logo

Tasvirlarda raqamli ishlov berish algoritmi

Yuklangan vaqt:

08.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

2175.3232421875 KB
MAVZU:  Tasvirlarda raqamli ishlov berish algoritmi
                               
                                         REJA:
1. Raqamli tasvirlarni hosil qilish haqida qisqacha 
tushuncha                                                       
2. Tasvirlarga o’zgartrishlar kiritish haqida
3. Stataik va Dinamik raqamli tasvirlar haqida 
qisqacha tushuncha
4. Tasvirni yuqori sifatga o’tkazish
5. Xulosa TASVIRLARGA RAQAMLI ISHLOV BERISH ELEMENTLARI
1.1. Raqamli tasvirlarni hosil qilish shakli va usullari
Analog ikki o’lchovli signalni vaqt bo’yicha diskretlash va daraja bo’yicha kvantlash
natijasida raqamli tasvir (RT) paydo bo’ladi. RTning eng kichik elementi piksel 
(pixel) deb ataladi. RT umumiy holda   N   ta qator va   M   ta ustundan iborat to’g’ri 
burchakli jadval ko’rinishida beriladi, bunda har bir element piksel bo’ladi. Bu 
jadvalni   NxM   elementlardan iborat matrisa ko’rinishida ham yozish mumkin.
Tasvirlarni tanib olish masalalarida bitta RT turli usullarda keltirilishi mumkin, ya’ni
dekart yoki qutbli koordinata sistemalarida.
1-rasmda RTni ikki xil usulda dekart koordinata sistemasida tasvirlash ko’rsatilgan.
Chap koordinat sistema O’ng koordinat sistema
1-rasm. Dekart koordinat sistemasida RTni ikki xil usulda tasvirlash.
Chap koordinat sistema   X   o’qini chapdan o’ngga yo’nalishiga mos keladi. O’ng 
koordinat sistema   Y   o’qini pastdan yuqoriga yo’nalishiga mos keladi. Shu sababli  RTni ifodalovchi matrisaning pastki chap tomonida (1,1) koordinatli piksel 
joylashadi, yuqori o’ng tomonda esa   (N,M)   koordinatli piksel joylashadi.
O’ng koordinat sistemada RT piksellarini tartibli hisobi unga mos matrisaning 
yuqori chap burchagidan boshlanib o’ng pastki burchakda tamomlanadi. 
Koordinatlarning bunday ifodalanishi umum qabul qilingan ikki o’lchovli chap 
dekart sistemaga mos kelmasada, u RT   XY   tekislikda aks ettirishda ko’p 
qo’llaniladi.   (x
1 ,y
1 )   va   (x
2 ,y
2 )   koordinatali ikki piksel orasidagi   d   masofa quyidagicha 
aniqlanadi:
. (1)
Bizga 8x8 piksel o’lchovli tasvirni aniqlovchi 8-tartibli matrisa berilgan.
, (2)
Bu tasvirni dekart koordinat sistemasidagi grafik ko’rinishi 2-rasmda ko’rsatilgan. 
Bu yerda   a   xarfi bilan (2) tasvirning chap koordinat sistemasidagi ko’rinishi,   b   xarfi 
bilan uning o’ng koordinat sistemadagi ko’rinishi belgilangan.
2-rasm. (2)- matrisani raqamli tasviri. (2) matrisa uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida ham grafik ko’rinishda 
keltirilishi mumkin. Bu holda matrisaning elementlari   XY   tekislikda joylashadi. Bu 
elementlarning qiymatlari   Z   o’qi bo’yicha qo’yiladi. Bunday tasavvurning natijasi 
3-rasmda ko’rsatilgan.
3-rasm. (2) matrisani 3D tasvir shaklida ifodalanishi.
3-rasmda   a   xarf bilan (2) tasvir chap uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida 
belgilangan,   b   xarf bilan esa o’ng uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida 
belgilangan.
[4] terminologiyasi bo’yicha 3D ko’rinishida keltirilgan tasvirlar “0” sinf raqamli 
tasvirlarga kiradi. «0 sinfini» tasvirlarni aniqlashda umum qabul qilingan sinf 
tushunchasi bilan adashtirmaslik uchun uni usul degan tushuncha bilan 
almashtiramiz. [4] da raqamli tasvirlarni ta’riflash va ifodalash uchun beshta usul 
kiritilgan, ulardan 1-4 usullar tasvirlarni 2D shaklda ifodalashga mo’ljallangan. 
Oxirgi usul o’zining alohida nuqtalari yoki lokal sohalari bilan keltirilgan yarimtonli 
binar, konturli va tasvirlarga bo’lingan.
Aynan bir tasvirni (yuzning qismi) 3D va 2D shakllarda ifodalanishi 4-rasmda 
keltirilgan. 2D shakl yarim tonli va kontur tasvirda hamda yuzning lokal qismlari 
tasvirida ifodalangan. Har qaysi tasvirda uning ifodalanish usuli ko’rsatilgan ([3] 
bo’yicha tasvir tegishli bo’lgan sinf).
