RU2728949C1 - Method of constructing and processing images and system for implementing thereof - Google Patents

Method of constructing and processing images and system for implementing thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2728949C1
RU2728949C1 RU2019124026A RU2019124026A RU2728949C1 RU 2728949 C1 RU2728949 C1 RU 2728949C1 RU 2019124026 A RU2019124026 A RU 2019124026A RU 2019124026 A RU2019124026 A RU 2019124026A RU 2728949 C1 RU2728949 C1 RU 2728949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
unit
scanning
input
square
Prior art date
Application number
RU2019124026A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Али Ихсан Алатар
Анатолий Александрович Михайлов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Priority to RU2019124026A priority Critical patent/RU2728949C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728949C1 publication Critical patent/RU2728949C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

FIELD: data processing.
SUBSTANCE: invention relates to construction and processing of primary RAW image into digital form. Disclosed is a method of constructing and processing images on a plurality of colours in a Bayer arrangement for an optical imaging system using an image sensor having a plurality of elements of an optical system, in form of pixels to form an unprocessed degraded image of object (RAW), wherein each pixel of the image sensor for each part of the image data of the corresponding plurality of colours in the Bayer layout is coated with one of a plurality of colour filters, comprising steps of dividing, RAW image scanning - R - G - B colours, each pixel colour processing, as if it were image data of one colour, stage of recursion of scanning of processed image data, stage of restoration of each pixel of colours for image in Bayer layout.
EFFECT: technical result consists in improvement of quality of procedure for construction and processing of dynamic image.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области построения и обработки первичного RAW изображения в цифровую форму (формат сжатия), полностью адаптированную по всем классам обработки: хранение и преобразование (сжатие с потерями, групповое сжатие, редактирование); анализ (распознавание, фильтрация); синтез (аппроксимация, векторизация), в форматах статичных изображений с потерями, а также любых подвижных изображений, что реализуется в виде базового устройства создания сквозного формата представления и обработки цифровых изображений в любом диапазоне сигналов в зависимости от существующих средств сканирования. Для обоснования технических решений, принятых при решении данных задач, рассмотрим кратко теоретические основы уровня техники для построения и обработки изображения.The invention relates to the field of construction and processing of a primary RAW image in digital form (compression format), fully adapted for all processing classes: storage and conversion (lossy compression, batch compression, editing); analysis (recognition, filtering); synthesis (approximation, vectorization), in the formats of static images with losses, as well as any moving images, which is implemented in the form of a basic device for creating an end-to-end presentation format and processing digital images in any signal range, depending on existing scanning tools. To substantiate the technical solutions adopted in solving these problems, let us briefly consider the theoretical foundations of the prior art for the construction and processing of images.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время при формировании модели изображения широко используют математическую классическую нормальную линейную регрессионную модель Гаусса-Маркова со структурой данных с BLUE-оценками (best linear unbiased estimates) (состоятельные, несмещенные и эффективные оценки) и с аддитивной моделью визуального шума, сопровождающего формирование изображений. Данная модель хорошо описывает действие зернистости фотопленки, флуктуационный шум в радиотехнических системах, шум квантования в аналого-цифровых преобразователях и т.п.. Известно много методов обработки изображений, сводящихся к подавлению шума и значительно улучшающих их качество, но при подавлении шума происходит потеря или искажение данных. Это приводит к потере разрешающей способности1 (1 Разрешающая способность матрицы цифровой фотокамеры - способность устройства передавать мелкие детали изображения детализацию изображения. Разрешающая способность графического изображения определяется количеством пикселей по горизонтали, так и по вертикали на единицу длины (дюйм) изображения. Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch - точек на дюйм), т.е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см) (потере мелких деталей изображения) и ухудшает степень их детальности.Currently, when forming an image model, the mathematical classical Gauss-Markov linear regression model is widely used with a data structure with BLUE estimates (best linear unbiased estimates) (consistent, unbiased and effective estimates) and with an additive model of visual noise accompanying the formation of images. This model describes well the effect of film grain, fluctuation noise in radio engineering systems, quantization noise in analog-to-digital converters, etc. There are many methods of image processing that reduce noise and significantly improve their quality, but when noise suppression occurs, loss or distortion of data. This leads to a loss of resolution 1 ( 1 Resolution of the digital camera matrix - the ability of the device to convey fine details of the image detailing the image. The resolution of a graphic image is determined by the number of pixels horizontally and vertically per unit of length (inch) of the image. The smaller the dot size , the higher the resolution (more raster lines and dots per line) and, accordingly, the higher the image quality. The value of the resolution is usually expressed in dpi (dot per inch - dots per inch), i.e. in the number of dots in a strip of image length one inch (1 inch = 2.54 cm) (loss of fine image details) and degrades their detail.

Алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, требуют формировать способ оптимального сканирования двумерного изображения, поскольку алгоритм есть по определению последовательность некоторых шагов с линейно адресуемой памятью ЭВМ, а также в силу последовательного способа передачи сообщений и организации хранения таких данных в памяти ЭВМ для выполнения преобразований над элементами массивов. Данное требование определяет необходимость решения задачи В.В. Александрова [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985. 102 с.], заключающейся в следующем: для заданного класса изображений найти представления двумерного массива R2 в виде линейно-упорядоченной последовательности элементов R1, учитывающей многомерную связанность элементов топологии многомерного пространства изображения и линейность архитектуры ЭВМ. При этом следует иметь в виду затраты на решение задачи растут экспоненциально с ростом размерности.Algorithms for suppressing noise in images, implemented on computing devices, require the formation of a method for optimal scanning of a two-dimensional image, since the algorithm is, by definition, a sequence of some steps with linearly addressable computer memory, and also due to the sequential method of transmitting messages and organizing the storage of such data in the computer memory for performing transformations on array elements. This requirement determines the need to solve the problem of V.V. Alexandrova [Alexandrov R.V. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985. 102 pp.], Which consists in the following: for a given class of images, find representations of a two-dimensional array R 2 in the form of a linearly ordered sequence of elements R 1 , taking into account the multidimensional connectivity of the elements of the topology of the multidimensional image space and the linearity of the computer architecture. It should be borne in mind that the cost of solving the problem grows exponentially with increasing dimension.

I. Формирование сканирования (развертки). При сканировании изображения информацию обо всех переменных состояния можно представить эквивалентным одномерным временным рядом в m - мерном фазовом пространстве по методу временных задержек по теореме Такенса [Takens F. Detecting Strange At-tractors in Turbulence. - Berlin, Springer, 1981. - P. 366-381]I. Formation of scanning (sweep). When scanning an image, information on all state variables can be represented by an equivalent one-dimensional time series in m-dimensional phase space using the method of time delays according to Takens F. Detecting Strange At-tractors in Turbulence. - Berlin, Springer, 1981. - P. 366-381]

Figure 00000001
Figure 00000001

где m - размерность вложения, τ - временная задержка.where m is the dimension of the embedding, τ is the time delay.

При этом данный временной ряд xi(t), где t=i τ представляет собой совокупность наблюдений {xi}=[x1, x2, …, xN], проведенное через дискретный временной интервал τ. Интервал τ может быть постоянным и требует равномерной шкалы наблюдений. И наоборот, взаимодействия состояний и их количество в фазовой траектории, сохраняющая структуры оригинальной фазовой траектории, восстанавливается из временного ряда, вложенного в псевдофазовое пространство заданной размерности m:In this case, this time series x i (t), where t = i τ is a set of observations {x i } = [x 1, x 2 , ..., x N ], drawn through a discrete time interval τ. The interval τ can be constant and requires a uniform scale of observations. And vice versa, the interactions of states and their number in the phase trajectory, which preserves the structures of the original phase trajectory, is reconstructed from the time series embedded in the pseudophase space of a given dimension m:

Figure 00000002
Figure 00000002

В 1987 г. Экман (Eckmann) и соавторы [Eckmann J. - P., Kamphorst S.O., Ruel-le D. Recurrence Plots of Dynamical Systems//Europhysics Letters. 1987. 5. P. 973-977] предложили способ отображения траектории

Figure 00000003
в m - мерной фазовой траектории состояний системы x(t) длиной N на двумерную квадратную двоичную матрицу размером m×m, в которой единица (черная точка) соответствует повторению состояния при некотором времени i в некоторое другое время j, а обе координатные оси являются осями времени (рекуррентная диаграмма (recurrence plot, RP)) для фиксации информации о рекуррентном поведении системы.In 1987, Eckmann (Eckmann) and co-authors [Eckmann J. - P., Kamphorst SO, Ruel-le D. Recurrence Plots of Dynamical Systems // Europhysics Letters. 1987. 5. P. 973-977] proposed a way to display the trajectory
Figure 00000003
in the m - dimensional phase trajectory of the states of the system x (t) of length N into a two-dimensional square binary matrix of size m × m, in which the unit (black point) corresponds to the repetition of the state at some time i at some other time j, and both coordinate axes are the axes time (recurrence plot, RP) to capture information about the recurrent behavior of the system.

