Студопедия — Плотоядные поневоле
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Плотоядные поневоле






Шумы в изображениях. Никакая система регистрации не обеспечивает идеального качества изображений исследуемых объектов. Изображения в процессе формирования их системами (фотографическими, голографическими, телевизионными) обычно подвергаются воздействию различных случайных помех или шумов. Фундаментальной проблемой в области обработки изображений является эффективное удаление шума при сохранении важных для последующего распознавания деталей изображения. Сложность решения данной задачи существенно зависит от характера шумов. В отличие от детерминированных искажений, которые описываются функциональными преобразованиями исходного изображения, для описания случайных воздействий используют модели аддитивного, импульсного и мультипликативного шумов.

Наиболее распространенным видом помех является случайный аддитивный шум, статистически независимый от сигнала. Модель аддитивного шума используется тогда, когда сигнал на выходе системы или на каком-либо этапе преобразования может рассматриваться как сумма полезного сигнала и некоторого случайного сигнала. Модель аддитивного шума хорошо описывает действие зернистости фотопленки, флуктуационный шум в радиотехнических системах, шум квантования в аналого-цифровых преобразователях и т.п.

Аддитивный гауссов шум характеризуется добавлением к каждому пикселю изображения значений с нормальным распределением и с нулевым средним значением. Такой шум обычно появляется на этапе формирования цифровых изображений. Основную информацию в изображениях несут контуры объектов. Классические линейные фильтры способны эффективно удалить статистический шум, но степень размытости мелких деталей на изображении может превысить допустимые значения. Для решения этой проблемы используются нелинейные методы, например алгоритмы на основе анизотропной диффузии Перрона и Малика, билатеральные и трилатеральные фильтры. Суть таких методов заключается в использовании локальных оценок, адекватных определению контура на изображении, и сглаживания таких участков в наименьшей степени.

Импульсный шум характеризуется заменой части пикселей на изображении значениями фиксированной или случайной величины. На изображении такие помехи выглядят изолированными контрастными точками. Импульсный шум характерен для устройств ввода изображений с телевизионной камеры, систем передачи изображений по радиоканалам, а также для цифровых систем передачи и хранения изображений. Для удаления импульсного шума используется специальный класс нелинейных фильтров, построенных на основе ранговой статистики. Общей идеей таких фильтров является детектирование позиции импульса и замена его оценочным значением, при сохранении остальных пикселей изображения неизменными.

Двумерные фильтры. Медианная фильтрация изображений наиболее эффективна, если шум на изображении имеет импульсный характер и представляет собой ограниченный набор пиковых значений на фоне нулей. В результате применения медианного фильтра наклонные участки и резкие перепады значений яркости на изображениях не изменяются. Это очень полезное свойство именно для изображений, на которых контуры несут основную информацию.

Рис. 16.2.1.

При медианной фильтрации зашумленных изображений степень сглаживания контуров объектов напрямую зависит от размеров апертуры фильтра и формы маски. Примеры формы масок с минимальной апертурой приведены на рис. 16.2.1. При малых размерах апертуры лучше сохраняются контрастные детали изображения, но в меньшей степени подавляется импульсные шумы. При больших размерах апертуры наблюдается обратная картина. Оптимальный выбор формы сглаживающей апертуры зависит от специфики решаемой задачи и формы объектов. Особое значение это имеет для задачи сохранения перепадов (резких границ яркости) в изображениях.

Под изображением перепада понимаем изображение, в котором точки по одну сторону от некоторой линии имеют одинаковое значение а, а все точки по другую сторону от этой линии - значение b, b ¹ a. Если апертура фильтра симметрична относительно начала координат, то медианный фильтр сохраняет любое изображение перепада. Это выполняются для всех апертур с нечетным количеством отсчетов, т.е. кроме апертур (квадратные рамки, кольца), которые не содержат начала координат. Тем не менее квадратные рамки и кольца будут лишь незначительно изменять перепад.

