Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. - Распознование и цифровая обработка изображений (1033973), страница 50
Текст из файла (страница 50)
= /)/з ()ач'(аб + ~аб')Ьа) — объем данных, содержащихся в зоне 1 ,'(см. Рис. 6.4, а н 6.5, а). Как правило, У, ъ Уа. (6.41) А налогично, среднее время обмена, затрачиваемое на обмен информацией между ОП и ВП на этапе 2, составит Т!!» =[я (1+/»/в/пф)+2)во/тп)»»»в Л' /1»о Общее время обмена информацией т!! ! = Т1!»+т!!» . (6.42) Здесь предполагается, что перепаковка информации на этапе 2 осуществляется порциями информации объемом )'о. В процессе обмена информацией возможно использование нескольких блоков ОП, каждый из которых имеет, например, емкость )/ . В одном из них можно разместить информацию о фрагменте 2, а в другом — о фрагменте 3.
Естественно, что объем информации недужен превосходить величины )/ . Однако на практике ресурсы ОП современных ЭВМ ограничены, что ведет к целесообразности динамического совмещения данных об исходном и преобразованном изображениях в одном блоке ОП. Как видно из рис. 6.5, а, б, связь между величинами аф„Ьф и Ро пРи таком совмещении даетсЯ фоРмУлой 1»о= пф Ьф +< а — »< пф ьф при < а — ! < Ьф /.ф < аф Ьф; (6.43) /.ф Нф при < а — ! < Ь,Ь /.ф ) пф Ьф, откуда можно выразить, например, Ьф в зависимости от прочих параметров.
Используя теперь формулы (6.40) — (6.42) и соответствующие выражения для Ьф, можно получить соотношения, позволяющие оценить значения аф и, следовательно,.-значения Ьф, минимизирующие ТЬ!», прч за/Л7»» данных прочих параметрах, Количественные характеристики эфурр / г фективностн описанной организации об- мена информацией между ОП и ВП ада г удобно проиллюстрировать на примере ли з поворота изображения на угол ф.
Кривые 2 и 2' на рис. 6.6 представляют собой зависимости Т(»»» от ф при оптнмиьл~а»влп~ зации аф н Ьф по изложенной выше меРис. 66. Графики зависимости тодике (для кривОй 2' пф = Ьф), а крит, "*=1(ф)при различипа арта- вая1 отвечает одноэтапной организации иизации оомеяа обмена, когда преобразованное изобра- жение формируется в оперативной памяти в формате 1 (см.
рис. 6.4). Время, затрачиваемое на обмен информацией в последнем случае, можно оценить по формуле (6.40) при аф — — /»/в. В процессе расчетов предполагалось, что в качестве ВП используется НМД ЕС-5056 (т = 0,03 с; т„= )50 кбайт/с; »/о =- 36К), а размеры исходного и преобразованного изображений составляют 2400 х 2400 элементов. Как видно из рис.
6.6, двухэтапная организация обмена информацией между ВП и ОП эффективнее одноэтапной. Дальнейшего повышения эффективности можно добиться, если ввести дополнительный этап 228 едставления исходных данных в формате 11 (см. рис. 6,4, б). Этот рмат образуется построчной записью во внешнюю память участков сходного изображения размером з х А/! элементов каждый в поряде их следования слева направо. Соответствующие затраты времени тавят Т!в = в 1 У/в 2У/тп У Н' 1'о. (6.44) ((+ )+ Общие затраты времени при трехэтапной организации обмена ин'.формацией между ОП и ВП Т!г» = Т!г! + Т<в»+ Т»г», 4(6.46) в вв ов ов ' ,где ТЯ» = Таг». 1,, Ь) л л уг Рис, 6.7, Графическая иллюстрация формулы (6.46) Величина же ТЬЬ» в связи с изменением формата исходного изобра' ' жения уже не может быть подсчитана по формуле (6.40).
Поэтому най'. дем формулу для ее определения в новых условиях. Фрагмент 2 ис,, ходного изображения, представленного в формате 11, в более общем ." виде приводится на рис. 6.7, а. Средний объем данных, извлекаемых '! из ВП для формирования в оперативной памяти соответствующего ' фрагмента 3 преобразованного изображении, составит в .» — ) Д;) во-В:о7:. а »=! (6. 46) 4 Разбиение и! на и! и о! иллюстрирует рис.
