Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов
Эффективный подход базируется на использовании дискретных косинусных преобразований и коэффициентов Хаара в качестве пространства признаков и классификации на основе нечеткой логики....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53393 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов / В.Г. Иванов, О.С. Радивоненко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 26-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860081866095198208 |
|---|---|
| author | Иванов, В.Г. Радивоненко, О.С. |
| author_facet | Иванов, В.Г. Радивоненко, О.С. |
| citation_txt | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов / В.Г. Иванов, О.С. Радивоненко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 26-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Эффективный подход базируется на использовании дискретных косинусных преобразований и коэффициентов Хаара в качестве пространства признаков и классификации на основе нечеткой логики.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:16:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
26
ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËÎÂ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
05.06�25.10 2006 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Ñ. Ã. ÀÍÒÎÙÓÊ
(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà)
Ê. ò. í. Â. Ã. ÈÂÀÍÎÂ, Î. Ñ. ÐÀÄÈÂÎÍÅÍÊÎ
Óêðàèíà, ã. Õàðüêîâ, Íàö. þðèäè÷åñêàÿ àêàäåìèÿ èì. ß. Ìóäðîãî,
ÍÀÊÓ èì. Í. Å. Æóêîâñêîãî "ÕÀÈ"
E-mail: nuau@bestnet.kharkov.ua, ORadivonenko@mail.ru
Ýôôåêòèâíûé ïîäõîä áàçèðóåòñÿ íà èñ-
ïîëüçîâàíèè äèñêðåòíûõ êîñèíóñíûõ
ïðåîáðàçîâàíèé è êîýôôèöèåíòîâ Õàà-
ðà â êà÷åñòâå ïðîñòðàíñòâà ïðèçíàêîâ
è êëàññèôèêàöèè íà îñíîâå íå÷åòêîé ëî-
ãèêè.
Ðåøåíèå ìíîãèõ çàäà÷ ñïåöèàëüíîé ðàäèîýëåêò-
ðîííîé àïïàðàòóðû áàçèðóåòñÿ íà îòîáðàæåíèè ôîð-
ìàëüíûõ îïèñàíèé òåõ èëè èíûõ àëãîðèòìîâ îáðà-
áîòêè äàííûõ â òåõíè÷åñêîé ñðåäå. ×åì âûøå òî÷-
íîñòü ñìîäåëèðîâàííîãî àëãîðèòìà, òåì áîëåå ýô-
ôåêòèâíà ðåàëèçàöèÿ è ôóíêöèîíèðîâàíèå àïïàðàòó-
ðû ñæàòèÿ äàííûõ [1].
Áûñòðîå ðàçâèòèå öèôðîâûõ òåõíîëîãèé ïîëó÷å-
íèÿ, õðàíåíèÿ è îáðàáîòêè öèôðîâûõ ôîòî- è âèäåî-
èçîáðàæåíèé, à òàêæå óâåëè÷åíèå îáúåìîâ õðàíèìîé
è ïåðåäàâàåìîé ïîñðåäñòâîì êîìïüþòåðíûõ ñåòåé ãðà-
ôè÷åñêîé èíôîðìàöèè, îïðåäåëÿåò àêòóàëüíîñòü ðàç-
ðàáîòêè íîâûõ, áîëåå ýôôåêòèâíûõ àëãîðèòìîâ ñæà-
òèÿ èçîáðàæåíèé [2]. Îäíèì èç íîâûõ íàïðàâëåíèé â
òåîðèè êîäèðîâàíèÿ èçîáðàæåíèé ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíå-
íèå àâòîìàòè÷åñêîé êëàññèôèêàöèè.
Êëàññèôèêàöèÿ èçîáðàæåíèé èãðàåò âàæíóþ ðîëü
ïðè ðåøåíèè ìíîãèõ çàäà÷, òàêèõ êàê ñèñòåìû òåõíè-
÷åñêîãî çðåíèÿ ðîáîòîâ, ðàñïîçíàâàíèå îáðàçîâ, àíà-
ëèç ðåíòãåíîãðàôè÷åñêèõ ìåäèöèíñêèõ ñíèìêîâ è
ïðî÷.  îáùåé ïîñòàíîâêå çàäà÷à àâòîìàòè÷åñêîé
êëàññèôèêàöèè ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê çàäà÷à
ïðèíÿòèÿ ðåøåíèé â óñëîâèÿõ îòñóòñòâèÿ èíôîðìà-
öèè î âåðîÿòíîñòíûõ ðàñïðåäåëåíèÿõ îáðàçîâ è ÷èñ-
ëå êëàññîâ è ðåøàåòñÿ ìåòîäàìè êëàñòåðíîãî àíàëè-
çà [3]. Ïðè ðåøåíèè çàäà÷è àâòîìàòè÷åñêîé êëàññè-
ôèêàöèè âîçíèêàþò ñëåäóþùèå ïðîáëåìû: âûáîð èí-
ôîðìàòèâíîãî ïðèçíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà, âûáîð
ìåðû ñõîäñòâà è, íàêîíåö, âûáîð ìåòîäà êëàññèôè-
êàöèè.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðåäñòàâëåí íîâûé êîìáèíè-
ðîâàííûé ïîäõîä ê ñæàòèþ ãðàôè÷åñêîé èíôîðìà-
öèè, îñíîâàííûé íà ïðèìåíåíèè äèñêðåòíîãî êîñè-
íóñíîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ Õààðà äëÿ
ôîðìèðîâàíèÿ ïðèçíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà è ïîñëå-
äóþùåé êëàññèôèêàöèè ôðàãìåíòîâ ìåòîäàìè íå÷åò-
êîé ëîãèêè, ò. å. âûïîëíåíèÿ íå÷åòêîé êëàñòåðèçàöèè.
