Запропоновано метод квантових перетворень з виділенням неявно виражених ознак (метод KVP-перетворень), який дозволяє створювати єдину функцію для спрощення процесів розпізнавання зображень і поповнення бази знань. Обробка за цим методом відбувається на базі введених математичних операцій: оператори впливу логіко-часових функцій одна на одну й узагальненого інтергрування, які описують взаємодію між локіго-часовими функціями в наборі. Формальний опис цих операцій базується на використанні різних принципів математики - використовуються класичний математичний аналіз і закони булевої алгебри. Розроблено два варіанти блоку формування ключової функції - електронний та оптоелектронний, кожний з яких має свої конкретні переваги, але застосування будь-якого з них у пристроях око-процесорного типу дозволяє підвищити достовірність розпізнавання зображень.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробленню методів компресії та відтворення мовних сигналів з використанням екстремального аналізу, а також ефективних спецпроцесорів для реалізації цих методів. Розглянуто моделі мовних сигналів та фонових шумів у телекомунікаційних каналах. Висвітлено загальний метод екстремального аналізу з використанням дельта-модуляції стосовно до екстремального аналізу мовних сигналів. Розроблено оригінальний метод підвищення точності відтворення сигналу в часовій та частотній областях. Розглянуто особливості комп'ютерного моделювання екстремального аналізу та відтворення сигналів.

  Скачати повний текст

Здійснено математичне моделювання в комп'ютерній томографії з використанням вейвлетів. Запропоновано та досліджено новий метод відновлення внутрішньої структури (щільності або коефіцієнта поглинання) тривимірного тіла у заданій площині за допомогою проекцій (даних Радона), що поступають з комп'ютерного томографа та вейвлетів. Наведений метод базується на підході до обчислення двивимірних коефіцієнтів Фур'є за допомогою проекцій і вейвлетів. Запропоновано оператори узагальненої двовимірної вейвлет-апроксимації, побудованої на базі апроксимації вейвлетами та досліджено їх апроксимативні властивості. Більш детально вивчено апроксимативні властивості та певні аспекти числової реалізації наближення операторами узагальненої двовимірної вейвлет-апроксимації Хаара. Узагальнена двовимірна вейвлет-апроксимація Хаара вимагає значно меншої кількості вейвлет-коефіцієнтів для досягнення заданої точності відновлення двовимірних образів у порівнянні з класичною двовимірною вейвлет-апроксимацією Хаара. Цей факт може бути використаний для більш точного опису певних класів двовимірних сигналів (образів) у цифровій обробці сигналів або для використання меншої кількості вейвлет-коефіцієнтів за заданої точності опису двовимірних сигналів (нариклад, томограм, які потупають з комп'ютерного томографа) у порівнянні з класичними методами. Результати можуть бути застосовані для цифрової обробки двовимірних сигналів, а також під час конструювання комп'ютерних томографів нового типу за запропонованою схемою сканування і обробки даних, що поступають з комп'ютерного томографа.

  Скачати повний текст

Досліджено математичні моделі плоскої задачі рентгенівської комп'ютерної томографії з використанням заданих проекцій на системі перетинних прямих. Математична модель має вигляд операторів інтерлінації (операторів, які відновлюють функції двох і більше змінних за допомогою їх слідів на вказаній системі ліній), у якому використані відомі проекції на заданій системі прямих. Описано властивості операторів, зокрема, інтеграли вздовж відповідних прямих дорівнюють заданим проекціям незалежно від вибору системи параметрів. Вибір вказаних параметрів проводиться шляхом мінімізації спеціального функціонала. Під час побудови операторів інтерлінації з відомими проекціями на заданій системі прямих використовуються оператори інтерполяції функцій однієї змінної на фіксованій системі точок із заданими значеннями коефіцієнтів Фур'є до заданого порядку. Запропоновано методи конструювання тривимірної математичної моделі внутрішньої структури тіла в ультрамалоракурсній комп'ютерній томографії операторами мішаної апроксимації функцій трьох змінних операторами, що використовують для побудови скінченні суми Фур'є від наближуваної функції за двома, трьома змінними. Зазначено, що дані математичні моделі внутрішньої структури тривимірного тіла (щільності, коефіцієнта поглинання та ослаблення) використовують два, три рентгенівських знімків у взаємноперпендикулярних напрямах. Досліджено класи об'єктів, які відновлюються за допомогою двох, трьох рентгенівських знімків.