Рис. 16.2.2.

Для упрощения дальнейшего рассмотрения ограничимся примером фильтра с квадратной маской размером N × N, при N=3. Скользящий фильтр просматривает отсчеты изображения слева-направо и сверху-вниз, при этом входную двумерную последовательность также представим в виде последовательного числового ряда отсчетов {x(n)} слева-направо сверху-вниз. Из этой последовательности в каждой текущей точке маска фильтра выделяет массив w(n), как W-элементный вектор, который в данном случае содержит все элементы из окна 3×3, центрированные вокруг x(n), и сам центральный элемент, если это предусмотрено типом маски:

w(n) = [x1 (n),x2(n), …, xW (n)]. (16.2.1)

В этом случае значения xi соответствует отображению слева-направо и сверху-вниз окна 3×3 в одномерный вектор, как показано на рис. 16.2.2.

Элементы данного вектора, как и для одномерного медианного фильтра, также могут быть упорядочены в ряд по возрастанию или убыванию своих значений:

r(n) = [r1(n), r2(n), …, rW (n)], (16.2.2)

определено значение медианы y(n) = med(r(n)), и центральный отсчет маски заменен значением медианы. Если по типу маски центральный отсчет не входит в число ряда 16.2.1, то медианное значение находится в виде среднего значения двух центральных отсчетов ряда 16.2.2.

Приведенные выражения не объясняют способа нахождения выходного сигнала вблизи конечных и пограничных точек в конечных последовательностях и изображениях. Один из простых приемов состоит в том, что нужно находить медиану только тех точек внутри изображения, которые попадают в пределы апертуры. Поэтому для точек, расположенных рядом с границами, медианы будут определены, исходя из меньшего числа точек.

На рис. 16.2.3 приведен пример очистки зашумленного изображения медианным фильтром Черненко /2i/. Зашумление изображения по площади составляло 15%, для очистки фильтр применен последовательно 3 раза.

Рис. 16.2.3.

Медианная фильтрация может выполняться и в рекурсивном варианте, при котором значения сверху и слева от центрального отсчета в маске (в данном случае x1(n)-x4(n) на рис. 16.2.2) в ряде 16.2.1 заменяются на уже вычисленные в предыдущих циклах значения y1(n)-y4(n).

Адаптивные двумерные фильтры. Противоречие по зависимости степени подавления шумов и искажения сигнала от апертуры фильтра в некоторой степени сглаживается при применении фильтров с динамическим размером маски, с адаптацией размеров апертуры под характер изображения. В адаптивных фильтрах большие апертуры используются в монотонных областях обрабатываемого сигнала (лучшее подавление шумов), а малые – вблизи неоднородностей, сохраняя их особенности, при этом размер скользящего окна фильтра устанавливается в зависимости от распределения яркости пикселей в маске фильтра. В их основе лежит, как правило, анализ яркости окрестностей центральной точки маски фильтра.

Простейшие алгоритмы динамического изменения апертуры фильтра, симметричного по обеих осям, обычно работают по заданному на основании эмпирических данных пороговому коэффициенту яркости Sпорог = [0, 1]. В каждом текущем положении маски на изображении итерационный процесс начинается с апертуры минимального размера. Величины отклонения яркости соседних пикселей A(r, n), попавших в окно размером (n x n), относительно яркости центрального отсчета A(r) вычисляются по формуле:

Sn(r) = |A(r,n)/A(r) – 1|. (16.2.3)

Критерий, согласно которому производится увеличение размера маски с центральным отсчетом r и выполняется следующая итерация, имеет вид:

max[Sn(r)] < Sпорог. (16.2.4)

Максимальный размер маски (количество итераций), как правило, ограничивается. Для неквадратных масок, имеющих размеры (n x m), итерации могут вычисляться с раздельным увеличением параметров n и m, а также с изменением формы масок в процессе итераций.