[4] da kiritilgan sinflash tufayli tasvirlarga ishlov berish sistemasining kirish va 
chiqishdagi tasvirlar orasidagi munosabatlarni ta’riflash mumkin. Misol uchun 3D 
tasvirni   XY   tekislikka vertikal proyeksiyasi 2D shakldagi tasvirni olish imkoniyatini  beradi, oxirida bo’sag’aning turli qiymatlarida kesiklari yarimtonli 2D tasvirni binar
ko’rinishga o’tkazadi. O’z navbatida binar tasvir qandaydir konturlash prosedurasi 
yordamida osonlikcha konturga o’tkaziladi va x.k. RTning bunday shakl 
o’zgartirilishi timsollarni aniqlash masalalarida tasvirlardan belgilarni ajratib 
olishda tez-tez qo’llanib turiladi.
4-rasm. Bir tasvirni besh xil usulda ko’rsatish.
Raqamli tasvirlarni grafik ifodalash uchun boshqa koordinat sistemalarni 
(nodekart) tashlash, yechilayotgan masalaning bevosita qo’llanish sohasi va undan
kelib chiqadigan xususiyatlari asosida aniqlanadi. Masalan, timsollarni aniqlashda 
keng foydalaniladigan Furye-Mellin o’zgartirishida RT spektori dekart koordinat 
sistemasidan to’g’ri burchakli qutb koordinat sistemasiga o’tkaziladi. Bu oddiy 
qutb koordinat sistemasini yoyilmasi hisoblanadi. RTning bunday ifodalanishining 
xususiyatlari 5-rasmda ko’rsatilgan.
Bir sistemadan boshqa sistemaga o’tkazilayotganda piksellarning koordinatalari 
quyidagi munosabatlar bo’yicha hisoblanadi.
. (3)
RT maydonida koordinatalarni joylashtirish usuli qutb radiusini qanday usulda 
diskretlashga (tekis va notekis) bog’liq. Bu ikki usul ham RTga ishlov berish 
tajribasida keng qo’llaniladi (6-rasm). 6-rasm. Raqamli tasvirlarda polyar koordinatni joylashtirish usullari.   Tasvirlarga 
ishlov berish algoritmlarida foydalaniladigan belgilar sistemasi
Qandaydir RT piksellarning   NxM   o’lchovli matrisa ko’rinishida yozilgan. U holda 
bu tasvirning har bir pikselini quyidagi ko’rinishda yozamiz
, (4)
bu yerda     i   .
Barcha tasvirlarni     yoki   (   N=M   hol uchun) ko’rinishda yozish mumkin. 
Bunda matrisani belgilashdagi quyi indeks (ifoda) doim uning tartibini belgilaydi 
(yoki     hol uchun o’lchov).
RT ifodalovchi har bir matrisaga transponirlash, aylantirish, kompleks qo’shish, 
darajaga ko’tarish va x.k. operasiyalarni qo’llash mumkin. Ularni bu operasiyalar 
uchun qabul qilingan belgilashlar ko’rinishida yozish mumkin. Masalan:
. (5) N   tartibli nol va birlik matrisalarni belgilash uchun quyidagi belgilashlardan 
foydalaniladi:
  va   , qachonki     va   . (6)
Quyida tahlil qilinadigan RT ga ishlov berish va aniqlash proseduralarida 
matrisalarni oddiy (dekart) ko’paytirishdan tashqari yana ikki tipdagi 
ko’paytirishdan foydalaniladi: to’g’ri va nuqtaviy.
  va     matrisalar uchun to’g’ri (kronekerov) ko’paytirish quyidagicha 
yoziladi:
, (7)
bu yerda   matrisa   tartibga ega.
Matrisalarni to’g’ri ko’paytmasi o’ng va chap bo’lishi mumkin. Ikki matrisaning 
o’ng ko’paytmasida natija bloklar orqali shunday shakllanadiki, chap matrisaning 
har bir elementi o’rniga shu elementni o’ng matrisaning barcha elementlariga 
ko’paytmasining natijasi yoziladi.     - natijaviy matrisa quyidagi shaklga ega 
bo’ladi.
. (8)
  va     matrisalarning nuqtaviy ko’paytmasi quyidagicha yoziladi
, (9)
Bunda   N   tartibli     matrisa quyidagicha aniqlanadi: . (10)
, (13)
bu odatda tasvirlarni sifatini yaxshilashda foydalaniladi.
(11)-(13) operasiyalarni amalga oshirishda piksellarning qiymatini (yorqinligini) 
kuzatib turish kerak, uning qiymatlari berilgan oraliqda bo’lishi kerak. Misol uchun
yarimton tasvirlar uchun bu oraliq 1 dan 255 gacha.
8-rasm. Tasodifiy tanlangan koordinata juftliklari yordamida olingan kontur.
Keltirilgan barcha koordinatalarni   N   ta kompleks sonlardan tashkil topgan   X   vektor
ko’rinishda yozamiz:
. (15) 9-rasm. Polyar koordinat yordamida kontur obrazini yoyish:
Statik va dinamik raqamli tasvirlarning sifatini tiklash algoritmlari
2.1.1. Statik va dinamik raqamli tasvirlar
Statik raqamli tasvir biror tasvirga oluvchi qurilma (fotokamera, skaner) 
