Анотація до роботи:

Кобасяр М.І. Метод швидкого обчислення вагового перетворення Радона в задачі погодження при різноракурсній реєстрації об’єктів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. - Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.

Дисертація присвячена розробці методу швидкого обчислення вагового перетворення Радона (ПР), що використовує властивості центральної, поворотної або поворотно-дзеркальної симетрії системної матриці. ПР використано для задачі погодження об’єктів однієї сцени із великою кількістю відрізків ліній. Удосконалено методи детектування відрізків ліній за рахунок усунення викидів в області параметрів (ОП), яка визначається за допомогою запропонованої енергетичної форми ПР. Швидкодію методів детектування відрізків ліній підвищено за допомогою зменшення сумарної кількості операцій на основі поділу зображення на сегменти та часткової оцінки ОП при її повторному обчисленні. Запропоновано логарифмічно-енергетичної форму ПР для формування вектора ознак у новому ітераційному методі погодження при різноракурсній реєстрації об’єктів однієї сцени. Результати числових експериментів з використанням запропонованого методу швидкого обчислення ПР та його форм, методу кількісного аналізу зображень металів, методів детектування відрізків ліній та погодження об’єктів однієї сцени показали ефективність запропонованих підходів та внесених змін в існуючі.

У роботі розв’язано наукову задачу розробки методу швидкого обчислення вагового перетворення Радона для погодження різноракурсних зображень об’єктів. Зокрема отримано такі результати:

1. Проведено огляд методів погодження при різноракурсній реєстрації зображень об’єктів та методів детектування відрізків ліній, здійснено їх порівняльний аналіз та класифікацію. Показано, що існуючі методи, в основі роботи яких покладено використання перетворення Радона, дозволяють детектувати ознаки (відрізки ліній) і формувати вектори ознак, проте вони є порівняно повільними і орієнтовані на погодження простих об’єктів. Тому слід усунути їх основний недолік – великі обчислювальні затрати.

2. Запропоновано метод швидкого обчислення перетворення Радона, що базується на використанні властивостей симетрії системної матриці. Це дозволило обчислювати і зберігати лише восьму частину елементів, на основі яких визначається повна системна матриця. Використання вагового підходу дало можливість збільшити відношення сигнал-шум дискретизації елементів із 5.5 дБ до 60 дБ порівняно із неваговим підходом. Швидкість обчислення перетворення Радона за рахунок використання властивостей симетрії підвищено в 2.4-3.6 разів при одновимірній інтерполяції координат та у 2.8-5.7 разів при двовимірній інтерполяції координат. При цьому швидкодію алгоритмів детектування відрізків ліній збільшено в 1.5-3 рази.

3. На основі поділу зображення на сегменти та часткової оцінки області параметрів запропоновано метод зменшення часу детектування відрізків ліній до 8.2% порівняно із класичними підходами.

4. Проведений аналіз і дослідження вибіркових властивостей дозволив зменшити розміри системної матриці на 10% і відповідно підвищити ефективність алгоритму детектування відрізків ліній на 5%.

5. Запропоновано та обгрунтовано енергетичну форму перетворення Радона, яка дозволяє мінімізувати вплив викидів на результат детектування відрізків ліній на зображенні, підвищити його якісну та часову ефективність в порівнянні із перетвореннями Радона і Хафа.

6. Використання вагового перетворення Радона для кількісного металографічного аналізу поверхні металів дало змогу вперше запропоновувати новий метод автоматизованої оцінки змін стрічковості карбідів на заміну існуючим операторним методам.

7. Запропоновано ітераційний метод погодження при різноракурсній реєстрації зображень об’єктів. Показано, що вектор ознак, побудований на основі запропонованої логарифмічно-енергетичної форми перетворення Радона на відміну від існуючих аналогів, дозволяє проводити точне визначення кута повороту між двома зображеннями, що складаються із великої кількості ознак.

8. Для реалізації класичних і вагових перетворень Радона та Хафа, енергетичної та логарифмічно-енергетичної форм перетворення Радона розроблено алгоритми і програмне забезпечення, які знайшли застосування при реконструкції зображень за їх проекціями, погодженні зображень об’єктів, детектуванні зерен карбідів із встановленням їх стрічковості.

Публікації автора:

1. Бєляєв В.П., Кобасяр М.І., Русин Б.П. Використання властивостей симетрії схеми зйому під час реконструкції зображень за їх проекціями // Відбір і обробка інформації. – 1999. – Вип. 13(89). – С.143-148.

2. Кобасяр М.І., Русин Б.П. Дослідження впливу параметрів схеми зйому проекційних даних на якість реконструкції зображень // Вісник Національного університету "Львівська політехніка": "Радіоелектроніка та телекомунікації".– 2000.– №399 .– С.143-149.

3. Кобасяр М.І., Русин Б. П. Детектування кривих з бінарних зображень за допомогою перетворення Радона // Вісник Національного університету "Львівська політехніка" "Радіоелектроніка та телекомунікації". – 2001. - №428.– С.6-9.

4. Студент О.З., Русин Б.П., Кисіль Б.В., Кобасяр М.І., Стахів Т.П., Марков А.Д. Кількісний аналіз структурних змін у сталі внаслідок високотемпературної витримки у водні // Фізико-хімічна механіка матеріалів.– 2003.– Т. 39, №1.– С.22-28.

5. Кобасяр М.І. Енергетичний підхід до визначення перетворення Радона // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2006. – №4/3(22).– С.30-33.

6. Belyaev V., Kobasyar M., Rusyn B. The use of symmetry properties in realization of Radon transformations / Proc. of Intern. Conf. on Modern Problems of Telecommunications, Computer Science and Engineers Training. – Lviv, 2000.– P.134-135.

7. Кобасяр М.І. Швидка реалізація перетворення Радона / Матеріали XV-ї Відкритої наук.-техн. конф. молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В.Карпенка НАН України. – Львів,2000.– С.112-113.

8. Кобасяр М.І., Русин Б.П. Вплив схеми зйому проекційних даних на якість реконструкції зображень / Матеріали 6-ї міжнар. конф. "Теорія і техніка передачі, прийому і обробки інформації". – Харків, 2000.– С.300-302.

9. Кобасяр М.І. Виявлення лінійних сегментів за допомогою перетворення Радона / Матеріали XVI відкритої наук.-техн. конф. молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В.Карпенка НАН України, КМН 2001. – Львів, 2001.– С. 195-196.

10. Kobasyar M., Rusyn B. The Radon transform application for accurate and efficient curve detection / Intern. Conf. on Signals and Electronic Systems, ICSES'2001.– Lodz, Poland, 2001. – P.117-120.

11. Kobasyar M., Rusyn B. The Radon transform application for accurate and efficient curve / Proc. of Intern. Conf. on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, TCSET’2004. – Lviv, 2004. - P.223-224.

12. Кобасяр М.І. Порівняння методів дискретного перетворення Радона / Матеріали відкритої наук.-техн. конф. молодих науковців і спеціалістів Фізико-механічного інституту ім. Г.В.Карпенка НАН України “Проблеми корозійно-механічного руйнування, інженерія поверхні, діагностичні системи”. – Львів, 2005.– C.359-362.

13. Kobasyar M., Kozhan V., Rusyn B. Methods of the metal surface reconstruction from images / Proc. of Intern. Conf. on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, TCSET’2006. – Lviv, 2006.– P.297-300.