Фильтры на основе ранговой статистики. В последние два десятилетия в цифровой обработке изображений активно развиваются нелинейные алгоритмы на основе ранговой статистики для восстановления изображений, поврежденных различными моделями шумов. Подобные алгоритмы позволяют избежать дополнительного искажения изображения при удалении шума, а также значительно улучшить результаты работы фильтров на изображениях с высокой степенью зашумленности.

Сущность ранговой статистики обычно заключается в том, что ряд 16.2.1 не включает центральный отсчет маски фильтра, и по ряду 16.2.2 производится вычисление значения m(n). При N=3 по рис. 16.2.2:

m(n) = (x4(n)+x5(n))/2. (16.2.5)

Вычисление выходного значения фильтра, которым заменяется центральный отсчет, выполняется по формуле:

y(n) = a x(n) + (1-a) m(n). (16.2.6)

Значение коэффициента доверия a связывается определенной зависимостью со статистикой отсчетов в окне фильтра (например, полной дисперсией отсчетов, дисперсией разностей x(n)-xi(n) или m(n)-xi(n), дисперсией положительных и отрицательных разностей x(n)-xi(n) или m(n)-xi(n), и т.п.). По существу, значение коэффициента a должно задавать степень поврежденности центрального отсчета и, соответственно, степень заимствования для его исправления значения из отсчетов m(n). Выбор статистической функции и характер зависимости от нее коэффициента a может быть достаточно многообразным и зависит как от размеров апертуры фильтра, так и от характера изображений и шумов.

 

 

литература

44. Большаков И.А., Ракошиц В.С. Прикладная теория случайных потоков, М.: Сов. радио, 1978,- 248с.

46. Хуанг Т.С. и др. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. – М.: Радио и связь, 1984. – 224 с.

47. Сойфер В.А. Компьютерная обработка изображений. Часть 2. Методы и алгоритмы. – Соросовский образовательный журнал №3, 1996.

48. Апальков И.В., Хрящев В.В. Удаление шума из изображений на основе нелинейных алгоритмов с использованием ранговой статистики. - Ярославский государственный университет, 2007.

1i. Яровой Н.И. Адаптивная медианная фильтрация. - http://www.controlstyle.ru/articles/science/text/amf/

2i. Черненко С.А. Медианный фильтр. - http://www.logis-pro.kiev.ua/math_power_medianfilter_ru.html.

3i. Радченко Ю.С. Эффективность приема сигналов на фоне комбинированной помехи с дополнительной обработкой в медианном фильтре. – "Журнал радиоэлектроники", №7, 2001. / http://jre.cplire.ru/iso/jul01/2/text.html

Плотоядные поневоле

кошки, собаки и что такое на самом деле быть веганом

(отредактированное и дополненное второе издание)

 

No Jed Gillen, 2008

No Oleg Ozerov [[email protected]], 2009

 

Содержание

ЧТО ТАКОЕ БЫТЬ ВЕГАНОМ

-- Гитлер, Эйнштейн и "Странный Эл" Янкович

-- Сатори

-- Тычки и пинки

-- Унабомбер

-- Доброе утро, Мистер Навозник!

-- Иисус

-- Что значит "Веган"?

-- Гвагвагве

КОШКИ, СОБАКИ

-- Да! Он синтетический

-- Анальная аналогия

-- Это противоестественно!

-- "Поп Рокс" и "Кока-кола"

-- Кошачья моча

-- Переключение

 

Предисловие к этому изданию

В 2003 году, когда "Плотоядные поневоле" были напечатаны впервые, я жил под плаксивым небом Сиэтла и был владельцем и создателем первого в истории веганского интернет-зоомагазина Vegancats.com. Мои дни проходили на сыром, темном складе: продажа, расфасовка по картонным коробкам и ответы на бесконечные вопросы относительно кошачьих и собачьих веганских кормов. Эти занятия занимали нездорово много времени и полностью заполняли собой мое сознание, в связи с чем именно и только этому я счел нужным посвятить целую книгу.