6.7, б, из которого следует также, что Уг — — зНф, а )»г = йс /.ф, где й,р — средняя высота фрагмента 2 в направлении оси ову!. Действительно, в !г — (! в Ьз (лв)»(хв = ) Ьв (лв) Нхв =Ьср пф ! ! в!1 — »! в!г в! 229 8В з в. !ааз десь Учтено, что и~'= А~а, А/+, (х,) = и, (х з).. Для случая линейного преобразования (см. рис. 6,5) Иор ! йГ 1 оф Ьф Ищ/(! аГ ! аф+! а» 1 Ьф) .
Ищ =! о» о — о» 1 а» 1/аГ1 ! Ьф. (64Т) Как и ранее, будем считать, что выборка информации из ВП в ОП осуществляется порциями информации объемом 1',. Тогда количество обращений к ВП для извлечения из него данных, отвечаю их )г составит ющих 4Зз ЗЗзз зз 'г(о()о» ~1+!о» 11)/2+тяф И7!/У»/(У)И7' У»))/((!о-1!+)о-» !)(1/ + /„)) Кривая 8 на рис. 6.6 представляет собой зависимость ТЬ»' от ф при оптимизации з по изложенной методике при тех же значениях про х раметров, что и ранее.
Следовательно, трехэтапной организацйи обпрочих мена информацией между ОП и ВП отвечает высокая эффективность. Рис. 6.8 иллюстрирует характер изменения Т~*' для различных значений з и ф Р 230 г Ф= ~" !!+о~/У»! = ~ (о1/У вЂ” М(г»))+г+1. г=о о о где 1...1 и (...) — целая и дробная части х соответственно. Так как (о~/)го) лежит в диапазоне 10, 1) и распределена по закону равной плотности, то среднее число обращений а, = 0,5 (г — 1) + + )го/(го. При выборке из ВП информации о фрагменте длиной Еф возможно об7И7 ращение как к г, так и к г + 1 его часф" (Ь А тям с частотами р, и р,+, соответственно, причем г = 1 + (ЕФ/з1, г + 1 = 2+ +(ЕФ/з1, р„» Еф/з — (ЕФ/з), Р~+з = 1+Р ° После дополнительного осреднения получим следующее выражение для среднего количества обращений к ВП для формирования в оперативной памяти фрагмента 8: Рос 66 Гро~акя зооооямосгз Ч % Рг+4»+зРг+«=0,6(2+Еф/ )+)г»/ ».
»' -/(з) (6.48) Таким образом, г»,7 — (/в»+/щ) А'о /»»/(аф Ьф), /щ =т»+ У»/о». (6. 49) Теперь можно, используя (6.44) — (6.49) и некоторые из ранее полученных соотношений, записать То*' в зависимости от аф, Ьф, з, 1а~ '1, 1,'1, )ао'1, )ао'1, А/„й/1, /(/„А/о, т, т», 1',. Далее, положим аф = Ьф. Тогда с помощью (6.43) найдем, что ф-УУ/Р где )о = 11+ 1ао'1()а1 '1+ !аз'1) при )аз'1(1а1'1+ )аз'1) ~ 1; (()ао о)+ )аз11) ()ао'1+ )ао'1) в противном случае. Наконец, пусть значения всех аргументов ТЬО фиксированы, исключая з.
Нетрудно получить следующее выражение для этого аргумента, минимизирующее временнйе затраты на трехэтапный обмен информацией между ОП и ВП: Эффективность предложенных способов рациональной организации обмена информацией между оперативной и внешней памятью СЦОИ при геометрических преобразованиях была показана на примере преобразований вида (6.39). Однако для этих преобразований оценить ; эффективность упомянутых способов в общем виде затруднительно.
Более того, на ограниченных участках изображений значительной размерности преобразования (6.39) с достаточной точностью аппрок,симируют любые нелинейные преобразования. Изложенные способы можно с успехом использовать и для решения :других задач обработки больших массивов данных, например транс'понирования суперматриц. $6.6. МЕТОДИКА ЧАСТИЧНОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ И НАНЕСЕНИЯ УС»1ОВНОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ВЫХОДНОА ФОТОДОКУМЕНТ Частичное дешифрирование АКИ на базе СЦОИ Рассмотрим авто ; матизацию частичного тематического дешифрирования АКИ, т. е. : распознавания не всех изобразившихся на них объектов естественно'.го или искусственного происхождения, а только части последних в '- интересах изучения земных ресурсов.
При этом ограничимся лишь из' ложением методики частичного дешифрирования изображений на ба( зе СЦОИ и теории распознавания образов (лесных массивов, лугов, ' водных поверхностей и т. п., характеризующихся более или менее од:; породной внутренней структурой, что позволяет свести дешифриро;ванне объекта неопределенной формы к распознаванию отвечающего ,"ему множества участков (фрагментов) снимка заранее фиксированных , размеров). Важным вопросом при частичном дешифрировании АКИ с позиций 'теории распознавания образов является выбор эффективной системы признаков. Несмотря на ограниченные цели дешифрирования, отме- '~ ченные выше, эти вопросы не простые.
Действительно, изображения на снимках лесных массивов, лугов, водных поверхностей и т. п. '' существенно изменяются в зависимости от условий съемки и состоя;.' ния природной среды. Поэтому целесообразно зафиксировать, хотя ' бы на первых лорах, основные параметры, характеризующие эти ус' ловия, а также состояние природы. Кроме того, выбор признаков дол' жен базироваться на эвристических или теоретических предпосылках, гарантирующих их потенциальную эффективность или, другими ело;,' вами, высокие разделительные свойства (см. гл. 3). Выбранные признаки должны быть максимально просты в вычислительном отношении.
Рассмотрим произвольный участок снимка, имеющий размеры 1, И 11 элементов. Обозначим Б-й уровень квантования оптической ' плотности изображения символом Р«. Найдем распределение р (Р «) ' элементов фрагмента по различным эначениям 0«, $ = О, 1, ..., ń— 1. Очевидно, что р (Е) «) = М«/(1111) (М« — число элементов, имеющих плотность Е)«) и не характеризует участок однозначно, поскольку не "учитывает координатной информации. Однако представляющие интерес классы природных объектов таковы, что у отвечающих им фраг- 6В» 231 ° 1 ' ' ! ° ° ! 3,, ° Н ° ° ° ° ° ° ! ' > В \ ,Ф 3 ° Ф ° .3 !..
° ° ° 1>. ° ° ' ' ° ° ° В Ф ° ° ° В 13 1 3 » ° 1 1 ° '3 ° ' В ° Ф Ф ! Ю Ф Ф Ф Ф У ° ° 3 3.Е У 3 > ° „1 > ' 1'3 ° . У ° У Н > 1'3 ' ! ° 31 ! У ° ° 1 ' ! ° ° ° НФ ° В, ° ° ° 3 : ° ° 3 1 Ф ° ° 3' 3 ° ° 3 1 ' .'е 3 °" ° 1 1'3" В ° ' !!1 >3'> 1 ° 1 ' 1 ° ° ° ° ° 1. 1 ° ° В 1 ! 1 ° Н ° ° ° ° 1. ' ' ' В ° 3 Ф ° 1 ° . 3 1 ° .. ° 1 ° 3 ° 3 ! > ° 3 ° Ф ! 1 Ф е ! 31 1 ° 1 11 1 ° ° 1 3'! ° ° 3' ' НФ 3 ° ' ° ' ° ° Л ° : 3 ° Ф, ° . ° ' ° ° ° ! ° ° ° ° ° ', ° ° ° ° ° ° ° Э ° 1 ° ;' ,' ! '! 1 $ А 3 ' ФФ ° ! ° ° 1 ° ° ! ° 1 ° ° 1 ° Фа 1 ° 1 1 ° Н1 1 1 1$ ° ! ° 3 1 ° В ° ' 1 1 ° ! 1 $ В '3 ' ° 11 31 1 ° 1 В' 3 11 11 ° !$ 1 1 1$1 ° 1 ° 3 ° ° ! ° В'! ° °, ° Ф ° 1 ° .
1 ° ° ° ° ° ° 11 ° ° ' ° ° 3 1 ° ° 1> ° > ° 1 1'!' ' Э 3 ° 3 ° °, ° 1 ° 3 ° 1 1 . Ф ' ° 3 ° ° ° ° ° . Ф.. Ф У ° В 1 ° ' '; ° 3 У . ': ° ! ° ° ° 1 ° ° Ф'!'! ° ' ° ° ° Ф '1 ! ° е ° 3 3 У Ф. ° 33! ' ° ' ° ! ФН ° ° 3! ° 3 1 ' 1 ' 1 ° 1' ° 33 °, ° 3 Н ° ° Ф Ф.на 1 ' ° 33 ° ° ' ° 3 3 ° 3 ' ° 3' ° ° 1 !' ° ° В ° ° ° ° 3! . 1. ° 1 ' . ! ° ° НФ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