Èñïîëüçîâàíèå ìåòîäà êëàññèôèêàöèè, îñíîâàííîãî
íà òåîðèè íå÷åòêèõ ìíîæåñòâ, ïîçâîëÿåò áîëåå ðåà-
ëèñòè÷íî ó÷åñòü îñîáåííîñòè èçîáðàæåíèé êàê ñëîæ-
íûõ îáúåêòîâ.
ÊÎÌÁÈÍÈÐÎÂÀÍÍÛÉ ÏÎÄÕÎÄ
Ê ÊÎÄÈÐÎÂÀÍÈÞ ÈÇÎÁÐÀÆÅÍÈÉ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÍÅ×ÅÒÊÎÉ ÊËÀÑÑÈÔÈÊÀÖÈÈ ÔÐÀÃÌÅÍÒÎÂ
Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ èçîáðàæåíèé êàê òèïà
äàííûõ ÿâëÿåòñÿ èçáûòî÷íîñòü â äâóõ èçìåðåíèÿõ.
Ýòî ñâîéñòâî èçîáðàæåíèé ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî
ïðè ðàçáèåíèè íà êëàññû ïåðåõîä îò ïðèíàäëåæíîñòè
ê íåïðèíàäëåæíîñòè ýëåìåíòîâ ê êëàññàì ñêîðåå ïî-
ñòåïåíåí, íåæåëè ñêà÷êîîáðàçåí. Òî åñòü òðåáîâàíèå
íàõîæäåíèÿ îäíîçíà÷íîé êëàñòåðèçàöèè ýëåìåíòîâ
ïðè êîäèðîâàíèè èçîáðàæåíèé ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî
æåñòêèì, è ìåòîäû íå÷åòêîé êëàñòåðèçàöèè ïîçâîëÿ-
þò åãî îñëàáèòü.
 îáùåì ñëó÷àå çàäà÷åé íå÷åòêîé êëàñòåðèçàöèè
ÿâëÿåòñÿ íàõîæäåíèå íå÷åòêîãî ðàçáèåíèÿ èëè íå÷åò-
êîãî ïîêðûòèÿ ìíîæåñòâà ýëåìåíòîâ èññëåäóåìîé
ñîâîêóïíîñòè, êîòîðûå îáðàçóþò ñòðóêòóðó íå÷åòêèõ
êëàñòåðîâ â ðàññìàòðèâàåìûõ äàííûõ. Ýòà çàäà÷à ñâî-
äèòñÿ ê íàõîæäåíèþ ñòåïåíåé ïðèíàäëåæíîñòè ýëå-
ìåíòîâ óíèâåðñóìà èñêîìûì íå÷åòêèì êëàñòåðàì,
êîòîðûå â ñîâîêóïíîñòè îïðåäåëÿþò íå÷åòêîå ðàçáè-
åíèå èëè íå÷åòêîå ïîêðûòèå èñõîäíîãî ìíîæåñòâà ðàñ-
ñìàòðèâàåìûõ ýëåìåíòîâ.  îòëè÷èå îò àëãîðèòìîâ
æåñòêîé êëàñòåðèçàöèè, ãäå êàæäûé ôðàãìåíò ìîæåò
ïðèíàäëåæàòü ëèøü ê îäíîìó êëàññó, íå÷åòêèå ìåòî-
äû êëàñòåðèçàöèè ïîçâîëÿþò ôðàãìåíòàì ïðèíàäëå-
æàòü ìíîãèì êëàññàì ñ ðàçëè÷íûìè çíà÷åíèÿìè ñòå-
ïåíè óâåðåííîñòè.
Íå÷åòêàÿ êëàññèôèêàöèÿ ôðàãìåíòîâ
 äàííîé ðàáîòå ïðåäñòàâëåí ïîäõîä ê ñæàòèþ ãðà-
ôè÷åñêîé èíôîðìàöèè íà îñíîâå ëèíãâèñòè÷åñêîãî
îïèñàíèÿ. Ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðîñòàÿ ÿçûêîâàÿ ñèñòå-
ìà, ñëîâàðü êîòîðîé ñîäåðæèò äâà òèïà ñëîâ: ñëîâà
ïåðâîãî òèïà ñëóæàò äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ôîðìû íåêîòî-
ðûõ õàðàêòåðíûõ äëÿ èçîáðàæåíèÿ ôðàãìåíòîâ, ñëî-
âà âòîðîãî òèïà � äëÿ óêàçàíèÿ ìåñòà, ãäå ðàñïîëà-
ãàþòñÿ òàêèå ôðàãìåíòû íà èçîáðàæåíèè [4].
