Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Применение системы MATLAB для решения задач обработки изображений

Журавель И.М.
Физико-механический институт им. Г.В. Карпенка НАН Украины, г. Львов, Украина

Для решения задач обработки изображений существует много различных программных средств. Известные универсальные системы отличаются, в основном, наборами встроенных функций, реализующих те или иные алгоритмы обработки данных. Нас эти программные продукты будут интересовать с точки зрения применения их для исследований и разработки новых методов преобразования информации. Распространенным недостатком большинства систем является то, что в них реализованы алгоритмы с неизвестными фиксированными параметрами. Это приводит к невозможности динамического изменения их в процессе работы. Для проведения эффективных исследований и разработок новых методов трансформации изображений необходимо иметь интегрированную систему, включающую в себя мощные программные средства для научно-инженерных расчетов и средства визуализации данных.

К программным продуктам, владеющим такими характеристиками, относится система MATLAB (и, в частности, пакет прикладных программ Image Processing Toolbox (IPT)).

IPT содержит встроенные функции, реализующие алгоритмы обработки изображений, а также позволяет создавать, реализовывать и исследовать новые методы любой сложности с возможностью доступа, контроля и изменения всех параметров. ППП IPT позволяет подходить к вопросам обработки изображений комплексно. Он включает решение таких задач как распознавание образов, кодирование и непосредственная обработка изображений. IPT позволяет проводить устранение искажений из данных, которые должны быть представлены в виде изображений для того, чтобы ценная информация, содержащаяся в них, могла быть эффективно использована. При коррекции геометрических искажений в системе MATLAB осуществляются пространственные преобразования, с помощью которых устраняются эти геометрические искажения.

Одной из наиболее важных задач обработки изображений является задача улучшения их визуального качества. Ряд функций пакета IPT реализует различные методы и алгоритмы улучшения изображений. Однако развитие теории цифровой обработки изображений приводит к созданию новых, более совершенных подходов, методов и алгоритмов, которые существенно эффективнее некоторых реализованных в IPT функций. По моему мнению, это должно учитываться при разработке новых версий MATLAB.

Существование большого количества методов обработки изображений приводит к проблеме выбора оптимального алгоритма для наиболее качественной обработки. Встает вопрос оценки качества изображений. Причем измерения должны быть объективными и отвечать законам зрительного восприятия. Проведенный анализ известных подходов к решению этой задачи выявил ряд их недостатков. Предложенный нами метод оценки визуального качества рассматривает изображение с вероятностной точки зрения и основан на законах зрительного восприятия. Такой подход позволяет объективнее, по сравнению с другими известными методами, проводить оценку визуального качества изображений, а также служит инструментом для оценки эффективности методов их обработки.

Литература

1. Воробель Р.А., Журавель И.М. Количественная оценка качества изображений //Труды IV Среднеевропейской конференциии “Компьютерные методы и системы в автоматике и электротехнике”. Часть 1. Ченстохова, Польша, 17 - 18 сентября, 2001.