Введение 3
Обзор литературы 4
Постановка задачи 6
Глава 1. Определение поля скоростей 8
1.1. Вариация и градиент функционала 8
1.2. Алгоритм определения поля скоростей 8
Глава 2. Разбиение изображения на подобласти 11
2.1. Алгоритм разбиения изображения 11
2.2. Программная реализация алгоритма разбиения 12
Глава 3. Программная реализация построения поля скоростей 14
3.1. Случай сдвига 14
3.2. Случай поворота 18
3.3. Случай сдвига и поворота 22
3.4. Последовательность изображений 29
3.5. Анализ результатов для разных моментов времени T 31
Выводы 37
Заключение 38
Список литературы 39
Существует множество различных способов цифровой обработки изображений, соответствующих разным целям: улучшение качества изображения, распознавание объектов и анализ их движения, восстановление объектов и т.д. Не смотря на это, задача разработки новых алгоритмов всё ещё остается актуальной, так как обработка изображений является востребованной во многих областях, в частности в диагностической медицине - обработка изображений позитронно-эмиссионной томографии, однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, гибридных установок и т.п.
Одним из методов цифровой обработки изображений является построение поля скоростей. Такой метод обработки изображений позволяет определить наличие смещения областей интереса между соседними последовательными кадрами, а в случае его наличия определить направление движения. В частности, такой метод применяется при обработке результатов радионуклидных методов исследования.
В данной работе развивается подход, предложенный в работах Котиной Е.Д., Овсянникова Д.А., который позволяет рассматривать не только оптические, но и неоптические потоки [1-3]. Разрабатывается оптимизационный алгоритм и программное обеспечение построения поля скоростей для последовательностей изображений.
В работе рассмотрена проблема определения поля скоростей в задачах цифровой обработки изображений. Задача построения поля скоростей решается как задача минимизации функционала с использованием градиентного метода. Был разработан и реализован алгоритм на основе предложенного подхода. Представлены результаты работы алгоритма в двух вариантах - параллельное и последовательное вычисление компонент искомого вектора параметров. Разработана и реализована модификация алгоритма с разбиением рассматриваемых изображений на подобласти на основе морфологического подхода. Реализовано построение поля скоростей для последовательностей медицинских изображений на примере радионуклидных изображений. Результаты данной работы могут применяться для обработки и анализа различных изображений, в частности медицинских - как для коррекции движения, так и для анализа последовательностей изображений.