  Скачати повний текст

Досліджено питання зменшення обсягів даних під час подання об'єктів комп'ютерної томографії тріангуляційними сітками. Запропонований метод забезпечує зменшення обсягів даних і збереження геометричної форми об'єктів у межах заданого відхилення. Розроблено графи алгоритмів і структури пристроїв для виконання основних операцій зменшення обсягів даних. На підставі аналізу тріангуляційного опису об'єктів запропоновано метод розбиття тріангуляції на окремі елементи, що дозволило пришвидшити обробку даних і на підставі запропонованого методу розробити базову структуру апаратних прискорювачів зменшення обсягів даних. На підставі результатів експериментів з використанням запропонованого методу показано його високу ефективність на реальних зображеннях комп'ютерної томографії.

  Скачати повний текст

Створено математичну модель адаптивної нормалізації для систем технічного зору. Розглянуто існуючі методи нормалізації зображень, визначено їх недоліки. З метою підвищення ефективності методів нормалізації зображень обгрунтовано необхідність розробки нових засобів їх подання на базі застосування вейвлет-аналізу, який дозволяє аналізувати зображення та вилучати геометричні ознаки об'єкта. На основі математичної моделі створено метод визначення групи перетворень (перспективи, повороту, косого зсуву, зсуву, масштабування). Запропоновано метод виділення контуру зображення за рахунок використання безперервного вейвлет-перетворення, в якому, на відміну від традиційних методів, обробку проводять не за площами, а послідовно за рядками та стовпцями, що дозволяє визначати контур на слабко контрастних зашумлених зображеннях. Встановлено, що запропоновані критерії забезпечують адекватність визначення груп перетворень, що надає можливість їх застосовувати в реальних системах технічного зору. Результати наукового дослідження використано для побудови нових засобів систем технічного зору.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі та методи полігональної та еліптичної апроксимації і нормалізації границь об'єктів за обмежень і критеріїв точності (у середньому, за Чебишевим), які відображають типові особливості прикладних задач контурної апроксимації, наявні у системах технічного зору. Для врахування цих вимог узагальнено задачу контурної апроксимації для різних критеріїв точності та двох основних класів ліній (ламаних і еліпсів), поставлену як задачу умовної оптимізації. Для її розв'язання для класу ламаних розроблено моделі та методи полігональної апроксимації у неоднозв'язній області, які передбачають мінімізацію кількості вершин апроксиманта за умов, що допускають або вилучають уведення додаткових вершин. Для другого класу ліній розроблено моделі та методи еліптичного наближення, які забезпечують підвищення адекватності апроксимації та нормалізації на основі сумісного розгляду границі та радіально-орієнтованих елементів об'єкта, що розглядається. Результати теоретичного оцінювання трудомісткості та обчислювального експерименту підтверджують обчислювальну ефективність розроблених методів.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено новий клас математичних і фізичних моделей відображення та перетворення двомірної інформації в системах штучного інтелекту. Розглянуто механізми генерації хаотичних процесів у вигляді множин праобразів вихідної інформації, що мають лічильне число розривів регулярності. Для моделювання хаотичних процесів запропоновано механізми комбінаторно-топологічного перетворення інформації. Розвиток хаотичного процесу в часі розглянуто у вигляді послідовності перехідних процесів, що розвиваються на дискретній фазовій площині. Визначено основні топологічні інваріанти дискретних множин та їх безперервних перетворень. Досліджено процеси взаємодії інтелектуальних систем зі стохастичними впливами. Розглянуто питання забезпечення оптимальності систем за рахунок забезпечення стійкості системи психофізичних станів особи, що приймає рішення.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання ефективної апаратної та програмно-алгоритмічної організації процесів розпізнавання гамма-зображень шляхом створення спеціалізованої обчислювальної системи для збору, збереження та обробки спектрометричної інформації в складі технічних засобів візуалізації полів гамма-випромінювання. Розроблено оригінальну структуру даних для представлення таких об'єктів - лінійне зрізане квадродерево з кодовими словами змінної довжини та алгоритм для побудови такого квадродерева. На його базі наведено методику та алгоритми для нормалізації об'єкта та його розпізнавання. Для прискорення підрахунку параметрів нормалізації запропоновано формули підрахунку центральних моментів 3-го порядку. Зазначено, що розпізнавання об'єкта проводиться шляхом ототожнювання його нормалізованого квадродерева з одним із нормалізованих квадродерев, які містяться в бібліотеці еталонів. Розроблено оригінальний алгоритм порівняння невідомого об'єкта та еталона з бібліотеки в термінах лінійного зрізаного квадродерева з кодовими словами змінної довжини. Синтезовано архітектуру обчислювальної системи обробки спектрометричної інформації полів гамма-випромінювання за принципом вертикального конвеєра з процесорними кластерами, зв'язаними системною шиною.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розвитку інформаційних технологій, спрямованих на підвищення оперативності обробки образної інформації за геометричними ознаками в автоматизованих інформаційно-розпізнавальних системах око-процесорного типу. Розроблено методику визначення та формування геометричних ознак - центру зв'язності й осі орієнтації для розпізнавання динамічних об'єктів у реальному часі. Запропоновано підхід щодо структурного опису плямоподібних зображень і взаємозв'язаних з ним геометричних параметрів за методом ланцюгового кодування контуру у полярній системі координат. Наведено класифікацію форми плямоподібних зображень. Створено методику й алгоритми обчислення об'єму та площі бічної поверхні тривимірних опуклих фігур і фігур обертання. Розроблено структуру оптоелектронних однорідних обчислювальних середовищ для реалізації методів обробки зображень та визначення геометричних ознак, а також засоби представлення образної інформації, які можуть бути використані для прийому, запам'ятовування, оптичної обробки та передачі візуальної інформації.