Таким образом, возникает задача выбора вида сканирования двумерного массива в одномерный и задания порядка на множестве элементов одномерного массива данных. Выбор вида сканирования определяется компромиссом между эффективностью сохранения взаимной топологической близости элементов исходного и развернутого пространств, свойство квазинепрерывности и сохранение корреляционных связей между элементами в том и другом пространствах, а также простотою алгоритма сканирования.Thus, the problem arises of choosing the type of scanning of a two-dimensional array in one-dimensional and setting the order on the set of elements of a one-dimensional data array. The choice of the type of scanning is determined by a compromise between the efficiency of maintaining the mutual topological proximity of elements of the original and expanded spaces, the property of quasi-continuity and the preservation of correlations between elements in both spaces, as well as the simplicity of the scanning algorithm.

В настоящее время общепринятым методом двумерного сканирования является построчное (поколонное) сканирование информационного поля, называемое также телевизионным сканированием. В данном сканировании разрываются структурные связи, существующие между блоками исходного изображения. Этот подход основан на отказе от строчного сканирования цифрового изображения и замене ее сканированием более сложного вида. В [Алатар А.И., Михайлов А.А. Алгоритмы сканирования (развертки) информационных систем восстановления динамических изображений//Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. Вып. 10. - С. 399-411] приведены основные типы сканирования простейшее линейное сканирование по строкам (столбцам), а также спиральное сканирование, рекурсивное сканирование (сканирование Гильберта).Currently, the generally accepted method of two-dimensional scanning is line-by-line (columnar) scanning of the information field, also called television scanning. In this scan, the structural links that exist between the blocks of the original image are broken. This approach is based on abandoning line scanning of a digital image and replacing it with scanning a more complex type. In [Alatar A.I., Mikhailov A.A. Algorithms for scanning (scanning) information systems for the restoration of dynamic images // Bulletin of the Tula State University. Technical science. - 2018. Issue. 10. - P. 399-411] shows the basic types of scanning, the simplest linear scanning by rows (columns), as well as spiral scanning, recursive scanning (Hilbert scan).

В эффективном способе упорядочения элементов массива используется алгоритм, который обходит последовательно пиксели, группируя их [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985. 102 с.; Sagan Н. Space-Filling Curves/H. Sagan. - New York: Springer-Verlag. 1994. 208p] и формируя одномерную последовательность, которую удобно хранить и передавать по каналам связи для выделения отдельных объектов (т.к. точки ему принадлежащие, сгруппированы). В настоящее время широко используется строчное сканирование изображения с помощью самоподобных отображений по правилам Кривой Заполняющей Плоскость (КЗП). Отображение изображения через самоподобные квадраты, со стороной размером 3p, где р - степень сходимости, р=0…10 в память процессора выполняется по правилам КЗП или отрезками длиной 9p. Предлагаемое сканирование элементов (пикселей) изображения позволяет (за счет организации памяти и сверх параллельного доступа) в десятки раз увеличить скорость обработки изображения по всем его классам процедур. Такая КЗП, в отличие от других, проработана вплоть до ее аппаратной реализации [Уоррен Г., мл. Алгоритмические трюки для программистов. "Вильямс", Москва, 2004. 288 с. стр. 233]. Однако, такие методы недостаточно эффективны, так как не учитывают характерные особенности изображений как объектов обработки: двумерный характер статистических связей, наличие однородных областей, контуров и т.п. Учет указанной специфики позволяет повысить качество обработки, но приводит к усложнению соответствующих алгоритмов. Причем возможно учесть особенности изображений не на этапе обработки данных, а на этапе их формирования.In an effective way of ordering the elements of an array, an algorithm is used that traverses the pixels sequentially, grouping them [RV Alexandrov. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985.102 p .; Sagan N. Space-Filling Curves / H. Sagan. - New York: Springer-Verlag. 1994. 208p] and forming a one-dimensional sequence, which is convenient to store and transmit via communication channels to select individual objects (since the points belonging to it are grouped). Currently, line scanning of an image using self-similar mappings according to the Curve Fill Plane (FFC) rules is widely used. Displaying an image through self-similar squares with a side of 3 p , where p is the degree of convergence, p = 0 ... 10, into the processor memory is performed according to the rules of the QPC or segments of length 9 p . The proposed scanning of image elements (pixels) allows (due to memory organization and over-parallel access) to increase the speed of image processing by tens of times for all its classes of procedures. This KZP, unlike others, has been worked out right up to its hardware implementation [Warren G., Jr. Algorithmic tricks for programmers. "Williams", Moscow, 2004.288 p. p. 233]. However, such methods are not effective enough, since they do not take into account the characteristic features of images as objects of processing: the two-dimensional nature of statistical relationships, the presence of homogeneous areas, contours, etc. Taking into account the specified specifics makes it possible to improve the quality of processing, but leads to the complication of the corresponding algorithms. Moreover, it is possible to take into account the features of images not at the stage of data processing, but at the stage of their formation.