yordamida olingan raqamli tasvir deyiladi (10-rasm). Ular *.bmp, *.jpg, *.pcx, *.tif 
kabi formatlarda saqlanadi. Bir necha statik tasvirlarni biror dastur orqali ketma-
ket yoki takroriy tasvirlangan tasvirlar majmuasi dinamik tasvir deyiladi. Dinamik 
tasvirlar *.gif, *.avi, *.mov, *.mpg, kabi formatlarda saqlanadi. Dinamik tasvirlarga
animatsiyalar, video tasvirlarni misol qilib aytish mumkin (11-rasm). Statik tasvir 
video tasvir kadridan ham olinishi mumkin.
10-rasm. Statik tasvirlar 11-rasm. Dinamik tasvirlar
Dinamik tasvirlarni qayta ishlashda barcha statik tasvirlarida bir xil qayta ishlash 
algiritmlari qollaniladi. Shuning uchun tasvirlar sifatini tiklash usullari va 
algoritmlarini statik raqamli tasvirlar uchun qarash yetarli bo’ladi.
Chiziqli tiniqlashtirish usuli ham tasvirlar sifatini oshirish masalalarida ko’p 
qo’llaniladi. Uning ko’rinishi quyidagicha:
.
Bu yerda   va   - tasvirdagi eng kichik va eng katta rang 
qiymatlari,   -   (x, y)   koordinatadagi rang qiymati.
Shuningdek, tasvir gistogrammalari tahlili asosida ham tasvir tiniqligini oshirish 
mumkin. U quyidagi formula asosida amalga oshiriladi:
  (23)
bu yerda   H
i   – tasvirdagi   i   rangdagi piksellar soni (0≤ i ≤255),
G(x,y)   –   (x,y)   koordinatada joylashgan pikselning rang qiymati,
r   - normallashtiruvchi parametr.
Operatorlar tasvir kontrasti yoki ravshanligini korreksiyalovchi bo’lsa, u holda I ( x,y )= q*f ( x,y ) +C
yoki
I ( x,y ) =f ( x,y ) +C
almashtirishlar bajariladi, bu yerda   q, S   – konstantlar.
Tasvirda halaqitlarni bartaraf etishda qo’llaniladigan filtrlar ikki sinfga ajratiladi: 
quyi chastotali va yuqori chastotali fazoviy filtrlar. Sochma dog’lar, g’alayonlar 
spektri uchun quyi chastotali filtrlar qo’llanilib, keyin obyektda chenaralarni 
belgilash yoki ajratib olishda yuqori chastotali filtrlar qo’llaniladi. 
Raqamli tasvir texnologiyasi ushbu to'rtta muammo orqali qanday qilib 
buziladi:
Qiymati - Raqamli prokatlash yoki dastlabki bosib chiqarish qiymati 
an'anaviy tekshiruvdan ancha past bo'lib, qisqa bo'yli va yagona rangli 
tasvirlarni qabul qilinadigan chegaralar doirasida narxlanadi.
Rang - Ko'pgina loyihalar uchun an'anaviy tekshirish juda qimmat va 
raqamli tasvirlar qimmat o'lchash bosqichlarini bartaraf etadigan ranglarni 
qayta ishlash jarayonidir.
Olchamlari - Raqamli tasvir texnologiyasi aslida har qanday tasvir hajmini 
boshqarishi mumkin.   Mavjud chiqish qurilmalari bir necha dyuymdan 60 
futdan oshiq bo'lishi mumkin.   Kattaroq tasvirlar uchun siz parcha-parcha 
yondashuvni qo'llashingiz mumkin.
Bosib chiqarish jarayoni - Raqamli tasvirni qayta ishlash - tasvirni tezda 
ishlashi va o'zgartirishi mumkin bo'lgan, avtomatik ravishda raqamli tasvir 
texnologiyasidan foydalangan holda, tasvirni faqat matnli ma'lumotlarni 
tezda o'zgartirishi mumkin .               Foydalanilgan Adabiyotlar 
 Келли   Мэрдок   Autodesk 3ds	 Max	 2013.	  Библия	 пользователя	 = Autodesk	 
3ds	
 Max	 2013	 Bible.   —   M.:   «Диалектика» ,	 2013.   —	 816   с.
 Келли Мэрдок.   3ds	
 Max	 2012.	 Библия	 пользователя	 = 3ds	 Max	 2012	 
Bible.   —   M.:   «Диалектика» ,	
 2012.   —	 1312   с.
 Стефани	
 Рис.	 Анимация	 персонажей	 в 3D	 Studio	 MAX,	 оригинал	 
Анимация	
 персонажей	 в 3D	 Studio	 MAX.	 Издательство	 BOOKS,	 2009.	 
—	
 450	 стр.
 Shamms
 Mortier,	 Autodesk	 3ds	 Max	 9.	 3d	 Studio	 Max	 9:—	 M.   :	 Nashriyot	 
uyi	
 "Dialectics",	 2007.	 —	 384	 p.   Il.   ISBN 	      978-5-8459-1215-2 	 
 Кулагин Б. Ю, Яцюк О. Г.   3ds	
 Max	 в дизайне	 среды.   —	 1-е	 издание.   —	 
C.:   «БХВ-Петербург» ,	
 2008.   —	 С.   976.
 Сазанов	
 Е.А.	 Архитектурная	 визуализация	 в программе	 Autodesk	 3ds	 
Max	
 2015.	 Омск,	 2016.	 —   ISBN 	      978-5-93204-887-0 	  .
 Швембергер С., Щербаков И., Горончаровский В.   3ds	
 Max:	 
художественное	
 моделирование	 и специальные	 эффекты.   —	 C.:   «БХВ-
Петербург» ,	
 2006.   —	 С.   320.
↑

