Цифровой трехкаскадный рекурсивно-сепарабельный фильтр обработки изображений с изменяемыми размерами сканирующей многоэлементной апертуры

Статья в журнале

Цели. Основными целями цифровой обработки изображений являются повышение их четкости при сохранении качества изображения и устранение шумов. Однако объемы информации, содержащейся в файлах цифровых изображений, растут из года в год. Это обстоятельство негативно сказывается на времени их обработки, что критично для систем с высокими требованиями к нагрузке на вычислительную платформу. В связи с этим актуальным становится применение цифровых фильтров, позволяющих сократить время обработки поступающих данных. Для решения этой задачи разрабатываются адаптивные фильтры с различными размерами многоэлементной апертуры обработки, которые позволяют повысить четкость и сохранить детали изображения. Фильтры с адаптивными свойствами способны изменять свои параметры в процессе обработки данных, обеспечивая максимальное быстродействие при увеличении размеров апертуры. Целью работы является разработка рекурсивно-сепарабельного цифрового фильтра с изменяемыми размерами сканирующей многоэлементной апертуры, позволяющего сократить количество вычислительных операций при сохранении эффективности фильтрации входных данных (изображений). Методы. В работе использовались рекурсивно-сепарабельные методы и алгоритмы построения цифровых фильтров. Результаты. Описан алгоритм рекурсивно-сепарабельной реализации цифрового фильтра, а также представлен итоговый вид апертуры обработки и ее трехмерный вид. Для оценки быстродействия фильтра проведено сравнение разработанного алгоритма с алгоритмом классической двумерной свертки. Эксперимент проводился с использованием изображений различных размеров и заключался в определении времени, затраченного на процесс обработки тестового изображения. Установлено, что время обработки тестового изображения с применением разработанного фильтра в среднем в 5 раз меньше, чем время, затрачиваемое алгоритмом классической двумерной свертки. Определены оптимальные коэффициенты увеличения центрального элемента и поднятия положительной части апертуры цифрового фильтра, позволяющие повысить эффективность его применения. Выводы. Проведенные исследования показывают эффективность использования разработанного рекурсивно-сепарабельного двумерного фильтра для повышения четкости изображений и уменьшения затрачиваемого на обработку времени.

Журнал:

• Russian Technological Journal.
• Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "MIREA-Russian Technological University" (Москва)

Библиографическая запись: Каменский А.В., Акаева Т.М., Гребенщикова Д.А. Цифровой трехкаскадный рекурсивно-сепарабельный фильтр обработки изображений с изменяемыми размерами сканирующей многоэлементной апертуры. Russian Technological Journal. 2024;12(6):48-58. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2024-12-6-48-58. EDN: NZQPFH

Индексируется в:

• ВАК ( https://www.elibrary.ru/item.asp?id=75182825 )
• РИНЦ ( https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/1030 )