Обработка изображений: Распознавание образов. Рубрика в журнале - Компьютерная оптика
Исследование метода разреженных представлений для подавления эффекта ложного оконтуривания
Статья научная
В статье предложен алгоритм решения задачи подавления эффекта ложного оконтуривания на изображениях на основе метода разреженных представлений. Предложенный метод включает в себя в качестве одного из этапов повышение резкости изображений методом деконволюции Винера-Ханта. Алгоритм подавления эффекта ложного оконтуривания построен на основе результатов анализа взаимной согласованности сигналов и разреженности представлений при работе с эффектом ложного оконтуривания в методе разреженных представлений. Проведен также анализ взаимной согласованности сигналов и разреженности представлений для размытых изображений и изображений с белым гауссовским шумом.
Бесплатно
Классификация двумерных фигур с использованием скелетно-геодезических гистограмм толщин-расстояний
Статья научная
В работе рассматривается задача классификации бинарных изображений двумерных фигур. При этом в качестве дескриптора формы фигуры предлагается использовать скелетно-геодезическую гистограмму толщин-расстояний. Дескрипторы формы, основанные на статистиках парных расстояний между точками фигуры, хорошо известны. Известно также, что гистограммы парных геодезических расстояний между точками фигуры обладают устойчивостью к гибким деформациям частей фигуры, при которых не нарушается топология фигуры и мало изменяется её локальная толщина. Предложенный новый дескриптор представляет собой совместную гистограмму скелетно-геодезических расстояний и разностей локальных толщин между точками фигуры. Такая статистика является более информативной за счёт использования дополнительной информации о локальной толщине фигуры. Кроме того, предложенный подход к её вычислению на основе анализа рёбер непрерывного скелета и областей их притяжения позволяет значительно ускорить время расчёта по сравнению с гистограммами геодезических расстояний. Приведены результаты экспериментов, подтверждающих эффективность применения предложенного дескриптора в задачах классификации двумерных фигур.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен алгоритм многошаговой кластеризации изображений лиц, предназначенный для разбиения исходной коллекции на группы похожих изображений. В основу алгоритма положена кластеризация мер близости между сегментированными по яркости изображениями. В качестве мер близости использованы евклидово расстояние и расстояние Кульбака-Лейблера. Сегментация яркости изображений и кластеризация мер их близости осуществлялись с помощью программной модели рекуррентной нейронной сети. Приводятся результаты экспериментальных исследований предложенного подхода.
Бесплатно
Концепция распределенного хранения и параллельной обработки крупноформатных изображений
Статья научная
Предлагается новый подход к организации хранения данных на многопроцессорных системах различной архитектуры, базирующийся на концепции распределенных изображений. Рассматриваются основанные на предлагаемой концепции децентрализованный метод динамической балансировки и управления параллельным вычислительным процессом, а также организация визуализации крупноформатных распределенных изображений.
Бесплатно
Статья научная
Решается задача локализации человека в кадре видеопотока с помощью алгоритма расширяющегося нейронного газа и признакового описания на основе гистограмм ориентированных градиентов. В основе алгоритма используется оригинальная нейро-нечеткая модель растущего нейронного газа для обучения с подкреплением (GNG-FIS). Также предложена модификация алгоритма GNG-FIS с использованием двухпроходного обучения с нечеткой перемаркировкой классов и построением тепловой карты. В результате экспериментов показатель правильных локализаций разработанного классификатора составил от 90,5 % до 93,2 %, в зависимости от условий сцены, что позволяет применять алгоритм в реальных системах ситуационной видеоаналитики.
Бесплатно
Локальные шаблоны в задаче обнаружения дубликатов
Статья научная
Встраивание дубликатов является одним из часто применяемых способов подделки изображений, при котором некоторый фрагмент изображения копируется в другую его часть с целью сокрытия какой-либо информативной части. Целью алгоритма обнаружения дубликатов является выявление областей дубликатов на изображении. В основе алгоритма обнаружения дубликатов лежит вычисление признаков в скользящем окне или окне с перекрытиями. Данная работа посвящена сравнению алгоритмов обнаружения дубликатов с использованием признаков на основе локальных бинарных шаблонов, локальных тернарных шаблонов, локальных дифференцирующих шаблонов и некоторых их расширений. В части исследований приводятся результаты анализа точности обнаружения дубликатов при помощи рассматриваемых методов. Отличительной особенностью используемых признаков является устойчивость к вносимым в дубликат искажениям, таким как линейное контрастирование, импульсный шум и низкая вычислительная сложность.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод автоматической обработки сцинтиграмм, позволяющий объективизировать оценку состояния паренхимы почки с помощью яркостных и геометрических характеристик сцинтиграмм при пороговой обработке. Работа метода изучается на наборе реальных радионуклидных изображений ренотрансплантата. Представлены результаты клинических исследований, подтверждающие эффективность разработанного способа. Полученные объективные числовые значения при пороговой обработке изображений с порогом от 40 % до 80 % максимальной яркости позволяют сформировать независимую оценку наличия или отсутствия очаговых изменений паренхимы почки.
Бесплатно
Метод оптоэлектронного контроля объёма жидкости в резервуаре
Статья научная
В статье представлены основы оптоэлектронного контроля объема жидкости в резервуаре, позволяющие дистанционно производить измерения без проведения процедуры тарировки резервуара. Метод измерения основан на наличии на поверхности жидкости у стен резервуара области повышенного отражения света, возникающей вследствие силы поверхностного натяжения или слабого волнения поверхности. В предложенном методе на полученном с фотокамеры изображении распознается граница между жидкостью и воздухом у стенки резервуара, затем определяется текущая площадь поверхности жидкости. При первом наливе жидкости устройство запоминает площадь резервуара для каждого уровня, тем самым автоматически создаётся тарировочная таблица без применения дополнительных инструментов. Кроме того, разработана математическая модель, позволяющая избавиться от неточности расположения камеры относительно резервуара, для чего используются реперные метки, расположенные в горизонтальной плоскости сверху резервуара. Разработан алгоритм распознавания границы жидкости на изображении. Макетный образец, основанный на цифровом фотоаппарате, показал приведенную погрешность измерения объёма жидкости в пределах 0,5 % при отсутствии жесткой фиксации камеры.
Бесплатно
Статья научная
Разрабатывается и исследуется адаптивный параметризованный интерполятор при компрессии изображений на основе иерархической сеточной интерполяции. Для оптимизации параметров этого интерполятора предлагается подход, основанный на минимизации энтропии квантованных постинтерполяционных остатков, которая используется в качестве оценки объёма сжатых данных. Записывается рекуррентная схема вычисления параметров предлагаемого интерполятора, и вычисляются теоретические оценки его вычислительной сложности. В составе иерархического метода компрессии изображений производится экспериментальное исследование разработанного интерполятора, а также его сравнение с усредняющими интерполяторами и адаптивным интерполятором, основанным на оптимизации суммы абсолютных значений погрешностей интерполяции. Показывается преимущество разработанного интерполятора над прототипами по размеру компрессированных данных при различных погрешностях, вносимых в сжатое изображение.
Бесплатно
Статья научная
Описаны математические модели и алгоритмы внесения деформирующих искажений в решетчатые функции дискретных аргументов. Для изображений рассматриваются три модели внесения деформирующих искажений при размножении обучающей выборки в интересах построения алгоритмов распознавания лиц: на основе применения при деформации гармонических функций, на основе смещения контрольных точек и на основе поиска оптического потока при наложении фильтра энтропии. Для исходных и искусственно размноженных в соответствии с описанными моделями обучающих выборок проведены эксперименты по обучению алгоритмов распознавания изображений лиц методом Виолы-Джонса и сравнение точности работы полученных детекторов. Показана применимость данного подхода для размножения данных при обучении алгоритмов распознавания изображений объектов, характеризующихся определенной структурой.
Бесплатно
Модели стеганографической системы и обобщенного алгоритма встраивания ЦВЗ в полиграфические изделия
Статья научная
В статье построена модификация формальной модели стегосистемы, адаптированная для класса систем, предназначенных для встраивания ЦВЗ в полиграфическую продукцию. На основе данной модифицированной модели построен алгоритм встраивания и извлечения ЦВЗ, являющийся обобщением известных эвристических алгоритмов встраивания ЦВЗ в полиграфическую продукцию. Также проведено исследование ряда эвристических алгоритмов стеганографического встраивания с целью определения их ключевых параметров с точки зрения построенной формальной модели таких, как область встраивания, параметры ключа встраивания, тип декодера и т. д.
Бесплатно
Обнаружение нехарактерного поведения в задачах видеонаблюдения
Статья научная
Предложен алгоритм обнаружения нехарактерного поведения в задачах видеонаблюдения. Алгоритм составляет модель нормального поведения на основе образцов, что позволяет применить его в широком диапазоне условий. Результаты тестирования алгоритма свидетельствуют о его пригодности для простых сцен и сцен с большим количеством движущихся объектов.
Бесплатно
Определение подлинности банкнот на основе анализа изображений для смартфона
Статья научная
Разработана технология определения подлинности банкнот по цифровому снимку для серийных смартфонов. Данная технология не требует разработки и внедрения в изделие новых защитных графических элементов и основана на применении цифровых методов анализа и обработки изображений, позволяющих выявлять и анализировать тонкие детали паттернов, и на основе этого анализа классифицировать образец как оригинал или имитацию. Особенность предлагаемого подхода связана с построением набора признаков для каждого типа образцов и последующей их классификацией с машинным обучением на основе обучающей выборки. Метод реализован в виде законченного приложения для смартфона, выполняющего автоматически детектирование объекта в кадре, съемку образца камерой при попадании его в область захвата, отбраковку некорректных снимков, определение номинала и модификации банкноты и собственно определение ее подлинности.
Бесплатно
Оптимизация размещения средств наблюдения в трёхмерной сцене с целью минимизации «слепых зон»
Статья научная
Рассматривается применение средств наблюдения различных типов и их конфигурации в разработанном программном комплексе, предназначенном для минимизации «слепых зон» в сложной трёхмерной сцене. Описывается архитектура программного комплекса, принцип работы средств наблюдения, алгоритм определения слепых зон. Формальная постановка задачи минимизации «слепых зон» сведена к решению оптимизационной задачи для специально определённого графа наблюдаемости.
Бесплатно
Отбор признаков для задачи диагностики остеопороза по рентгеновским изображениям шейки бедра
Статья научная
В работе анализируется информативность нескольких признаков текстуры рентгеновских изображений костной ткани для компьютерной диагностики остеопороза. Описываются четыре эвристических признака, также рассматривается тринадцать согласованных квадратичных признаков, описанных ранее. Решается задача выбора минимального набора из этих признаков, достаточного для линейной разделимости векторов признаков из обучающей выборки в соответствующем признаковом пространстве. В ходе вычислительных экспериментов установлено, что этому условию удовлетворяет набор из четырёх эвристических признаков, а также набор из трёх квадратичных признаков и одного из эвристических признаков.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано влияние явления интерференции на качество приема в областях перекрытия зон обслуживания передатчиков одночастотных сетей цифрового телевизионного вещания. Дана качественная и количественная оценка эффективности компенсации интерференционных искажений в демодуляторах приемников. Результаты работы, полученные с использованием инструментальных систем автоматизированного проектирования VSS и ADS компаний Applied Wave Research и Agilent Technologies, позволяют оценить для заданного отношения сигнал/шум предельную величину отношения сигнал/эхо-сигнал, при котором обеспечивается работоспособность сети передачи данных. Работоспособность сетей цифрового телерадиовещания при наличии синхронизации передатчиков зависит от запаса устойчивости, определяемого допустимым отклонением коэффициента битовых ошибок от порогового значения. Из полученных результатов следует, что пороговая граница воздействия помех соответствует значению коэффициента битовых ошибок BER, равному 2×10-4. При значениях BER ниже порогового благодаря декодеру Рида-Соломона прием становится практически безошибочным. Замена кодеков в сетях второго поколения телерадиовещания привела к значительному уменьшению порогового значения коэффициента BER до 10-2-10-3, что позволило увеличить скорость передачи данных при сохранении запаса устойчивости по коэффициенту битовых ошибок. Разработанная методика исследования качества работы систем и сетей цифрового телерадиовещания позволяет на практике выявлять причины увеличения коэффициента битовых ошибок по виду спектров и сигнальных созвездий, сравнивать различные алгоритмы оценки характеристик канала передачи данных и обработки цифрового телевизионного сигнала по эффективности борьбы с интерференционными искажениями.
Бесплатно
Площадь дискового покрытия - дескриптор формы изображения
Статья научная
Рассматривается понятие «ширина фигуры» применительно к объектам сложной формы с целью использования в качестве интегрального морфологического дескриптора в задачах распознавания изображений. Предлагается подход к описанию этого понятия на основе покрытия фигуры дисками определенного размера. В качестве дескриптора формы используется функция, отражающая зависимость площади дискового покрытия от размера дисков. Предлагается метод аналитического вычисления площади покрытия для многоугольных фигур. Универсальность метода определяется возможностью аппроксимации многоугольными фигурами растровых изображений и объектов с нелинейной границей. Метод основан на использовании медиального представления фигуры в виде скелета и радиальной функции. Предлагаемый метод обеспечивает высокую точность и вычислительную эффективность расчёта площади дискового покрытия. Эффективность предлагаемого дескриптора формы демонстрируется на примере приложения к задаче распознавания компьютерных шрифтов.
Бесплатно
Подавление ложноположительных обнаружений лиц в видеопотоках систем видеонаблюдения
Статья научная
Данная работа посвящена задаче фильтрации ложноположительных обнаружений лиц людей в видеопотоках систем видеонаблюдения. Предлагается два подхода для подавления ложноположительных обнаружений в фоновых участках кадра: первый заключается в адаптации детектора под наблюдаемый видеопоток, а второй представляет собой постобработку выхода детектора за счёт анализа частоты обнаружения похожих частей кадра. Мы используем в качестве базового каскадный детектор, но метод может быть применён к другим алгоритмам. Экспериментальное оценивание показывает, что предложенные методы улучшают и точность, и полноту, при этом время работы детектора сокращается на 47 %.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается технология восстановления изображений, подвергшихся искажениям типа дефокусировки с использованием КИХ-фильтров, получаемых путем идентификации параметров модели импульсного отклика по прецедентам. Модель импульсного отклика задается в классе одномерных функций, являющихся аппроксимацией заданного частотного отклика фильтра в радиальном направлении. Отсчеты двумерного импульсного отклика определяются с учетом свойства радиальной симметрии искажений путем дискретизации этой функции и нормализации отсчетов. Класс аппроксимирующих функций задается так, чтобы обеспечивались желаемые свойства частотного отклика для устранения дефокусировки: усиление низких и подавление высоких частот. Важным достоинством метода являются высокое качество восстановления и быстрота настройки фильтра, т.к. аппроксимирующая функция соответствует заданному частотному отклику и определяется малым числом настраиваемых параметров. Приводятся примеры реализации, иллюстрирующие возможность достижения более высокого качества, по сравнению с фильтром Винера, размещенным в открытой библиотеке обработки изображений OpenCV.
Бесплатно
Распределённая СУБД для интегрированной обработки пространственных данных в ГИС
Статья научная
В статье рассмотрены проблемы, возникающие при создании и обработке данных, содержащих сложноструктурированную геопространственную информацию, и связанные с большими объемами данных, их размерностью и увеличением количества пространственно-логических и топологических связей между элементами данных, разнородностью данных. Приведены наиболее популярные средства обработки подобной информации. Рассмотрены вопросы организации хранения, обработки и анализа пространственно-распределенных топологических данных в среде ГИС Терра. Изложены основные особенности (модели, структуры и форматы данных) разработанной структурированной топологической модели объекта. Рассмотрены варианты организации системы управления базами пространственно-распределенных данных для различных программно-аппаратных платформ (Windows и Android) как в локальном, так и клиент-серверном варианте. Представлены схемы миграции данных при интегрированном использовании различных программно-аппаратных платформ. Приведены рекомендации по разработке новых приложений по анализу и обработке пространственно-распределенных данных с использованием разработанных средств хранения и обработки данных.
Бесплатно