MAVZU: Tasvirlarda raqamli ishlov berish algoritmi REJA: 1. Raqamli tasvirlarni hosil qilish haqida qisqacha tushuncha 2. Tasvirlarga o’zgartrishlar kiritish haqida 3. Stataik va Dinamik raqamli tasvirlar haqida qisqacha tushuncha 4. Tasvirni yuqori sifatga o’tkazish 5. Xulosa

TASVIRLARGA RAQAMLI ISHLOV BERISH ELEMENTLARI 1.1. Raqamli tasvirlarni hosil qilish shakli va usullari Analog ikki o’lchovli signalni vaqt bo’yicha diskretlash va daraja bo’yicha kvantlash natijasida raqamli tasvir (RT) paydo bo’ladi. RTning eng kichik elementi piksel (pixel) deb ataladi. RT umumiy holda   N   ta qator va   M   ta ustundan iborat to’g’ri burchakli jadval ko’rinishida beriladi, bunda har bir element piksel bo’ladi. Bu jadvalni   NxM   elementlardan iborat matrisa ko’rinishida ham yozish mumkin. Tasvirlarni tanib olish masalalarida bitta RT turli usullarda keltirilishi mumkin, ya’ni dekart yoki qutbli koordinata sistemalarida. 1-rasmda RTni ikki xil usulda dekart koordinata sistemasida tasvirlash ko’rsatilgan. Chap koordinat sistema O’ng koordinat sistema 1-rasm. Dekart koordinat sistemasida RTni ikki xil usulda tasvirlash. Chap koordinat sistema   X   o’qini chapdan o’ngga yo’nalishiga mos keladi. O’ng koordinat sistema   Y   o’qini pastdan yuqoriga yo’nalishiga mos keladi. Shu sababli

