Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі
Розглянуто основні особливості побудови інтелектуалізованих сервісів обміну інфрачервоними зображеннями (ІЧЗ). А саме – можливість отримання інформаційних мета-відомостей. Серед такої інформації може бути: клас та стан об’єктів інтересу, ідентифікація фрагментів зображення за рівнем їх інформативно...
Saved in:
| Main Authors: | , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2025-03-01
|
| Series: | Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327433 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1850158603152916480 |
|---|---|
| author | V. V. Barannik A. A. Berchanov V. V. Barannik O. M. Shaigas P. D. Pertsev O. V. Vovk Y. M. Babenko R. O. Prokopenko V. P. Yroshenko |
| author_facet | V. V. Barannik A. A. Berchanov V. V. Barannik O. M. Shaigas P. D. Pertsev O. V. Vovk Y. M. Babenko R. O. Prokopenko V. P. Yroshenko |
| author_sort | V. V. Barannik |
| collection | DOAJ |
| description |
Розглянуто основні особливості побудови інтелектуалізованих сервісів обміну інфрачервоними зображеннями (ІЧЗ). А саме – можливість отримання інформаційних мета-відомостей. Серед такої інформації може бути: клас та стан об’єктів інтересу, ідентифікація фрагментів зображення за рівнем їх інформативності. Використання мета-відомостей, як результату інтелектуалізації, можливе у широкому колі прикладних задач. Зокрема у таких, які вирішуються із використанням безпілотних бортових комплексів. Одні з таких задач: супровід динамічних об’єктів інтересу, автономне наведення бортових комплексів. У процесі виконання зазначених задач бортовими комплексами можливе прийняття рішень у таких режимах: ручному, автономному, автоматизованому. Однак існують умови, за яких можливий гібридний варіант прийняття рішень. У такому режимі на одних етапах рішення бортовий комплекс може перебувати в автономному стані, а на інших — у автоматизованому. Серед умов, які мають вплив на вибір режиму: наявність інформаційного протиборства, кризові ситуації, використання ройових технологій. Враховуючи режими використання та задачі, які виконують бортові комплекси, зростають вимоги до повноти інформації (збільшення кількості кадрів, обмеження спотворень, підвищення кількості пікселів для опису об’єктів). Наслідком їх дотримання буде збільшення інформаційного навантаження на інфокомунікаційні системи. Отже з’являється суперечність між вимогами до якісних характеристик: оперативність доставки інформації, цілісність ІЧ кадрів. Тому актуальною є науково-прикладна задача, яка стосується підвищення якісних характеристик надання інтелектуалізованих інформаційних сервісів на основі джерел ІЧЗ в прикладних задачах з використанням бортових комплексів. У результаті аналізу сучасних технологій для вирішення наведеної задачі, таких як PNG та JPEG 2000, були виявлені такі недоліки: висока обчислювальна складність, внесення суттєвих спотворень до семантики, низька ефективність у сегментах із високою кількістю неоднорідних об’єктів. Отже обґрунтована мета досліджень статті: розробка методу групового кодування даних у спектрально-хвильовому просторі. У статті описані етапи розробки методу, які починаються із декомпозиції ІЧЗ на ієрархічну структуру сегментів та мінісегментів. Це дозволяє локалізувати однорідні області зображення. До утворених сегментів у подальшому застосовується перетворення у спектральний домен та спектрально-групове кодування, що дозволяє зменшити бітовий об’єм. Була проведена експериментальна оцінка розробленого методу на базі набору зображень Open Turbulent Image Set (OTIS), який включає PNG зображення із різним рівнем інформативності. Бітовий об’єм зображень вдалося зменшити у середньому на 37%. Крім цього було проведено порівняльний аналіз кодування 16-бітних зображень із існуючим методом кодування, який застосовується в сучасному форматі JPEG 2000. Було показано, що розроблений метод має перевагу у коефіцієнті стиснення на 25% при однакових значеннях пікового співвідношення сигналу до шуму (peak signal-to-noise ratio, PSNR).
|
| format | Article |
| id | doaj-art-1ae268a72e5b416ca5d9033bc0e65b85 |
| institution | OA Journals |
| issn | 2310-0397 2310-0389 |
| language | English |
| publishDate | 2025-03-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ |
| spelling | doaj-art-1ae268a72e5b416ca5d9033bc0e65b852025-08-20T02:23:49ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteVìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ2310-03972310-03892025-03-019910.20535/RADAP.2025.99.24-34Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторіV. V. Barannik0A. A. Berchanov1V. V. Barannik2O. M. Shaigas3P. D. Pertsev4O. V. Vovk5Y. M. Babenko6R. O. Prokopenko7V. P. Yroshenko8Хapкiвський національний університет імені В. Н. Каразіна, м. ХарківХapкiвський національний університет імені В. Н. Каразіна, м. ХарківХаркiвський національний університет радіоелектроніки, м. ХарківХapкiвський національний університет Повітряних Сил імені І. Кожедуба, м. ХарківХаркiвський національний університет радіоелектроніки, м. ХарківХapкiвський національний університет Повітряних Сил імені І. Кожедуба, м. ХарківКиївський національний університет імені Тараса Шевченка, м. КиївХаркiвський національний університет радіоелектроніки, м. ХарківХapкiвський національний університет Повітряних Сил імені І. Кожедуба, м. Харків Розглянуто основні особливості побудови інтелектуалізованих сервісів обміну інфрачервоними зображеннями (ІЧЗ). А саме – можливість отримання інформаційних мета-відомостей. Серед такої інформації може бути: клас та стан об’єктів інтересу, ідентифікація фрагментів зображення за рівнем їх інформативності. Використання мета-відомостей, як результату інтелектуалізації, можливе у широкому колі прикладних задач. Зокрема у таких, які вирішуються із використанням безпілотних бортових комплексів. Одні з таких задач: супровід динамічних об’єктів інтересу, автономне наведення бортових комплексів. У процесі виконання зазначених задач бортовими комплексами можливе прийняття рішень у таких режимах: ручному, автономному, автоматизованому. Однак існують умови, за яких можливий гібридний варіант прийняття рішень. У такому режимі на одних етапах рішення бортовий комплекс може перебувати в автономному стані, а на інших — у автоматизованому. Серед умов, які мають вплив на вибір режиму: наявність інформаційного протиборства, кризові ситуації, використання ройових технологій. Враховуючи режими використання та задачі, які виконують бортові комплекси, зростають вимоги до повноти інформації (збільшення кількості кадрів, обмеження спотворень, підвищення кількості пікселів для опису об’єктів). Наслідком їх дотримання буде збільшення інформаційного навантаження на інфокомунікаційні системи. Отже з’являється суперечність між вимогами до якісних характеристик: оперативність доставки інформації, цілісність ІЧ кадрів. Тому актуальною є науково-прикладна задача, яка стосується підвищення якісних характеристик надання інтелектуалізованих інформаційних сервісів на основі джерел ІЧЗ в прикладних задачах з використанням бортових комплексів. У результаті аналізу сучасних технологій для вирішення наведеної задачі, таких як PNG та JPEG 2000, були виявлені такі недоліки: висока обчислювальна складність, внесення суттєвих спотворень до семантики, низька ефективність у сегментах із високою кількістю неоднорідних об’єктів. Отже обґрунтована мета досліджень статті: розробка методу групового кодування даних у спектрально-хвильовому просторі. У статті описані етапи розробки методу, які починаються із декомпозиції ІЧЗ на ієрархічну структуру сегментів та мінісегментів. Це дозволяє локалізувати однорідні області зображення. До утворених сегментів у подальшому застосовується перетворення у спектральний домен та спектрально-групове кодування, що дозволяє зменшити бітовий об’єм. Була проведена експериментальна оцінка розробленого методу на базі набору зображень Open Turbulent Image Set (OTIS), який включає PNG зображення із різним рівнем інформативності. Бітовий об’єм зображень вдалося зменшити у середньому на 37%. Крім цього було проведено порівняльний аналіз кодування 16-бітних зображень із існуючим методом кодування, який застосовується в сучасному форматі JPEG 2000. Було показано, що розроблений метод має перевагу у коефіцієнті стиснення на 25% при однакових значеннях пікового співвідношення сигналу до шуму (peak signal-to-noise ratio, PSNR). http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327433оперативність доставки інфрачервоних зображеньспектрально-хвильовий домензменшення бітового об’ємуспектрально-групове кодуваннясемантична цілісність кадрівсегментація кадрів |
| spellingShingle | V. V. Barannik A. A. Berchanov V. V. Barannik O. M. Shaigas P. D. Pertsev O. V. Vovk Y. M. Babenko R. O. Prokopenko V. P. Yroshenko Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі Vìsnik Nacìonalʹnogo Tehnìčnogo Unìversitetu Ukraïni Kììvsʹkij Polìtehnìčnij Ìnstitut: Serìâ Radìotehnìka, Radìoaparatobuduvannâ оперативність доставки інфрачервоних зображень спектрально-хвильовий домен зменшення бітового об’єму спектрально-групове кодування семантична цілісність кадрів сегментація кадрів |
| title | Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі |
| title_full | Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі |
| title_fullStr | Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі |
| title_full_unstemmed | Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі |
| title_short | Метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально-хвильовому просторі |
| title_sort | метод групового кодування інфрачервоних зображень у спектрально хвильовому просторі |
| topic | оперативність доставки інфрачервоних зображень спектрально-хвильовий домен зменшення бітового об’єму спектрально-групове кодування семантична цілісність кадрів сегментація кадрів |
| url | http://doi.radap.kpi.ua/article/view/327433 |
| work_keys_str_mv | AT vvbarannik metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT aaberchanov metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT vvbarannik metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT omshaigas metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT pdpertsev metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT ovvovk metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT ymbabenko metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT roprokopenko metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí AT vpyroshenko metodgrupovogokoduvannâínfračervonihzobraženʹuspektralʹnohvilʹovomuprostorí |