С тех пор многое изменилось. Я уже несколько лет как покинул индустрию торговли кормами для животных (Vegancats.com жив и здоров, но процветает под чутким руководством Райана Уилсона и Кортни Эрнстер с Veganessentials.com). Я зарабатываю производством видеороликов в солнечном Лос-Анджелесе. Моя жизнь проходит рядом с моей подругой Моной Гиллен за лежанием у бассейна и периодическим наведением камеры на что-нибудь или кого-нибудь. Я вынужден задумываться о веганских кормах для животных лишь дважды в день - утром и вечером, - когда мне нужно покормить одну из моих четырех кошек, три из которых - веганы, а четвертая - нет (объясню чуть позже).

И хотя весь материал о веганской еде для котов и псов, приведенный в первом издании, присутствует и в этом (наряду с кое-какими важными обновлениями), наблюдательный читатель заметит, что чуть ли не добрая половина книги посвящена совсем другим вопросам, и именно этот материал можно охарактеризовать как принципиально новый. Смена ракурса в написании книги вызвана изменениями в моей жизни. Критики первого издания утверждали, что люди, бравшие его в руки, ощущали, будто оно опубликовано с единственной целью - продать тонны веганского корма. Что ж, теперь мне нечего продавать.

Но это еще не все.

Я взялся за "Плотоядных поневоле" с довольно специфической установкой в голове: втолковать веганам, почему я считаю кормление домашних животных мясной едой несовместимым с веганской этикой. Чтобы все получилось, мне потребовалось не только переадресовать читателям привычные веганские заморочки относительно питания братьев меньших (например, историю с таурином), но еще и определиться с тем, каковы наши, веганские, первоочередные задачи.

Несмотря на тот факт, что часть "Что такое быть веганом" была направлена на то чтобы подвести под тему питания собак и кошек теоретическую базу посолидней, она неожиданно шарахнулапо людям, которые имели к этой дискуссии небольшое отношение - например, по веганам, у которых нет домашних животных, а также по всеядным, которым она попала в руки случайно. Я получил ни много ни мало как целых три письма от людей, которые всучили книгу своим ветеринарам с той лишь целью, чтобы те стали веганами! Снова и снова меня подталкивали к написанию новой версии, которая расширила бы эту часть книги, не ущемляя меня рамками работы с четко заданной целевой аудиторией.

Меня никогда не прельщала идея написания текста, который бы воодушевлял всеядных становиться веганами, просто потому, что качественных книжек, выполняющих эту задачу, и без того навалом. Джон Роббинс чертовски хорош, а "Доминион" Мэтью Скалли - вообще мое любимое чтиво, и когда у меня возникает ощущение, что этим трудам не хватает остроты и авторского участия, я всегда могу перечитать "Тощую сучку" - книгу, которую, как мне кажется, мог бы написать я, надели меня природа лишней Х-хромосомой и лучшими маркетинговыми инстинктами. Но я был заинтригован мыслью о написании книги о веганстве для веганов, которая бы помогла нам лучше понять самих себя и наши взаимоотношения с остальным миром, а заодно научила быть более эффективными в достижении поставленных целей.

По той или иной причине я никогда не относился к этому замыслу с должной серьезностью, пока не вышло первое издание "Плотоядных поневоле", и я не счел это великолепным шансом кое-что подправить: составить под эгидой второго издания более выверенный, литой текст, который теперь с удовольствием и представляю.

 

Джед Гиллен

Лос-Анджелес, Калифорния

лето 2008

 







Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 390. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Механизм действия гормонов а) Цитозольный механизм действия гормонов. По цитозольному механизму действуют гормоны 1 группы...

Алгоритм выполнения манипуляции Приемы наружного акушерского исследования. Приемы Леопольда – Левицкого. Цель...

ИГРЫ НА ТАКТИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Методические рекомендации по проведению игр на тактильное взаимодействие...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия