Технологии при обработке и анализе изображений.

Рост числа автоматизированных систем управления и информационных систем, в которых производится переработка и анализ изображений, объясняется следующими факторами:

– качественным ростом систем сканирования (в частности, оптико-электронного приборостроения), достижениями в области аппаратных средств сбора информации;

– возросшими возможностями вычислительной техники;

– тем фактором, что визуальная информация является наиболее значимой информацией (80% информации об окружающем мире человек воспринимает с помощью зрения).

Информационные технологии, связанные с изображениями, развиваются в двух направлениях – в направлении обработки и анализа изображений и в направлении сжатия изображений.

Лекция № 11. Основы обработки изображений.

[3(49-60)]

11.1. Обработка изображений, предназначенных для зрительного

восприятия.

Различают обработку изображений, предназначенных для зрительного восприятия (отображение информации), и обработку в устройствах автоматического анализа. В последнем случае на первый план выходят задачи выделения признаков, формирования данных о количественных характеристиках и др. Обработку изображения, проводимую с целью улучшения его зрительного восприятия, иллюстрирует рис.1.

Главная задача обработки в этом случае состоит в повышении его качества, оцениваемого визуально (например, в медицинской рентгенодиагностике облегчить понимание, т.е. дешифрируемость изображения). Сохранение свойств оригинального изображения при этом, как правило, желательно, но не всегда обязательно.

Обработка изображения часто включает этап предварительной подготовки, которая производится:

• в координатной или частотной области;

• с учетом или без учета содержания изображения;

• с использованием линейных или нелинейных алгоритмов обработки;

• с использованием поэлементных операторов (действуют в пределах элемента изображения), локальных операторов (действуют в пределах отдельных окон в плоскости изображения) или глобальных операторов (действуют в пределах всего изображения).

Обработка изображения завершается выделением тех признаков, которые несут наибольшую информационную нагрузку. В процессе обработки изображения осуществляется, по существу, семантический его анализ. Весьма эффективны операции, осуществляемые с использованием памяти, при этом возможны:

• коррекция геометрических искажений;

• преобразование системы координат (ортогональной, полярной и др.);

• масштабирование изображения;

• видеоинтерполяция и др.

Рис.1. Классификация технических средств обработки изображений.

Предварительная обработка изображения как этап процедуры улучшения изображения включает большой набор элементарных алгоритмов, таких как:

• нелинейные преобразования сигналов изображения с целью согласования амплитудных характеристик отдельных устройств (преобразователя изображения, устройства воспроизведения и т.п.);

• коррекция сигнала по полю изображения (для выравнивания неоднородностей, вызванных дефектами освещения и чувствительности преобразователя изображения);

• операция свертки в пространственной области с локальными операторами окон (операторами сглаживания, усреднения и др.);

• фильтрация в пространственно-частотной области;

• интерполяция в поле изображения;

• временное суммирование изображений;

• сегментация изображения и др.