II. Выбор и обоснование оптимальности сканирования (развертки) при построении изображения.II. Selection and justification of the optimality of scanning (sweep) when building an image.

К настоящему времени предложено много алгоритмов сканирования, базирующихся на понятии КЗП [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985. 102 с.; Sagan Н. Space-Filling Curves/H. Sagan. - New York: Springer-Verlag. 1994. 208p.; Valantinas J. On the use of space-filling curves in changing image dimensionality/J. Valantinas//Information technology and control. 2005. Vol. 34. №. 4. P. 345-354], которые не учитывают особенности изображений. Данные недостатки известных алгоритмов удаления шума в изображении стимулируют новые подходы к задачам их предварительной обработки, способных сохранять эту важную характеристику алгоритма обработки изображения. Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность, которая определяет пространственную дискретизацию непрерывных изображений, критерием для которой является критерий разрешение - измерение [Ширман Я.Д. Разрешение и сжатие сигналов /Я.Д. Ширман М.: Сов. радио. 1974. 360 с.], учитывающий случайный характер полученного изображения.To date, many scanning algorithms have been proposed, based on the concept of QPC [Aleksandrov R.V. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985.102 p .; Sagan N. Space-Filling Curves / H. Sagan. - New York: Springer-Verlag. 1994.208p .; Valantinas J. On the use of space-filling curves in changing image dimensionality / J. Valantinas // Information technology and control. 2005. Vol. 34. no. 4. P. 345-354], which do not take into account the features of the images. These shortcomings of the known algorithms for removing noise in the image stimulate new approaches to the tasks of their preprocessing, which are able to preserve this important characteristic of the image processing algorithm. The most important characteristic of the quality of a raster image is the resolution, which determines the spatial sampling of continuous images, the criterion for which is the criterion resolution - measurement [Shirman Y.D. Resolution and Compression of Signals / Ya.D. Shirman M .: Sov. radio. 1974. 360 p.], Taking into account the random nature of the resulting image.

Актуальным представляется выбор способа сканирования и соответствующей ему развертки, которые с одной стороны просто реализуются, а с другой приводят к приемлемым потерям информации о свойствах изображения, сопровождающая переход от двумерного изображения к его одномерному вектору данных. Возможность решения данной задачи определяет теорема Такенса [Broer Н. Dynamical Systems and Chaos / H. Broer, F. Takens. New York: Springer. 2011. 313 pp], определяющая переход от двумерного изображения к его одномерному вектору данных с использованием погружения временных рядов в фазовое пространство исходного изображения.The choice of the scanning method and the corresponding scan, which, on the one hand, are simply implemented, and on the other, lead to acceptable loss of information about the image properties, accompanying the transition from a two-dimensional image to its one-dimensional data vector, seems relevant. The possibility of solving this problem is determined by the Takens theorem [Broer N. Dynamical Systems and Chaos / H. Broer, F. Takens. New York: Springer. 2011. 313 pp], which defines the transition from a two-dimensional image to its one-dimensional data vector using the immersion of time series in the phase space of the original image.

Одним из путей повышения качества изображения при наличии шума, возникающего в процессе его формирования, является увеличение его детализации путем выбора вида сканирования (развертки) двумерного массива в одномерную последовательность, учитывающей многомерную связанность элементов и линейность архитектуры ЭВМ, т.е. оптимизацию алгоритмов сканирования (развертки) погружением в фазовое пространство изображения.One of the ways to improve the quality of an image in the presence of noise arising in the process of its formation is to increase its detail by choosing the type of scanning (scanning) of a two-dimensional array in a one-dimensional sequence, taking into account the multidimensional connectivity of elements and the linearity of the computer architecture, i.e. optimization of scanning algorithms (sweep) by immersion in the phase space of the image.

