Обработка изображений

При разработке и тестировании цифровых алгоритмов и систем обработки изображений весьма актуальной является задача оценки качества изображений. Известно, что самым надежным способом оценки качества изображений является экспертный подход, но его применение требует большого количества людей и времени. Эффективным решением указанных проблем является разработка и применение математических алгоритмов, дающих максимально приближенную к экспертному подходу оценку качества изображений. Алгоритм оценки качества SSIM, являющийся одним из лучших на сегодняшний день, дает хорошие результаты на практике и обладает возможностью дальнейшего повышения достоверности результатов. Поэтому был поставлен компьютерный эксперимент с целью повышения достоверности оценок. Результаты эксперимента показали значительное улучшение качества оценки.

OpenCV является наиболее широко распространенной библиотекой компьютерного зрения. Она включает сотни готовых функций обработки изображений и используется как в академических учреждениях, так и в промышленности. В этой книге на примерах демонстрируются основные алгоритмы обработки изображений, реализованные в OpenCV. Сначала рассказывается об установке библиотеки, описывается ее общая структура и приводятся простые примеры чтения и записи изображений и видео. Далее рассматривается фильтрация изображений и манипуляции с цветом. Вы узнаете о таких методах обработки, как ретуширование, очистка от шумов и создание HDR-изображений. В последней главе речь пойдет о повышении быстродействия за счет использования графических процессоров. Все рассмотренные темы иллюстрируются примерами. Издание предназначено программистам, знакомым с языком С++ и желающим изучить методы обработки изображений с помощью библиотеки OpenCV.

Работа посвящена сравнительному анализу популярного метода сжатия изображений на основе дискретного косинусного преобразования и фрактального кодирования. Рассматриваются принципы сжатия изображений с помощью описанных подходов к кодированию. Приведенные результаты исследования подтверждают перспективность использования фрактального кодирования для сжатия изображений.

В статье описаны структура, аппаратно-программные средства, алгоритмы и специальное программно-математическое обеспечение комплекса для системы сопоставления объектов с шаблонами, позволяющие решать задачи автоматизированного контроля качества продукции, автоматизированной системы управления данными о продукции, а также подсистемы автоматизированного проектирования (САПР). Рассмотрено применение методов цифровой обработки изображений и пространственной ориентации объектов при построении системы сопоставления объектов с шаблонами.

Работа посвящена сравнительному анализу популярного метода сжатия изображений на основе дискретного косинусного преобразования и фрактального кодирования. Рассматриваются принципы сжатия изображений с помощью описанных подходов к кодированию. Приведенные результаты исследования подтверждают перспективность использования фрактального кодирования для сжатия изображений.

Данное руководство познакомит вас с новой версией самого популярного в мире графического редактора Adobe Photoshop CS6. Книга будет полезна как новичкам, так и опытным пользователям Photoshop, которые хотят углубить свои знания, узнать о нововведениях свежей версии программы, научиться комбинировать различные инструменты Photoshop. Издание не содержит сухой теории, материал составлен так, чтобы с самого начала читатель смог приступить к работе, почувствовать «отдачу» от книги и в результате освоить Adobe Photoshop CS6 на все 100 %!

GIMP – свободный пакет для создания и редактирования растровых изображений (растровый графический редактор). GIMP разрабатывается по технологии разработки с открытым исходным кодом (Open Source) и распространяется на условиях свободной лицензии GNU (GNU Public License GPL). GIMP прекрасно подходит для любительской и полупрофессиональной работы с изображениями: обработки фотографий, создания графических композиций и коллажей, создания элементов дизайна web-страниц. Возможности GIMP позволяют обойтись без дорогостоящих коммерческих пакетов растровой графики. Книга построена как самоучитель, и позволяет освоить инструменты GIMP с нуля. Книга адресована широкому кругу читателей, интересующихся обработкой растровой графики.

Описывается метод классификации изображений, основанный на использовании семантических связей между классами и автоматически полученной обучающей выборке. Метод позволяет анализировать сложные изображения путем корректировки результатов классификации семантически близких классов. Приводятся схема работы и применяемые формулы.