Ìû îãðàíè÷èëèñü ïðîñòåéøåé ôîðìîé ôðàãìåí-
òàöèè, êîãäà ïîëå èçîáðàæåíèÿ ðàçáèâàåòñÿ áåç ïåðå-
êðûòèÿ íà êâàäðàòû, ðàçìåð êîòîðûõ âûáèðàåòñÿ èç
òåõ ñîîáðàæåíèé, ÷òîáû, ñ îäíîé ñòîðîíû, èõ áûëî
êàê ìîæíî ìåíüøå, à ñ äðóãîé � ÷òîáû ïîäàâëÿþ-
ùóþ ÷àñòü âûäåëåííûõ ôðàãìåíòîâ ìîæíî áûëî ñ÷è-
òàòü îäíîðîäíûìè.
Ââåäåì îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è îïðåäåëåíèÿ.
Ïóñòü A � öåëî÷èñëåííàÿ ìàòðèöà-èçîáðàæåíèå
ðàçìåðíîñòüþ N×N, ýëåìåíòàìè êîòîðîé ÿâëÿþòñÿ
òî÷êè (ïèêñåëû), çàêîäèðîâàííûå n áèòàìè
aij∈[L1,L2], ãäå [L1,L2] � äèàïàçîí èçìåíåíèÿ óðîâ-
íåé ÿðêîñòè.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
27
ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËÎÂ
Ïóñòü P � ìíîæåñòâî ðàçáèåíèé ìàòðèöû À.
Êàæäîå pij � ìàòðèöà ðàçìåðíîñòüþ M×M, i, j=
=1, 2,�,
N
M
.
Íåîáõîäèìî ïîëó÷èòü ñëåäóþùóþ àïïðîêñèìèðó-
þùóþ ñîâîêóïíîñòü P*∈P, óäîâëåòâîðÿþùóþ óñëî-
âèþ P�P*<ε, ãäå ε � ìàëîå íàïåðåä çàäàííîå ÷èñëî,
îïðåäåëÿþùåå îøèáêó àïïðîêñèìàöèè.
Íå÷åòêàÿ êëàññèôèêàöèÿ ïðîâîäèòñÿ êàê â ïðî-
ñòðàíñòâå ñèãíàëîâ, òàê è â ïðîñòðàíñòâå ïðèçíàêîâ.
 êà÷åñòâå ïðèçíàêîâ êëàññèôèêàöèè èñïîëüçóþòñÿ
êîýôôèöèåíòû äèñêðåòíîãî êîñèíóñíîãî ïðåîáðàçî-
âàíèÿ (ÄÊÏ)
1
0
cos(2 1)1
( , ) ( ) ,
2
M
i
i
p i
D i I
MM
−
=
+ απ
α = α ∑ (1)
ãäå
1
, 0;
( )
2
, 1,2,..., 1,
M
I
M
M
α =α =
α = −
(2)
è êîýôôèöèåíòû ïðåîáðàçîâàíèÿ Õààðà [5]
( 1) ( 1)
2 1 2 ,n n n
i i iX X X− −
−= + (3)
ãäå n=1, 2, �(log2M�1), i=1,2,�,
2n
M
; ( )X •
o � èñõîä-
íûå îòñ÷åòû ñèãíàëîâ èçîáðàæåíèÿ;
*
2 2
1
(log 1) (log 1)2
2 1 2
1
2 ,
m
M M m
mj j jB X X
M
−
− − −
−
= − (4)
ãäå m=1,2,�log2M; j=1, 2,�, 2m�1, à äëÿ âûðàæåíèÿ,
ñòîÿùåãî â êâàäðàòíûõ ñêîáêàõ, m*=m�1.
2 2log 1 log 1
01 2 1 2
1
.M M
j jC X X
M
− −
− = + (5)
Äëÿ íå÷åòêîé êëàññèôèêàöèè ïðèìåíåí àëãîðèòì
Fuzzy C-means (FCM) � íå÷åòêèõ Ñ-ñðåäíèõ [6].
Àëãîðèòì FCM îòíîñèòñÿ ê ïðèáëèæåííûì àëãî-
ðèòìàì ïîèñêà ýêñòðåìóìà öåëåâîé ôóíêöèè ïðè íà-
ëè÷èè îãðàíè÷åíèé.  ðåçóëüòàòå âûïîëíåíèÿ àëãî-
ðèòìà îïðåäåëÿåòñÿ ëîêàëüíî-îïòèìàëüíîå íå÷åòêîå
ðàçáèåíèå, êîòîðîå îïèñûâàåòñÿ ñîâîêóïíîñòüþ ôóíê-
öèé ïðèíàäëåæíîñòè, à òàêæå öåíòðû (òèïè÷íûå ïðåä-
ñòàâèòåëè) êàæäîãî èç íå÷åòêèõ êëàñòåðîâ.
