Оптимальное сканирование растра при текстурной обработке цифровых изображений на основе фрактального признака

Abstract

Problem of optimal scan trajectory appears in cases of image processing, radar sense of space, atomic force microscope, etc. Criterion of trajectory optimality for image processing may be bandwidth of obtained signal and quality of image, restored after scan. There is a problem of increasing of image textural processing effectiveness, when one of approaches to fractal dimension – correlation dimension – is chosen as textural property. Calculation of correlation dimension is performed using image elements ordering and creating vectors in pseudophase space by Takens theorem. Image element ordering is performed based on creating optimal trajectory of raster scan by following quality criteria – minimum of signal bandwidth, minimum of correlation dimension – and using already known trajectories. Results of fractal textural property calculation are obtained for different algorithms of scan trajectory optimization.

При обработке изображений, радиолокационном сканировании пространства, сканировании атомным силовым микроскопом и в ряде других случаях возникает задача выбора наилучшей траектории сканирования. Критерием оптимальности траектории при обработке изображений может быть ширина спектра получаемого при этом сигнала, а также качество восстанавливаемого после сканирования изображения. Поставлена задача повышения эффективности текстурной обработке изображения, когда в качестве текстурного признака выбран один из видов фрактальной размерности - корреляционная размерность. При расчете корреляционной размерности изображения применено упорядочивание элементов изображения и формирование векторов в псевдофазовом пространстве на основе теоремы Такенса. Упорядочивание элементов изображения произведено на основе построения оптимальной траектории сканирования растра по следующим критериям качества: минимум ширины спектра образующегося при сканировании сигнала, минимум корреляционной размерности, а также с использованием известных типовых траекторий сканирования. Получены результаты расчета фрактального текстурного признака при различных алгоритмах оптимизации траектории.