В монографии впервые систематически рассмотрены и обобщены разработанные авторами новые направления в приложении теории обработки искаженных и малоконтрастных изображений к актуальным задачам радиофизики, астрономии, оптики и радиолокации. Монография состоит из двух частей. В первой части на основе аппарата целочисленной меры Лебега проведен теоретический анализ однозначности восстановления одномерных сигналов и изображений по неполной информации об их Фурье-спектрах. Построены модели на основе использования преобразования Гильберта для связи между модулем и фазой в двумерном случае. При отсутствии условий аналитического решения задач применяются методы проекций на выпуклые множества. Во второй части приведены полученные на основе аппарата дробной меры и дробной размерности результаты фрактального подхода к обработке сверхслабых сигналов и малоконтрастных изображений. Применяются методы моделирования на основе скейлинга и распределения с «тяжелыми хвостами». Эффективность методов фрактальной фильтрации широко иллюстрируется примерами. Изложены принципы синтеза фрактальных обнаружителей. Для специалистов, интересующихся новыми идеями и современными методами обработки изображений, сигналов и распознавания образов, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

Магнитооптические материалы в виде тонких пленок с магнитной анизотропией представляют интерес для создания управляемых дифракционных решеток, дефлекторов, коммутаторов волоконно-оптических линий связи и т. д. В статье описаны разработанная магнитооптическая установка по исследованию магнитооптических материалов и комплект программного обеспечения для автоматизации ее работы.

В статье рассматриваются перспективы построения систем автоматического управления беспилотными летательными аппаратами, реализующих возможности компьютерного зрения. Описывается способ применения компьютерного зрения, направленный на повышение точности определения отклонений от маршрута полета летательных аппаратов и обеспечивающий возможность автоматического формирования фотосхемы в режиме реального времени при проведении аэрофотосъемки. Выполняется проверка данного способа на работоспособность и оценка его методической погрешности.

Магнитооптические материалы в виде тонких пленок с магнитной анизотропией представляют интерес для создания управляемых дифракционных решеток, дефлекторов, коммутаторов волоконно-оптических линий связи и т. д. В статье предлагается разработанная магнитооптическая установка по исследованию магнитооптических материалов и комплект программного обеспечения для автоматизации ее работы.

В данной статье рассматривается проблема разработки систем технического зрения предварительной обработки изображений с целью выделения характерных признаков объектов. Проанализированы характерные особенности обнаружения движущихся объектов с использованием алгоритма межкадровой разности в среде Матлаб. Рассмотрены особенности использования данного метода.

Книга посвящена современным технологиям постобработки цифровых фотографий, начиная от элементарных приемов редактирования изображений и до продвинутых (Фурье-анализ, вейвлет-анализ, градиентные поля и другие). Теории, на которых основаны эти технологии, изложены на уровне идей, без формул, а их применение проиллюстрировано обработкой фотографий автора (более 170 фотографий и рисунков). Описаны компьютерные программы (которые можно скачать из интернета), реализующие указанные технологии. Кроме этого в книге даны ответы на многие вопросы, возникающие при обработке фотографий на компьютере и касающиеся основ теории цвета, моделирования восприятия цвета человеком, калибровки и профилирования аппаратуры. Среди традиционных методов постобработки фотографий особое внимание уделено цветокоррекции и созданию панорам. Книга снабжена списком литературы. Предназначена фотографам, занимающимся цифровой обработкой фотографий, а также всем тем, кто интересуется компьютерной обработкой изображений.

В статье рассматриваются возможности систем технического зрения, направленные на проведение бесконтактных измерений для определения различных параметров объектов. На примере решения задач воздушной разведки раскрываются принцип действия и особенности применения этих систем. Приводится описание новых методов, разработанных для систем технического зрения, с целью расширения их функциональных возможностей по обнаружению требуемых объектов на основе свойственных им признаков.

Использование глобальных порогов бинаризации при обработке изображений не всегда дает корректный результат. Это особенно часто наблюдается при обработке изображений с неравномерной освещенностью. На одних участках изображения автоматически определяемый порог бинаризации позволяет получить достаточно хорошо визуализируемые объекты, тогда как на других участках необходимые для анализа объекты становятся «засвеченными» или, наоборот, «затененными». Бинаризация играет очень важную роль в тех случаях, когда необходимо локализовать на изображении все объекты интереса, особенно когда объект интереса содержит в себе информацию, которая будет использоваться на следующих этапах обработки. Многоградационные изображения могут содержать в себе множество объектов интереса, таких как номерные знаки автомобилей, номера вагонов поезда, лица людей, дефекты производимой продукции. Каждый из этих случаев требует качественной обработки для последующего распознавания. Если на обрабатываемом изображении присутствуют шумы или показатели яркости распределены неравномерно, то процесс бинаризации может привести к потере важной информации – потере части символа, обрыву контура объекта или, наоборот, возникновению новых областей, ошибочно прибавляемых к объекту интереса, – тени других объектов, грязь на номерном знаке. Поэтому процесс бинаризации требует очень точной предварительной калибровки под все возможные условия съемки – светлое и темное время суток, учет возможной зашумленности (помехи при передаче сигнала), экстремальные ситуации (сильный град или дождь). В данной статье авторы исследуют процесс бинаризации изображений с неравномерной освещенностью с использованием нескольких локальных порогов бинаризации вместо одного глобального. Предлагается проверять гистограммы полученных фрагментов на количество пиков или «мод». Если гистограмма бинаризованного фрагмента является одномодальной, то данный фрагмент не подлежит дальнейшей обработке и порог бинаризации на нем определен правильно.

В реальных изображениях лиц большие визуальные вариации, такие как различия в выражении лица, его позиции, разный масштаб и освещение, наличие преград перед лицами и другие, вызывают трудности при отличии лица от фона изображения. В результате возникают области изображений, которые неправильно распознаются как лица (ошибки первого рода), тогда как эффективность алгоритмов распознавания лиц характеризуется низким числом таких ошибок, высокой скоростью обнаружения лиц и высокой скоростью обработки изображений. Таким образом, чтобы уменьшить число описанных областей, вместо того, чтобы разрабатывать точный алгоритм обнаружения лиц, который требует больших временных затрат на работу, после первичного обнаружения лиц будет добавлен этап их валидации. В настоящей статье предлагается новый быстрый метод валидации лиц. Он состоит из двух этапов: первый – определение кожи с использованием метода анализа значений YCbCr-цвета; второй шаг – обнаружение глаз и рта с использованием каскадного подхода. На втором этапе область лица-кандидата делится на две перекрывающиеся области, одна для модели обнаружения глаз, а другая для модели обнаружения рта. Алгоритм обнаружения лиц, основанный на методе опорных векторов, использовался для сравнения с предлагаемым решением. Результаты экспериментов на наборе данных FDDB показали лучшую производительность предлагаемого метода (время валидации 2 мс по сравнению с 500 мс у алгоритма, основанного на методе опорных векторов) при схожем числе ошибок первого рода.

В сборнике приведены доклады и выступления на VI Международной научно-практической конференции «Запись и воспроизведение объёмных изображений в кинематографе и других областях», состоявшейся 17-18 апреля 2014 г. в г. Москве. Для специалистов, занимающихся исследованиями, разработкой, внедрением и эксплуатацией техники и технологий объёмных киноизображений, а также для студентов вузов, аспирантов, инженеров, операторов и других специалистов.

В сборнике приведены доклады и выступления на VII Международной научно-практической конференции «Запись и воспроизведение объёмных изображений в кинематографе и других областях», состоявшейся 23–25 апреля 2015 г. в г. Москве. Для специалистов, занимающихся исследованиями, разработкой, внедрением и эксплуатацией техники и технологий объёмных киноизображений, а также для студентов вузов, аспирантов, инженеров, операторов и других специалистов.

В сборнике приведены доклады и выступления на VIII Международной научно-практической конференции «Запись и воспроизведение объёмных изображений в кинематографе и других областях», состоявшейся 25–26 апреля 2016 г. в г. Москве. Для специалистов, занимающихся исследованиями, разработкой, внедрением и эксплуатацией техники и технологий объёмных киноизображений, а также для студентов вузов, аспирантов, инженеров, операторов и других специалистов.