамки топоплана, поиск пересечений координатных линий, верификация найденных опорных точек и геометрическая трансформация. Реализация технологии позволяет полностью исключить ручной труд операторов, что экономит от 10 до 20 минут на топоплан.
Бесплатно
Технология оперативной реконструкции трёхмерных сцен по разноракурсным изображениям
Статья научная
Разработан быстродействующий алгоритм построения карты диспарантности по разноракурсным изображениям. Предложено ввести этап начального совмещения изображений, а также процедуры учёта эпиполярных ограничений и формирования пирамиды изображений с различным разрешением. Технология реализована в CUDA-среде. Приводятся результаты экспериментальных исследований, иллюстрирующие высокое быстродействие при сохранении высокого качества восстановления 3D-сцен.
Бесплатно
Технология реализации нейросетевого алгоритма в среде CUDA на примере распознавания рукописных цифр
Статья научная
На примере сверточной нейронной сети продемонстрированы особенности реализации нейросетевого алгоритма распознавания образов на видеокарте (GPU) в среде NVIDIA CUDA. Длительность обучения нейронной сети на видеоадаптере уменьшена в 5,96, а распознавания набора тестовых образцов - в 8,76 раза по сравнению с оптимизированным алгоритмом, выполняющим вычисления только на центральном процессоре (CPU). Показана перспективность реализации нейросетевых алгоритмов на графических процессорах.
Бесплатно
Улучшенный алгоритм встраивания информации в сжатые цифровые изображения на основе метода PM1
Статья научная
В статье предлагается и исследуется новый алгоритм встраивания информации в JPEG-изображения, основанный на известном стеганографическом методе «плюс/минус один». Показывается, что при частичном заполнении стегоконтейнера предложенный алгоритм превосходит аналоги за счёт оригинального подхода к определению порядка обхода ДКП-коэффициентов при встраивании в них битов сообщения. В качестве метрики качества используется пиковое отношение сигнал/шум.
Бесплатно