RTni ifodalovchi matrisaning pastki chap tomonida (1,1) koordinatli piksel joylashadi, yuqori o’ng tomonda esa   (N,M)   koordinatli piksel joylashadi. O’ng koordinat sistemada RT piksellarini tartibli hisobi unga mos matrisaning yuqori chap burchagidan boshlanib o’ng pastki burchakda tamomlanadi. Koordinatlarning bunday ifodalanishi umum qabul qilingan ikki o’lchovli chap dekart sistemaga mos kelmasada, u RT   XY   tekislikda aks ettirishda ko’p qo’llaniladi.   (x 1 ,y 1 )   va   (x 2 ,y 2 )   koordinatali ikki piksel orasidagi   d   masofa quyidagicha aniqlanadi: . (1) Bizga 8x8 piksel o’lchovli tasvirni aniqlovchi 8-tartibli matrisa berilgan. , (2) Bu tasvirni dekart koordinat sistemasidagi grafik ko’rinishi 2-rasmda ko’rsatilgan. Bu yerda   a   xarfi bilan (2) tasvirning chap koordinat sistemasidagi ko’rinishi,   b   xarfi bilan uning o’ng koordinat sistemadagi ko’rinishi belgilangan. 2-rasm. (2)- matrisani raqamli tasviri.

(2) matrisa uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida ham grafik ko’rinishda keltirilishi mumkin. Bu holda matrisaning elementlari   XY   tekislikda joylashadi. Bu elementlarning qiymatlari   Z   o’qi bo’yicha qo’yiladi. Bunday tasavvurning natijasi 3-rasmda ko’rsatilgan. 3-rasm. (2) matrisani 3D tasvir shaklida ifodalanishi. 3-rasmda   a   xarf bilan (2) tasvir chap uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida belgilangan,   b   xarf bilan esa o’ng uch o’lchovli dekart koordinat sistemasida belgilangan. [4] terminologiyasi bo’yicha 3D ko’rinishida keltirilgan tasvirlar “0” sinf raqamli tasvirlarga kiradi. «0 sinfini» tasvirlarni aniqlashda umum qabul qilingan sinf tushunchasi bilan adashtirmaslik uchun uni usul degan tushuncha bilan almashtiramiz. [4] da raqamli tasvirlarni ta’riflash va ifodalash uchun beshta usul kiritilgan, ulardan 1-4 usullar tasvirlarni 2D shaklda ifodalashga mo’ljallangan. Oxirgi usul o’zining alohida nuqtalari yoki lokal sohalari bilan keltirilgan yarimtonli binar, konturli va tasvirlarga bo’lingan. Aynan bir tasvirni (yuzning qismi) 3D va 2D shakllarda ifodalanishi 4-rasmda keltirilgan. 2D shakl yarim tonli va kontur tasvirda hamda yuzning lokal qismlari tasvirida ifodalangan. Har qaysi tasvirda uning ifodalanish usuli ko’rsatilgan ([3] bo’yicha tasvir tegishli bo’lgan sinf). [4] da kiritilgan sinflash tufayli tasvirlarga ishlov berish sistemasining kirish va chiqishdagi tasvirlar orasidagi munosabatlarni ta’riflash mumkin. Misol uchun 3D tasvirni   XY   tekislikka vertikal proyeksiyasi 2D shakldagi tasvirni olish imkoniyatini

beradi, oxirida bo’sag’aning turli qiymatlarida kesiklari yarimtonli 2D tasvirni binar ko’rinishga o’tkazadi. O’z navbatida binar tasvir qandaydir konturlash prosedurasi yordamida osonlikcha konturga o’tkaziladi va x.k. RTning bunday shakl o’zgartirilishi timsollarni aniqlash masalalarida tasvirlardan belgilarni ajratib olishda tez-tez qo’llanib turiladi. 4-rasm. Bir tasvirni besh xil usulda ko’rsatish. Raqamli tasvirlarni grafik ifodalash uchun boshqa koordinat sistemalarni (nodekart) tashlash, yechilayotgan masalaning bevosita qo’llanish sohasi va undan kelib chiqadigan xususiyatlari asosida aniqlanadi. Masalan, timsollarni aniqlashda keng foydalaniladigan Furye-Mellin o’zgartirishida RT spektori dekart koordinat sistemasidan to’g’ri burchakli qutb koordinat sistemasiga o’tkaziladi. Bu oddiy qutb koordinat sistemasini yoyilmasi hisoblanadi. RTning bunday ifodalanishining xususiyatlari 5-rasmda ko’rsatilgan. Bir sistemadan boshqa sistemaga o’tkazilayotganda piksellarning koordinatalari quyidagi munosabatlar bo’yicha hisoblanadi. . (3) RT maydonida koordinatalarni joylashtirish usuli qutb radiusini qanday usulda diskretlashga (tekis va notekis) bog’liq. Bu ikki usul ham RTga ishlov berish tajribasida keng qo’llaniladi (6-rasm).