3 . Ознаки зображення: детерміновані, ймовірнісні, логічні, структурні

Ознаки образів можуть бути поділяються на детерміновані, ймовірнісні, логічні і структурні.

Детерміновані – ознаки, що приймають конкретні числові значення. Їх можна розглядати в якості координатної точки, яка відповідає даному образу, у просторі ознак, якщо використовують ці ознаки, то похибками вимірювань нехтують.

Ймовірнісні – це ознаки, випадкові значення яких розподілені по всіх класах об’єктів. При цьому рішення про належність образів до деякого класу може приймати на підставі конкретних значень ознак даного образу, які визначають в результаті проведення дослідів. Ознаки вважаються імовірнісними і у випадку, якщо їх вимірювання мають такі похибки, що за результатами вимірювань неможливо визначити число значень даної величини.

Логічні ознаки – це елементарні висловлювання, які приймають 2 значення істинності (“так”, “ні” або “істина”, “хибність”) з певною визначеністю. До логічних відносяться ознаки, які не мають кількісного значення. Ці ознаки представляють собою судження якісного характеру типу наявності або відсутності деяких властивостей в образів. До логічних можливостей також віднести ознаки в яких важлива не величина ознаки, а факт і попадання в заданий інтервал.

Структурні (лінгвістичні, синтаксичні) ознаки представляють собою непохідні елементи (символи) структури образів. Ці елементи (константи) називають терміналами. Кожен об’єкт можна розглядати як ланцюжок терміналів або як речення, яке описує образи, відносно до мови даного класу, то цей образу приймають як належний даному класу.

Білет №18

1. Дискретизація зображення в часі, квантування та цифрове кодування сигналів зображення

Цифрове кодування зображень складається з дискретизації в площині зображення і в часі, в результаті чого утворюється дискретна структура відліків, і в їх квантуванні за амплітудою і представлені в цифровій формі кожного квантованого відліку у вигляді кодової комбінації з відповідною основою коду.

Дискретизація структурно впорядкована. Ступінь свободи дискретизації обмежена стандартним способом формування відеоінформації. Потік зображень дискретизований за часом (передаються окремі кадри і поля) і у вертикальному напрямку (передаються окремі телевізійні рядки даного поля). Таким чином, для перетворення ТВ зображення в цифрову форму необхідна дискретизація лише в горизонтальному напрямку ТВ рядків, тобто одномірного сигналу. Згідно теореми Котельнікова люба однозначна неперервна і обмежена функція (ТВ сигнал) реального часу , спектр якої обмежений по частоті величинами (-F, +F), однозначно описується дискретними відліками , які взяті через рівні інтервали часу, не перевищуючі Т=1/2F (період дискретизації). Величина називається частотою дискретизації сигналу. В загальному випадку дискретизація мультиплікативна, тобто у часовій області математично описується добутком сигналу і функцій дискретизації з періодом Т: .

Квантування сигналів зображення – це дискретизація сигналів за амплітудою. Під квантуванням розуміють процес представлення динамічного діапазону виміру сигналу кінцевим числом дискретних рівнів.

Перетворення неперервної вхідної величини в квантовану за рівнем здійснюється у відповідності з характеристикою квантування з рівномірним або нерівномірним розподілом рівнів і порогів квантування. В результаті представлення сигналу кінцевим числом рівнів квантування зображення, що було відновлено, спотворюється, тобто виникає шум квантування. Шум квантування може змінюватись в значних межах. Для зменшення потужності шуму квантування використовують різні методи, найважливішим з яких є вибір кроку квантування, тобто вибір достатньо великого числа рівнів сигналу.

Цифрове кодування відліків, які були отримані за допомогою дискретизації, полягає в представлені їх в заданій системі числення з відповідною основою (як правило, двійковою). Номер рівня квантування в межах до N=2ⁿ, до якого заокруглений відлік, виражається послідовністю n символів (кодове слово або кодова комбінація).Вибір типу коду залежить від способів цифрового кодування і декодування, а також вимог, які висуваються цифровою передачею по каналу зв’язку. При кодуванні джерел зображень використовуються натуральний двійковий код, двійковий код Грея, симетричний двійковий код.

Найчастіше використовуються методи: імпульсно-кодової модуляції (ІКМ); диференційної імпульсно-кодової модуляції (ДІКМ); дельта модуляція (ДМ); кодування з перетворенням (КП).

ІКМ – базовий метод цифрового кодування. Він характеризується тим, що кожному закодованому в цифрову форму слову на виході відповідає квантований за часом та амплітуді відлік відеоінформації на вході.

ДІКМ – велика група методів, перед усім для цифрової передачі відеоінформації. Кожному цифровому слову на виході відповідає дискретизована і квантована різність між миттєвим значенням відліку і його передбаченим значенням.

ДМ – метод цифрової передачі. Характеризується тим, що кодове слово формується одним кодовим символом, який відображає знак різниці між дискретизованим і квантованим значенням елемента і його передбаченим значенням.

КП базується на перетворенні відліків, які квантовані за часом та амплітуді (як правило, в формі ІКМ) з часової сигнальної області в область перетворення (наприклад, в спектральну).