Synthesis of the algorithm for optimal linear noise modulation in digital image processing
Evgeny Kimovich Samarov · Электротехнические и информационные комплексы и системы · 2019
Задачи цифровой обработки изображений являются важными составляющими огромного количества направлений современной прикладной науки. Примерами таких задач являются хранение, передача, воспроизведение и анализ фотографических образов, сделанных на медицинском оборудовании, картографических снимков, авиакосмических изображений, различных фотографий военной направленности и многие другие. При этом данные, полу- чаемые с любого регистрирующего устройства, подвергаются обработке программно-аппа- ратными средствами в целях минимизации их объема при допустимом уровне потери каче- ства в зависимости от функционального назначения. В большинстве случаев возникает потребность в подавлении шума, обусловленная тем, что, во-первых, он являются избыточ- ной информацией, увеличивающей объем изображения, а, во-вторых, может уменьшать полезные свойства изображения или даже искажать результаты измерений. В настоящей статье разработан и предлагается алгоритм оптимальной линейной модуля- ции для подавления шума в цифровой обработке изображений. Она включает в себя описание дискретного двумерного косинусного преобразования, применяемого при обработке цифро- вых изображений в соответствии со стандартом сжатия JPEG, использование частотных и пространственных фильтров, осуществление фильтрации по окрестностям элементов про- странственной области и предложенную модель подавления шума при помощи оптимальной линейной модуляции по окрестностям. Разработанный алгоритм подавления шума может быть применен не только к изображениям в стандарте JPEG, но и к изображениям в стандар- тах ICER и JPEG2000, в которых используются более совершенные методы сжатия цифровых изображений, основанные уже не на дискретных преобразованиях Фурье, а на современных вейвлет-преобразованиях. Настоящая статья имеет существенное практическое значение. В работе сделан упор именно на математических аспектах высокоэффективных алгоритмов для компьютерной цифровой обработки изображений, цифровой фильтрации и подавления шума, программно- аппаратная реализация которых позволит существенно увеличить скорость, точность и сте- пень сжатия изображений.