Аналіз особливостей і традиційних підходів до ущільнення зображень. Розробка методу ущільнення зображень на основі векторного квантування з використанням нейронних мереж типу двовимірна карта Кохонена. Дослідження розробленого методу ущільнення зображень.
Аннотация к работе
Тому підвищення коефіцієнта ущільнення зображень при збереженні високої якості є пріоритетним напрямком досліджень, що виконуються в області кодування зображень. У науковій літературі розглядаються різні підходи до застосування нейронних мереж при ущільненні зображень, однак особливої уваги заслуговують підходи, що базуються на принципах векторного квантування зображень, оскільки це забезпечує високу швидкість ущільнення при збереженні високої якості відновленого зображення. Запропоновано метод ущільнення зображень на основі нейронних мереж типу двовимірна карта Кохонена, який відрізняється високим рівнем адаптації завдяки введенню додаткового етапу навчання, що забезпечує збільшення коефіцієнта ущільнення і високу якість відновленого після кодування зображення. Запропоновано модифікований метод ущільнення зображень, який базується на покомпонентном кодуванні, відмінністю якого є векторне квантування компонент зображення з урахуванням особливостей зорового сприйняття кожної компоненти, що підвищує якість відновленого після кодування зображення. В роботах, що опубліковані у співавторстві, здобувачеві належить: в [1] запропонував ввести зворотній звязок в нейронний елемент на біспін-приладі і виконав його дослідження; в [2] представив математичну модель заміщення частотно-динамічного нейронного елемента; в [3] виконав компютерне моделювання частотно-динамічного нейронного елемента, яке показало високий ступінь адекватності запропонованого елемента біологічному нейрону; в [4] виконав розрахунок коефіцієнтів нерекурсивних симетричних фільтрів для формування компонент зображення; в [5] запропонував ввести в пристрій оптоелектронні квантуючі модулі з можливостями послідовного запису і зчитування цифрових даних у вигляді одиничного нормального коду; в [6] запропонував використовувати нейронні мережі для ущільнення зображень і обрав їх тип; в [7] запропонував і обгрунтував можливість використання нейронної мережі для підвищення швидкості покомпонентного кодування зображень; в [8] запропонував формувати високочастотні компоненти зображення як різниці реакцій фільтрів низької частоти; в [9] запропонува використовувати нейронні мережі для виконання KVP-перетворення; в [10] запропонував оптоелектронний частотно-динамічний нейронний елемент для імпульсних нейронних мереж на основі біспін-приладу; в [11] запропонував використовувати метод парного обміну при сортуванні масивів даних; в [12] запропонував використовувати карту Кохонена для векторного квантування зображень; в [13] обґрунтував узагальнений показник ефективності нейронного елемента, який характеризує швидкість перетворення та передачі інформації; в [14] запропонував та дослідив метод кодування зображень з використанням карти Кохонена при 4-х вимірних вхідних векторах; в [15] виконав аналіз можливостей застосування нейронних мереж при кодуванні зображень. зображення ущільнення квантування нейроннийАналіз традиційних підходів до ущільнення зображень (інтерполяційні, статистичні, двовимірні ортогональні перетворення й ін.) показав, що вони вичерпали свої можливості по збільшенню коефіцієнта ущільнення і якості відновленого зображення, оскільки являють собою прості математичні перетворення вхідного зображення з елементами адаптації. У другому розділі запропоновано новий метод ущільнення зображень на основі векторного квантування з використанням нейронних мереж типу двовимірна карта Кохонена при розмірі вхідних векторів 2х2 і більше і розмірах карти Кохонена 16х16, що дозволяє збільшити коефіцієнт ущільненння в 1,2-2 рази в порівнянні з відомими методами. Розроблено алгоритми і запропонована схема ущільнення зображень покомпонентним методом із квантуванням просторових частотних компонент за допомогою карти Кохонена. З урахуванням особливостей математичної моделі зображення обрано порядок і виконано розрахунок коефіцієнтів нерекурсивних фільтрів для формування частотних компонент зображення. Формування двовимірних низькочастотних компонентів зображення (компоненти яскравість/кольоровість можуть оброблятися окремо) з граничними частотами fgm=W/2m - Y8, Y4, Y2 (W - ширина смуги частот сигналу зображення, m=3,2,1).У результаті виконання дисертаційної роботи розроблено і досліджено методи, програмні й апаратні засоби ущільнення зображень на основі двовимірних карт Кохонена, що самоорганізуються. Запропоновано метод ущільнення зображень на основі нейроних мереж типу двовимірна карта Кохонена, який відрізняється високим рівнем адаптації завдяки введенню додаткового етапу навчання, що забезпечує збільшення коефіцієнта ущільнення і високу якість відновленого після кодування зображення. Запропоновано модифікований метод ущільнення зображень, що базується на покомпонентному кодуванні, відмінністю якого є векторне квантування компонент зображення з урахуванням особливостей зорового сприйняття кожної компоненти, що підвищує якість відновленого після кодування зображення. Уперше запропоновано і реалізовано метод обробки і сортування чисел для нейроних мереж ущільнення зображень,