В основу КЗП положено липшицево отображение - отображение ƒ. X→Y между двумя метрическими пространствами, применение которого увеличивает расстояния не более, чем в некоторую константу раз, т.е. отображение ƒ метрического пространства (X, ρХ) в метрическое пространство (Y, ρY) липшицевое, если найдется константа L Гёльдера-Липшица этого отображения (условие Гёльдера-Липшица

Figure 00000004
The QPC is based on the Lipschitz mapping, the mapping ƒ. X → Y between two metric spaces, the application of which increases the distance by no more than some constant times, i.e. a mapping ƒ of a metric space (X, ρ X ) into a metric space (Y, ρ Y ) is Lipschitz if there is a Hölder-Lipschitz constant L of this mapping (the Hölder-Lipschitz condition
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

при любых x:, y∈Х.for any x :, y∈X.

1. Формирование показателей топологии сканирования. При упорядочении двумерного массива R2 на R1 конкретным сканированием в упорядоченном одномерном множестве определяются подмножества G, состоящие только из элементов двумерной окрестности рассматриваемого элемента, одно из которых включает сам этот элемент. Число элементов этого "одномерного" подмножества G характеризует свойство сохранения конкретной окрестности данного сканирования. При рекурсивном сканировании наименьшей структурной единицей является эталонная ячейка (порождающий элемент) G элементов, число элементов в которой называют окрестностным индексом рассматриваемого элемента (ОИЭ) Jэ [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985. 102 с]. Локальная характеристика Jэ является функцией закона сканирования и местоположения элемента в преобразуемом массиве. Для анализа топологической близости состояния

Figure 00000006
состоянию
Figure 00000007
квазинепрерывного рекурсивного сканирования Гильберта-Пеано (СГП) [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985. 102 с.] используют рекуррентность сканирования в виде окрестностного индекса элемента (ОИЭ), который определяется как1. Formation of indicators of scanning topology. When ordering a two-dimensional array R 2 on R 1 by a specific scan in an ordered one-dimensional set, subsets G are determined, consisting only of elements of the two-dimensional neighborhood of the element under consideration, one of which includes this element itself. The number of elements of this "one-dimensional" subset of G characterizes the property of preserving a specific neighborhood of a given scan. In recursive scanning, the smallest structural unit is the reference cell (generating element) of G elements, the number of elements in which is called the neighborhood index of the element under consideration (OIE) J e [Alexandrov R.V. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985. 102 s]. The local characteristic J e is a function of the scanning law and the location of the element in the converted array. To analyze the topological proximity of the state
Figure 00000006
condition
Figure 00000007
quasi-continuous recursive scanning Hilbert-Peano (SGP) [Alexandrov R.V. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985. 102 pp.] Use the recurrence of scanning in the form of a neighborhood index of an element (OIE), which is defined as

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
, i,j=1…N, N - количество рассматриваемых состояний xi, εi - размер окрестности точки
Figure 00000010
в момент i,
Figure 00000011
норма и Θ(⋅) - функция Хэвисайда:Where
Figure 00000009
, i, j = 1 ... N, N is the number of considered states x i , ε i is the size of the neighborhood of the point
Figure 00000010
at time i,
Figure 00000011
norm and Θ (⋅) is the Heaviside function:

Figure 00000012
Figure 00000012

Рекуррентными являются состояния рекуррентной точки (recurrence points)

Figure 00000013
, попадающие в m - мерную окрестность с радиусом εi и центром в
Figure 00000014
.Recurrent are the states of the recurrence points
Figure 00000013
falling into an m-dimensional neighborhood with radius ε i and center at
Figure 00000014
...

Размер окрестности εi определяет радиус окрестности в фазовом пространстве с центром в точке

Figure 00000015
. Если точка xj попадает внутрь данной окрестности, то такое состояние считается подобным состоянию
Figure 00000016
. Радиус εi выбирается либо непосредственно для каждой точки, исходя из получения в такой окрестности некоторого заранее определенного количества рекуррентных данной точек, либо постоянным, что дает симметричную диаграмму и является наиболее используемым вариантом.The size of the neighborhood ε i determines the radius of the neighborhood in the phase space centered at the point
Figure 00000015
... If a point x j falls into a given neighborhood, then such a state is considered similar to the state
Figure 00000016
... The radius ε i is chosen either directly for each point, based on obtaining in such a neighborhood a certain predetermined number of recurrent given points, or constant, which gives a symmetric diagram and is the most used option.

