ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ АЛГОРИТМІВ МІЖКАДРОВОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ ВІДЕОПОСЛІДОВНОСТЕЙ, СПОТВОРЕНИХ АДИТИВНОЮ ЗАВАДОЮ
Ключові слова
Анотація
Однією з вимог до функціонування технічних систем цифрової обробки відеопослідовностей є забезпечення зниження негативного впливу завад, які виникають на відеозображеннях в процесі їх реєстрації або передачі через канали зв’язку. Заглушення завад та поліпшення відношення сигнал/шум є актуальним для застосувань, в яких окрім візуального аналізу отриманих спостережень також можуть використовуватися відповідні алгоритми автоматичної обробки даних. Фільтрація зазвичай виступає як базова складова обробки зображень, а вибір конкретних алгоритмів залежить від вимог до їх обчислювальної складності та можливостей заглушення відповідного виду завади.
В статті виконано порівняльний аналіз алгоритмів, які застосовуються для розв’язання задачі пригнічення завади, що описується за допомогою моделі адитивного білого гаусівського шуму та спотворює послідовність цифрових зображень. Зазначено особливості реалізації методів фільтрації, які використовують процедуру міжкадрового усереднення. Подано математичні вирази, які дозволяють описати процес знешумлення зображень, надано характеристику розглянутих підходів, зазначено їхні переваги та недоліки. Дослідження проведено шляхом моделювання в програмному середовищі MATLAB з використанням синтезованих даних, побудованих на основі однорідних текстурних зображень, що описуються моделлю гаусівського випадкового поля. Отримано кількісні показники результатів фільтрації синтезованої відеопослідовності із заданими параметрами. Наведено графіки середньоквадратичного відхилення помилки фільтрації, що дозволяє оцінити ступінь пригнічення завади у разі застосування відповідного підходу. Для забезпечення можливості візуального суб’єктивного контролю якості даних, отриманих шляхом застосування реалізованих алгоритмів, представлено приклади знешумлених кадрів модельного відеозображення.
Отримані результати демонструють придатність досліджуваних методів для їх застосування в задачах фільтрації відеоданих з метою заглушення завади, та можуть бути використані для розроблення алгоритмічного забезпечення програмних модулів обробки відеопослідовностей, що характеризуються високим рівнем кореляції між сусідніми кадрами, а також в наукових задачах, які охоплюють сферу розробки методів знешумлення відеозображень.
