Розробка та впровадження ефективного методу фрактального кодування-декодування відеопотоків. Порівняльний аналіз методів кодування окремих зображень і відеопотоків, їхніх характеристик та обчислювальної складності. Методика оцінки якості зображення.
Аннотация к работе
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОЗРОБКА МЕТОДУ ФРАКТАЛЬНОГО СТИСКУВАННЯ ВІДЕОПОТОКІВ В АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМАХ УПРАВЛІННЯ ХІРУРГІЧНИМИ ОПЕРАЦІЯМИРобота виконана в Одеському національному політехнічному університеті Міністерства освіти і науки України на кафедрі прикладної математики та інформаційних технологій в бізнесі. Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Востров Георгій Миколайович, Одеський національний політехнічний університет, завідувач кафедри прикладної математики та інформаційних технологій в бізнесі. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Мещеряков Володимир Іванович, Одеська державна академія холоду, завідувач кафедри систем автоматизованого проектування; Захист відбудеться 29 грудня 2006 р. о 1330 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.01 в Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: м.З розширенням парку високотехнологічних медичних діагностичних пристроїв променевої діагностики, які називають також пристроями медичної візуалізації (цифрові відеокамери, рентгенівські системи, компютерні, магнітно-резонансні, позитронно-емісійні томографи, системи ультразвукової діагностики тощо), проблема електронного обміну медичними цифровими зображеннями стає все більш і більш актуальною. Електронна передача медичних зображень із однієї лікувальної установи в іншу, наприклад, для проведення консультацій, може виконуватися за хвилини або, у крайньому випадку, за десятки хвилин, натомість, пересилання знімків звичайними способами нерідко займає кілька днів. Однак реалізація електронної передачі медичних зображень стикається з багатьма труднощами, головні з яких - занадто великий обсяг памяті, необхідної для їхнього зберігання, і занадто мала пропускна здатність каналів для їхньої передачі. Для розвязання цих проблем роблять зменшення розмірів відеопотоків шляхом перетворення - кодування, заснованого на усуненні надлишкової інформації. У той же час, існує фрактальний метод, який може забезпечити високий ступінь стискування медичних зображень і можливість масштабування при відновленні без погіршення якості зображення.Як витікає з огляду літератури, суть фрактального методу кодування полягає в тому, що спочатку зображення розбивається на рангові блоки, які не перекриваються, а потім на ньому ж формується множина більших за площею доменних блоків, які можуть перекриватися. БФП починається з розбивки зображення розміром 160 ? 160 = 25600 пікселів на 400 фрагментів (рангових блоків ) розміром 8 ? 8 пікселів, які покривають все зображення. Потім з того ж зображення формується множина доменних блоків розміром 16 ? 16 пікселів, які можуть перекриватися та не містити разом кожний піксель всього зображення. В результаті аналізу структури фотореалістичних медичних зображень було встановлено, що лише невелика кількість рангових блоків Ri може бути успішно апроксимована доменними блоками Dj, які знаходяться відносно далеко, тобто за межами деякої околиці ? рангового блоку, який кодується. Для цього блоки з оцінювали за параметром var являє собою середнє квадратичне відхилення інтенсивності пікселів порівнюваних блоків: (2) де N - кількість пікселів у блоці, zi - значення інтенсивності i-го пікселя блоку; - середнє значення інтенсивностей N пікселів блоку, що дозволило вилучити з розгляду блоки, які сильно відрізняються.Електронний обмін дозволяє забезпечити дистанційний доступ декількох фахівців до одного й того ж медичного зображення, що буває важливо, наприклад, при організації консиліуму. Існуючі методи кодування відеоінформації не здатні забезпечити прийнятний ступінь стискування, тому вони не можуть бути використані для розвязання проблеми компактного подання складної структури таких зображень. Серед існуючих методів кодування із втратами інформації безперечну перевагу має фрактальне кодування, яке має більший потенціал для відтворення високоскладних структур із простого короткого коду (ядра). Спроби застосувати фрактальне кодування до медичних відеопотоків викликають дві проблеми: з одного боку, фрактальне кодування за своєю природою не дозволяє користуватися існуючими досягненнями в області стискування відеопотоків, а з іншого, - істотна асиметрія методу не дозволяє кодувати кадри в реальному часі. Особливості відеоендоскопічних операцій з боку інформаційних технологій полягають в тому, що відеоінформація в цьому випадку організована, як правило, у вигляді пакета окремих зображень, і відеопотоків, які надходять від різних джерел; частоти надходження кадрів у джерелах пакета істотно розрізняються, фактично деякі джерела (наприклад, рентгенографія в порівнянні з відеопотоком від відеокамер), можна вважати монокадровими.