Ñóòü ìåòîäà ñîñòîèò â ïðåäïîëîæåíèè î òîì, ÷òî
èñêîìûå êëàñòåðû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íå÷åòêèå
ìíîæåñòâà, îáðàçóþùèå íå÷åòêîå ïîêðûòèå èñõîä-
íîãî ìíîæåñòâà îáúåêòîâ êëàñòåðèçàöèè P P=% . Çíà-
÷åíèÿ ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè îãðàíè÷åíû äèàïà-
çîíîì (0...1). Ñóììà âñåõ ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè
êàæäîãî ôðàãìåíòà âñåì êëàññàì ðàâíà åäèíèöå.
1
( ) 1, ( ).
k
c
P i i
k
p p P
=
µ = ∀ ∈∑ (6)
Äëÿ êàæäîãî èñêîìîãî íå÷åòêîãî êëàñòåðà ââî-
äèòñÿ ïîíÿòèå öåíòðà
( )
( )
1
1
( )
, ( {2,..., }, ),
( )
k
k
n m i
P i j
k i
j in m
P i
i
p x
k c p P
p
=
=
µ ⋅
ν = ∀ ∈ ∀ ∈
µ
∑
∑
(7)
ãäå m � ýêñïîíåíöèàëüíûé âåñ íå÷åòêîé êëàñòåðèçà-
öèè (m∈R, m>1), çíà÷åíèå êîòîðîãî çàäàåòñÿ â çàâè-
ñèìîñòè îò ìîùíîñòè ìíîæåñòâà P. ×åì áîëüøå ýëå-
ìåíòîâ ñîäåðæèò ìíîæåñòâî Ð, òåì ìåíüøåå çíà÷å-
íèå âûáèðàåòñÿ äëÿ m.
Öåëüþ íå÷åòêîé êëàñòåðèçàöèè ÿâëÿåòñÿ îòûñêà-
íèå ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè äëÿ êàæäîãî êëàññà
òàêèõ, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò êëàñòåðèçàöèþ âîêðóã
öåíòðîâ êàæäîãî êëàññà. Òàêèì îáðàçîì, àëãîðèòì
FCM ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí êàê ìèíèìèçàöèÿ öå-
ëåâîé ôóíêöèè, ïðåäñòàâëåííîé â âèäå ñóììû êâàä-
ðàòîâ âçâåøåííûõ îòêëîíåíèé êîîðäèíàò îáúåêòîâ
êëàñòåðèçàöèè îò öåíòðîâ èñêîìûõ íå÷åòêèõ êëàñòå-
ðîâ:
( )( ) ( )2
1 1 1
( , ) .
k
qn c mk i k
k j P i j j
i k j
F P p x
= = =
ν = µ ⋅ − ν∑∑ ∑ (8)
Öåëåâàÿ ôóíêöèÿ ÿâëÿåòñÿ ìèíèìèçèðîâàííîé,
êîãäà áîëüøèå çíà÷åíèÿ ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè
ñîîòâåòñòâóþò ôðàãìåíòàì, áëèçêèì ê öåíòðó êëàñ-
ñà. Ýòa ïðîáëåìà îïèñûâàåòñÿ íåëèíåéíûìè çàâèñè-
ìîñòÿìè è ðåøàåòñÿ èòåðàòèâíî. Â êàæäîé èòåðàöèè
ïîëó÷àþò íîâîå ìíîæåñòâî ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè
è öåíòðîâ êëàññîâ.
Àëãîðèòì ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ñëåäóþùåé
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè øàãîâ.
1. Çàäàíèå êîëè÷åñòâà èñêîìûõ íå÷åòêèõ êëàñòå-
ðîâ c (c∈N, c>1), ìàêñèìàëüíîãî êîëè÷åñòâà èòåðà-
öèé s (s∈N), ïàðàìåòðà ñõîäèìîñòè àëãîðèòìà ε
(ε∈R+), ýêñïîíåíöèàëüíîãî âåñà m ðàñ÷åòà öåëåâîé
ôóíêöèè è öåíòðîâ êëàñòåðîâ. Çàäàíèå èñõîäíîãî
íå÷åòêîãî ðàçáèåíèÿ P% íà ñ íåïóñòûõ íå÷åòêèõ êëàñ-
òåðîâ ïóòåì ïðèñâàèâàíèÿ çíà÷åíèé ôóíêöèÿì ïðè-
íàäëåæíîñòè µk(pi), ( {2,..., }, )ik c p P∀ ∈ ∀ ∈ .