  Скачати повний текст

Запропоновано два варіанти апаратної реалізації аналізатора інформації за око-процесорної обробки зображень і сигналів. Досліджено загальні принципи їх фукціонування та проаналізовано оптимальність застосування. Розроблено метод фрактального ущільнення зображень, що дозволяє підвищити швидкодію розпізнавання у теоретично-межовому вимірюванні у 200 разів, а за практично реалізованих варіантів - у декілька разів у порівнянні з класичними методами. Виконано модифікацію алгоритму навчання нейромереж для можливості використання у разі навчання волоконно-образних мереж нейроподібного типу та проведено комп'ютерне моделювання операції виділення контурів об'єктів з попередньою операцією обробки зображень, що дозволяє здійснити сегментацію областей, розпізнавання образів, фільтрацію та виключення перешкод, а також проведено комп'ютерне моделювання операції відновлення зображень і оцінено ефективність роботи алгоритму з використанням програми, реалізованої на мові високого рівня Delphi.

  Скачати повний текст

Розвинуто наукові засади створення пристроїв підвищеної швидкодії, призначених для перетворення вхідної інформації у вигляді радіосигналів у вторинні просторові зображення, керування їх потоком та просторовою адресацією, елементів розущільнення та комунікації зображень у структурі оптичних обчислювальних засобів. Розглянуто питання побудови структури оптичного обчислювального засобу для використання в спеціальних інформаційно-вимірювальних системах, а також проектування пристроїв - акустооптичних модуляторів, затворів, дефлекторів, елементів ущільнення-розущільнення оптичної інформації та ліній передачі її на базі полікристалічних і монокристалічних світловодів. Розроблено методи та структуру апаратних засобів метрологічної атестації оптичних, акустооптичних та волоконно-оптичних елементів та пристроїв оптичних обчислювальних засобів.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні та структурно-функціональні моделі паралельно-ієрархічних мереж, удосконалено оптико-електронну модель образного комп'ютера око-процесорного типу на основі принципу динамічної багатофункціональності та паралельно-ієрархічного перетворення. Розроблено завадостійкі алгоритми порівняння зображень, уточнено методи паралельно-ієрархічного перетворення. Удосконалено моделі структурно-функціональної організації паралельно-ієрархічних мереж, які реалізують різноманітні рівні розпаралелювання процесу паралельно-ієрархічного перетворення в структурах образного комп'ютера. Запропоновано варіанти паралельно-ієрархічних мереж як спеціалізованих структурно-функціональних оптико-електронних моделей образного комп'ютера для обробки плямових зображень лазерних пучків у реальному часі з підвищеною точністю вимірювання координат. На підставі експериментальних досліджень здійснено фізичне та комп'ютерне моделювання, а також програмну реалізацію розроблених методів та алгоритмів обробки плямових зображень лазерних пучків.