2. Âû÷èñëåíèå öåíòðîâ íå÷åòêèõ êëàñòåðîâ (7) äëÿ
òåêóùåãî íå÷åòêîãî ðàçáèåíèÿ, âû÷èñëåíèå çíà÷åíèÿ
öåëåâîé ôóíêöèè (8).
3. Ôîðìèðîâàíèå íîâîãî íå÷åòêîãî ðàçáèåíèÿ P%
èñõîäíîãî ìíîæåñòâà êëàñòåðèçàöèè P, õàðàêòåðèçó-
åìîå ñîâîêóïíîñòüþ ôóíêöèé ïðèíàäëåæíîñòè
( ),k ip′µ ( {2,..., }, )ik c p P∀ ∈ ∀ ∈
( )
12
1
2
1
1 2
1
( )
( ) .
mq
i k
j j
c
j
k i
ql
i i
j j
j
x
p
x
−
−
=
=
=
− ν ′µ = − ν
∑
∑
∑
(9)
4. Ïîâòîðåíèå øàãîâ 2 è 3 äî îáåñïå÷åíèÿ ñõîäè-
ìîñòè àëãîðèòìà ëèáî äî äîñòèæåíèÿ íàïåðåä çàäàí-
íîãî êîëè÷åñòâà èòåðàöèé s. Ñõîäèìîñòü äîñòèãíóòà,
êîãäà ìàêñèìàëüíîå èçìåíåíèå ôóíêöèé ïðèíàäëåæ-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
28
ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËÎÂ
íîñòè âñåõ ïèêñåëîâ ìåæäó äâóìÿ èòåðàöèÿìè ìåíü-
øå, ÷åì íàïåðåä çàäàííàÿ ìàëàÿ âåëè÷èíà ε.
Íà ñëåäóþùåì ýòàïå öåíòð êàæäîãî èç âûÿâëåí-
íûõ êëàñòåðîâ ïðèíèìàåòñÿ çà îòäåëüíîå ñëîâî, è ðå-
çóëüòèðóþùèé ñëîâàðü ôîðì P* åñòü ñîâîêóïíîñòü
òàêèõ ñëîâ.  êà÷åñòâå ñëîâàðÿ ìåñò èñïîëüçóåòñÿ
ìàòðèöà ïîçèöèîíèðîâàíèÿ âûäåëåííûõ êëàññîâ
ôðàãìåíòîâ íà èçîáðàæåíèè, ðàçìåðíîñòü êîòîðîé
îïðåäåëÿåòñÿ êîëè÷åñòâîì èñõîäíûõ ïåðâîíà÷àëüíûõ
ôðàãìåíòîâ. Çàòåì ñîäåðæèìîå ýòîé ìàòðèöû ïîä-
âåðãàåòñÿ ñæàòèþ áåç ïîòåðü èíôîðìàöèè îäíèì èç
èçâåñòíûõ ìåòîäîâ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû
Ðåàëèçàöèÿ àëãîðèòìà ïðåäëîæåííîãî ìåòîäà áûëà
îñóùåñòâëåíà ñðåäñòâàìè ïàêåòà Matlab 6.1 [7]. Ïðî-
âåäåíû âû÷èñëèòåëüíûå ýêñïåðèìåíòû íà òåñòîâûõ
èçîáðàæåíèÿõ «Zelda», «Ñameraman» è ðÿäå ôîòî-
èçîáðàæåíèé. Ïðîâåäåíî ñðàâíåíèå ïðåäëàãàåìîãî
ìåòîäà ñ êëàññè÷åñêèìè æåñòêèìè ìåòîäàìè êëàñ-
ñèôèêàöèè.
Ðåçóëüòàòû ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ çàäàííîãî êîýôôè-
öèåíòà ñæàòèÿ ïðåäëàãàåìûé ìåòîä îáåñïå÷èâàåò áî-
ëåå âûñîêîå êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ (ñðåäíåêâàäðàòè-
÷åñêàÿ îøèáêà � ÑÊÎ ìåíüøå â 2,1�1,4 ðàçà) ïî
ñðàâíåíèþ ñ êëàññè÷åñêèìè ìåòîäàìè êëàññèôèêà-
öèè. Êëàññè÷åñêèå ìåòîäû îòëè÷àþòñÿ îò ìåòîäà FCM
áîëåå ïðîñòîé ïðîöåäóðîé ãðóïïèðîâàíèÿ ôðàãìåí-
òîâ áåç ïðåäâàðèòåëüíîãî çàäàíèÿ íåîáõîäèìîãî ÷èñëà
êëàñòåðîâ è ïåðåìåùåíèé òî÷åê èçîáðàæåíèÿ ìåæäó
íèìè (ñì. ðèñ. 1). Ïðè çíà÷åíèÿõ ÑÊÎ 16%, îáåñïå-
÷èâàþùèõ ïðèåìëåìîå êà÷åñòâî èçîáðàæåíèé, ïðåä-
ëàãàåìûé ìåòîä îáåñïå÷èâàåò áîëåå âûñîêîå çíà÷å-
íèå êîýôôèöèåíòà ñæàòèÿ � 44 ê 21 (ðèñ. 2).
Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå è îáúåì èíôîðìà-
öèè, íåîáõîäèìûé äëÿ êîäèðîâàíèÿ îáëàñòåé è ìàò-
ðèöû èõ ïîçèöèîíèðîâàíèÿ. Ñ óâåëè÷åíèåì ÑÊÎ
íàñòóïàåò ìîìåíò, êîãäà îáúåì àäðåñíîé èíôîðìà-
öèè íà÷èíàåò ïðåâîñõîäèòü îáúåì äàííûõ çàêîäèðî-
âàííûõ êëàññîâ, ÷òî ìîæåò ñòàòü èñòî÷íèêîì ðåçåð-
âà ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ñæàòèÿ.
 òàáëèöå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû âû÷èñëèòåëü-
íûõ ýêñïåðèìåíòîâ äëÿ èçîáðàæåíèÿ Zelda.bmp.
Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ñðåä-
íåêâàäðàòè÷åñêîé îøèáêè îò ñòåïåíè ñæàòèÿ äëÿ ìå-
òîäîâ êëàññè÷åñêîé è íå÷åòêîé êëàñòåðèçàöèè.
à) á)
Ðèñ. 1. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû äëÿ òåñòîâîãî
èçîáðàæåíèÿ Cameraman.tif ïðè M=2, ïðîñòðàíñòâî ïðè-
çíàêîâ � ÄÊÏ, êîëè÷åñòâî êëàññîâ ñ=16, êîýôôèöèåíò
ñæàòèÿ γ=9,14:
a � êëàññè÷åñêàÿ æåñòêàÿ êëàññèôèêàöèÿ, ÑÊÎ=20,22%; á � íå-
÷åòêàÿ êëàñòåðèçàöèÿ, ÑÊÎ=13,5%
à) á)
Ðèñ. 2. Ñðàâíèòåëüíûå ðåçóëüòàòû äëÿ òåñòîâîãî èçîáðà-
æåíèÿ Zelda.bmp ïðè ÑÊÎ=17%:
à � êëàññè÷åñêàÿ êëàññèôèêàöèÿ ïðè Ì=4, ïðîñòðàíñòâî ïðèçíà-
êîâ � ÄÊÏ, ñ=51, γ=21,5; á � íå÷åòêàÿ êëàñòåðèçàöèÿ ïðè Ì=4,
ïðîñòðàíñòâî ïðèçíàêîâ � ÄÊÏ, ñ=8, γ=44,02
Íå÷åòêàÿ
êëàññèôèêàöèÿ
Æåñòêàÿ
(êëàññè÷åñêàÿ)
êëàññèôèêàöèÿ
Ðàçìåð
áëîêà
Êîëè-
÷åñòâî
êëàññîâ
cos ïèêñåë cos ïèêñåë
Ðàçìåð,
Ká
Ñòåïåíü
ñæàòèÿ
8 100 0,161 0,1626 0,1901 0,1778 3683 18,09
8 50 0,1688 0,1684 0,2316 0,2125 2015 33,06
8 16 0,1959 0,1959 0,2758 0,2593 982 67,84
8 8 0,2297 0,2297 0,32 0,2885 678 98,25
4 100 0,1118 0,112 0,183 0,1556 3844 17,33
4 50 0,1173 0,1152 0,2109 0,1858 3097 21,51
4 16 0,1463 0,1463 0,2955 0,2363 1970 33,81
4 8 0,1692 0,1692 0,2962 0,2677 1513 44,03
2 100 0,0702 0,0698 0,1031 0,1031 12436 5,36
2 50 0,0779 0,0791 0,1322 0,1323 10613 6,28
2 16 0,1041 0,1035 0,2087 0,2087 7076 9,41
2 8 0,1247 0,1248 0,2655 0,2655 5317 12,53
Ðåçóëüòàòû âû÷èñëèòåëüíûõ ýêñïåðèìåíòîâ
äëÿ èçîáðàæåíèÿ Zelda.bmp
Ðèñ. 3. Ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîé
îøèáêè îò ñòåïåíè ñæàòèÿ äëÿ ìåòîäîâ êëàññè÷åñêîé (1)
è íå÷åòêîé (2) êëàñòåðèçàöèè äëÿ èçîáðàæåíèÿ Zelda.bmp:
à � ìàòðèöà ñ Ì=4; á � Ì=2
Ñ
Ê
Î
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
17,33 21,51 33,81 44,03
Ñòåïåíü ñæàòèÿ
1
2
Ñ
Ê
Î
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
5,36 6,28 9,41 12,53
Ñòåïåíü ñæàòèÿ
1
2
à)
á)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
29
ÑÈÑÒÅÌÛ ÏÅÐÅÄÀ×È È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ ÑÈÃÍÀËÎÂ
Çàêëþ÷åíèå
Òàêèì îáðàçîì, íîâûé êîìáèíèðîâàííûé ïîäõîä
ê ñæàòèþ ãðàôè÷åñêîé èíôîðìàöèè, îñíîâàííûé íà