  Скачати повний текст

Розглянуто нові методи томографічної реконструкції, які спрямовані на дослідження об'єктів, розміри яких перевищують кут конусного променя та розміри детекторної системи комп'ютерного томографа, запропоновано підходи до підвищення якості та швидкості реконструкції. Досліджено обчислювальну складність та точність розроблених алгоритмів реконструкції та порівняно їх з існуючими. Розроблено алгоритм одновимірної дійсної згортки з використанням гіперкомплексних чисел 4-го порядку, визначено гіперкомплексні числові системи (ГЧС), що забезпечують зменшення кількості дійсних операцій за обчислень. Створено програмний комплекс з моделювання томографічної тривимірної реконструкції та розглянуто математичні фантоми.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано вибір як міру схожості векторів для нейронної мережі Кохонена манхеттенської відстані, яка визначається з використанням запропонованого пристрою порівняння - віднімання зображень. Це дає змогу значно спростити апаратну реалізацію блоків знаходження відстані вхідного вектора від координат центрів кластерів у нейронних мережах Кохонена. Розроблено математичну модель комірки пристрою порівняння - віднімання зображень на основі біспін-приладу. Ця модель базується на математичній моделі самого біспін-приладу та інших компонентів схеми комірки та дозволяє визначити залежність частоти вихідних імпульсів комірки від різниці вхідних оптичних потужностей, а також мінімально та максимально допустимі значення різниці вхідних оптичних потужностей. Розроблено математичну модель комірки компаратора зображень на біспін-приладах, яка дозволяє визначити мінімально та максимально допустимі значення суми порівняних оптичних потужностей, а також залежність частоти вихідних імпульсів комірки від суми порівняних оптичних потужностей. З урахуванням результатів експериментальних досліджень оцінено ступінь адекватності розроблених математичних моделей. Це дозволяє обгрунтовано використовувати розроблені математичні моделі під час аналізу та синтезу пристроїв порівняння зображень на біспін-приладах.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему субпіксельної локалізації простих елементів зображення об'єкта на основі низькочастотної фільтрації, що дозволило створити новий клас комп'ютерних опто-електронних систем (КОЕС) геометричних параметрів об'єктів. У даних системах реалізовано принципово нові методи виділення та кількісного оцінювання інформативних ознак досліджуваних зображень. Розроблено моделі дискретної асиметричної та квазіасиметричної межі краю об'єкта, методи знаходження субпіксельної координати краю та виділення контуру на основі гауссової низькочастотної фільтрації. Запропоновано метод автоматичного визначення межі бінаризації, який базується на використанні спеціальної гістограми щільності ймовірності розподілу інтенсивності спільних точок контурних зображень. Розроблено метод субпіксельного визначення координати максимуму розподілу інтенсивності світлової плями на підставі знаходження нахилу функції розподілу в околі пікселя з максимальною ітенсивністю. Проведено комп'ютерне моделювання й експериментальне дослідження нових методів. Запропоновано апаратну реалізацію на ПЛІС паралельно-конвейєрної обробки даних методу виділення контуру з метою підвищення швидкодії попередньої обробки. Розроблено та впроваджено у практику експериментальні макети КОЕС геометричних параметрів об'єктів. Побудовано КОЕС вимірювання поверхневого натягу рідин, КОЕС параметрів стопи людини та постави тіла. Удосконалено промислові рефрактометри й експериментально визначено їх основні метрологічні характеристики.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено оптоелектронні інтегральні схеми для попереднього оброблення зображень. Наведено аналіз оптичних та оптоелектронних методів оброблення зображень, аналіз сучасних технологій виготовлення оптоелектронних інтегральних схем та аналіз елементної бази. Одержано нові математичні моделі побудови розподілу поля діаграми направленості масиву світловипромінювачів оптоелектронної інтегральної схеми, що описують процес паралельного передавання даних у когерентних і некогерентних волоконно-оптичних лініях зв'язку. Вперше отримано математичні моделі побудови оптоелектронних інтегральних схем оброблення зображень, які дають змогу визначити рівні оптичних сигналів під час паралельного передавання зображень. Розроблено та досліджено прилад паралельного передавання зображень для цифрового оптоелектронного процесу позрізового оброблення зображень і процесора попарного сортування даних.

  Скачати повний текст