ïðèìåíåíèè äèñêðåòíîãî êîñèíóñíîãî ïðåîáðàçîâà-
íèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ Õààðà äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïðè-
çíàêîâîãî ïðîñòðàíñòâà è ïîñëåäóþùåé êëàññèôè-
êàöèè ôðàãìåíòîâ ìåòîäàìè íå÷åòêîé ëîãèêè, îêà-
çàëñÿ ýôôåêòèâíåå ìåòîäîâ êëàññè÷åñêîé êëàñòåðè-
çàöèè. Îí îáåñïå÷èâàåò áîëåå âûñîêîå êà÷åñòâî èçîá-
ðàæåíèÿ, áîëåå âûñîêîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà ñæà-
òèÿ. Êðîìå òîãî, ñ óâåëè÷åíèåì ÑÊÎ íàñòóïàåò ìî-
ìåíò, êîãäà îáúåì àäðåñíîé èíôîðìàöèè íà÷èíàåò ïðå-
âîñõîäèòü îáúåì äàííûõ çàêîäèðîâàííûõ êëàññîâ, ÷òî
ìîæåò ñòàòü èñòî÷íèêîì ðåçåðâà ïîâûøåíèÿ ýôôåê-
òèâíîñòè ñæàòèÿ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Èâàíîâ Â. Ã. Ïàðàëëåëüíûå è ïîñëåäîâàòåëüíûå ñòðóêòóðû
Õààðà äëÿ öèôðîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ // Ýëåêòðîííîå ìîäåëè-
ðîâàíèå.� 2005.� ¹ 3.� Ñ. 55�66.
2. Èâàíîâ Â. Ã., Ëþáàðñêèé Ì. Ã., Ëîìîíîñîâ Þ. Â. Ôóðüå è
âåéâëåò àíàëèç èçîáðàæåíèé â ïëîñêîñòè JPEG òåõíîëîãèé // Ïðî-
áëåìû óïðàâëåíèÿ è èíôîðìàòèêè.� 2004.� ¹ 5.� Ñ. 111�124.
3. Çåìñêîâ Â. Í., Êèì È. Ñ. Ñæàòèå èçîáðàæåíèé íà îñíîâå
àâòîìàòè÷åñêîé êëàññèôèêàöèè // Èçâåñòèÿ âóçîâ. Ýëåêòðîíèêà.�
2003.� ¹ 3.� Ñ. 50�56.
4. Èâàíîâ Â. Ã. Êîäèðîâàíèå èçîáðàæåíèé íà îñíîâå àâòîìà-
òè÷åñêîé êëàññèôèêàöèè è ïîçèöèîíèðîâàíèÿ ôðàãìåíòîâ // Ìàò-
ëè 12-¿ ̳æíàð. êîíô. ç àâòîìàòè÷íîãî óïðàâë³ííÿ «Àâòîìàòèêà�
2005». Ò. 3.� Õàðê³â.� 2005.� Ñ. 80�81.
5. Èâàíîâ Â. Ã. Ôîðìàëüíîå îïèñàíèå äèñêðåòíûõ ïðåîáðàçî-
âàíèé Õààðà // Ïðîáëåìû óïðàâëåíèÿ è èíôîðìàòèêè.� 2003.�
¹ 5.� Ñ. 68�75.
6. Bezdek J. C. Pattern recognition with Fuzzy objective function
algorithms.� New York: Plenum Press, 1981.
7. Ëåîíåíêîâ À. Â. Íå÷åòêîå ìîäåëèðîâàíèå â ñðåäå MATLAB
è fuzzyTECH.� ÑÏá: ÁÕÂ-Ïåòåðáóðã, 2005.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Çàãèäóëëèí Ð. Ø., Êàðóòèí Ñ. Í., Ñòåøåíêî Â. Á. System View.
Ñèñòåìîòåõíè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå óñòðîéñòâ îáðàáîòêè ñèã-
íàëîâ.� Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ�Òåëåêîì, 2005.� 294 ñ., èë.
Èçëîæåíû îñíîâû èíæåíåðíûõ ìåòîäîâ ñèíòåçà è ðàñ÷åòà îñíîâíûõ êëàññîâ ðà-
äèîòåõíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïàêåòà ïðîãðàìì System View êîìïàíèè
Elanix, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü âñåñòîðîííåãî àíàëèçà ñâîéñòâ ñèñòåì,
âêëþ÷àÿ àëãîðèòìû àíàëîãîâîé èëè öèôðîâîé îáðàáîòêè ñèãíàëîâ, ñèíòåçà ôèëüòðîâ,
àíàëèçà è ñèíòåçà ñèñòåì óïðàâëåíèÿ è ñèñòåì ñâÿçè, ìîäåëèðîâàíèÿ äèíàìè÷åñêèõ
ñèñòåì íà óðîâíå ôóíêöèîíàëüíûõ áëîêîâ.
Êíèãà ñîäåðæèò íåîáõîäèìûé òåîðåòè÷åñêèé ìàòåðèàë è çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî
ïðàêòè÷åñêèõ ïðèìåðîâ. Îñîáåííîñòüþ êíèãè ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî èçëîæåíèå âåäåòñÿ íå îò
îïèñàíèÿ âîçìîæíîñòåé ïàêåòà, à îò ïîñòàíîâêè êîíêðåòíîé ðàäèîòåõíè÷åñêîé çàäà÷è.
Äëÿ èíæåíåðîâ è ñòóäåíòîâ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé.
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Îñíîâû ïîñòðîåíèÿ ñèñòåì è ñåòåé ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè:
Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âóçîâ / Â. Â. Ëîìîâèöêèé, À. È. Ìèõàéëîâ,
Ê. Â. Øåñòàê, Â. Ì. Ùåêîòèõèí.� Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ�Òåëåêîì,
2005.� 382 ñ., èë.
Ñèñòåìàòèçèðîâàíû ñâåäåíèÿ ïî âîïðîñàì ïîñòðîåíèÿ ñîâðåìåííûõ ñèñòåì è ñåòåé
ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè. Ïðèâåäåíû îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ è ðàññìîòðåíû ïåðñïåêòèâû
ðàçâèòèÿ ñèñòåì âîññòàíîâëåíèÿ è óïðàâëåíèÿ åäèíîé ñåòè ýëåêòðîñâÿçè Ðîññèéñêîé
Ôåäåðàöèè, îñîáåííîñòè ïîñòðîåíèÿ ïåðâè÷íûõ è âòîðè÷íûõ ñåòåé ñâÿçè, öèôðîâîé
ñåòè ñ èíòåãðàöèåé ñëóæá. Ðàññìîòðåíû îñíîâíûå ïîäõîäû è ìåòîäû îöåíêè
ýôôåêòèâíîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ñåòåé îáùåãî ïîëüçîâàíèÿ.
Êíèãà áàçèðóåòñÿ íà óæå äîñòàòî÷íî èçâåñòíûõ ñâåäåíèÿõ è ïîäõîäàõ ê ïîñòðîåíèþ
ñèñòåì è ñåòåé ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè, à òàêæå ñîäåðæèò îðèãèíàëüíûé ìàòåðèàë ïî
îñîáåííîñòÿì ïîñòðîåíèÿ ñèñòåì ñâÿçè ñ ïîâûøåííîé óñòîé÷èâîñòüþ ê âíåøíèì
âîçäåéñòâèÿì.
Äëÿ ñòóäåíòîâ, îáó÷àþùèõñÿ ïî íàïðàâëåíèþ «Òåëåêîììóíèêàöèè»; ìîæåò áûòü
ïîëåçíà ñïåöèàëèñòàì, çàíèìàþùèìñÿ ýêñïëóàòàöèåé ñðåäñòâ ñâÿçè.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53393 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:16:47Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Иванов, В.Г. Радивоненко, О.С. 2014-01-19T22:14:22Z 2014-01-19T22:14:22Z 2006 Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов / В.Г. Иванов, О.С. Радивоненко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 26-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53393 Эффективный подход базируется на использовании дискретных косинусных преобразований и коэффициентов Хаара в качестве пространства признаков и классификации на основе нечеткой логики. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Системы передачи и обработки сигналов Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов Комбінований підхід до кодування зображень на основі нечіткої класифікації фрагментів Combined approach to coding the images on the basis of fuzzy classification of fragments Article published earlier |
| spellingShingle | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов Иванов, В.Г. Радивоненко, О.С. Системы передачи и обработки сигналов |
| title | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| title_alt | Комбінований підхід до кодування зображень на основі нечіткої класифікації фрагментів Combined approach to coding the images on the basis of fuzzy classification of fragments |
| title_full | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| title_fullStr | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| title_full_unstemmed | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| title_short | Комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| title_sort | комбинированный подход к кодированию изображений на основе нечеткой классификации фрагментов |
| topic | Системы передачи и обработки сигналов |
| topic_facet | Системы передачи и обработки сигналов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53393 |
| work_keys_str_mv | AT ivanovvg kombinirovannyipodhodkkodirovaniûizobraženiinaosnovenečetkoiklassifikaciifragmentov AT radivonenkoos kombinirovannyipodhodkkodirovaniûizobraženiinaosnovenečetkoiklassifikaciifragmentov AT ivanovvg kombínovaniipídhíddokoduvannâzobraženʹnaosnovínečítkoíklasifíkacíífragmentív AT radivonenkoos kombínovaniipídhíddokoduvannâzobraženʹnaosnovínečítkoíklasifíkacíífragmentív AT ivanovvg combinedapproachtocodingtheimagesonthebasisoffuzzyclassificationoffragments AT radivonenkoos combinedapproachtocodingtheimagesonthebasisoffuzzyclassificationoffragments |