Тип нормы

Figure 00000017
оказывает влияние на вид диаграммы. Как правило, используются нормы L1, L2 (евклидова норма), L (максимальная норма): норма L обеспечивает нахождение наибольшего (фиг. 1), L2 - среднего (фиг. 2), a L1 - минимального количества соседних точек (фиг. 3). При построении рекуррентных диаграмм используется норма L, так как она независима от размерности фазового пространства, наиболее просто вычисляема и позволяет изучать диаграммы теоретически, поскольку аналитические выражения для L решаются проще, нежели для любой другой нормы [Thiel М. et all. Influence of observational noise on the recurrence quantification analysis//Physica D. 2002. 171 (3). P. 138-152].Norm type
Figure 00000017
affects the appearance of the chart. As a rule, the norms L 1 , L 2 (Euclidean norm), L (maximum norm) are used: the L norm ensures finding the maximum (Fig. 1), L 2 - the average (Fig. 2), and L 1 - the minimum neighboring points (Fig. 3). When constructing recurrent diagrams, the L norm is used, since it is independent of the dimension of the phase space, it is most easily calculated and allows you to study diagrams theoretically, since analytical expressions for L are easier to solve than for any other norm [Thiel M. et all. Influence of observational noise on the recurrence quantification analysis // Physica D. 2002.171 (3). P. 138-152].

Кроме изображения рекуррентности в виде черных точек можно изобразить расстояние между состояниями системы на диаграмме расстояний [Iwanski J. S., Bredley E. Recurrence plots of experimental data: To embed or not to embed?//Chaos - 1998. - №8(4). - P. 861-871], которая отображается на некоторую цветную палитру:In addition to depicting recurrence in the form of black dots, it is possible to depict the distance between the states of the system on the distance diagram [Iwanski J. S., Bredley E. Recurrence plots of experimental data: To embed or not to embed? // Chaos - 1998. - No. 8 (4). - P. 861-871], which is displayed on a certain color palette:

Figure 00000018
Figure 00000018

При их использовании в одномерном сигнале двухмерность статистических связей элементов изображения проявляется главным образом в виде увеличения интервала корреляции, что позволяет более эффективно применять простые алгоритмы обработки одномерных данных погруженных в фазовое пространство.When they are used in a one-dimensional signal, the two-dimensionality of the statistical relationships of image elements manifests itself mainly in the form of an increase in the correlation interval, which makes it possible to more efficiently apply simple algorithms for processing one-dimensional data immersed in the phase space.

Для характеристики сканирования в целом используют среднее значение ОИЭ по N=kpm (где k - число частей на которые делится сторона гиперкуба (изображения) размерности р при каждом очередном разбиении m) элементам массиваTo characterize the scan as a whole, use the average value of the RIE over N = k pm (where k is the number of parts into which the side of the hypercube (image) of dimension p is divided for each subsequent partition of m) to the array elements

Figure 00000019
Figure 00000019

которую называют окрестностным индексом сканирования Jc (ОИС) и является функцией закона сканирования и отражает ее свойства.which is called the neighborhood scan index J c (OIS) and is a function of the scan law and reflects its properties.

Разные двумерные сканирования обладают разными свойствами сохранения "окрестности" элементов i массива, причем диапазон изменения ОИС находится в границах 2,0-4,6 [Н.Д. Горский, С.Н. Мысько, В.П. Сухаричев. Сравнительное исследование некоторых характеристик двумерных разверток. Препринт ЛНИВЦ АН СССР, №44, Л., 1982. стр. 10], который можно разбить на три части. Простейшие сканирования занимают нижнюю часть диапазона со значениями окрестностного индекса развертки Jc(∞)=2. Различные виды рекурсивного сканирования (k=2, 3) с различными типами эталонных ячеек занимают соответствующими значениями ОИС Jc верхнюю часть диапазона. Промежуточное положение занимают рекурсивные сканирования, не обладающие свойством квазинепрерывности.Different two-dimensional scans have different properties of preserving the "neighborhood" of the elements of the i array, and the range of changes in the OIS is in the range of 2.0-4.6 [N. Gorsky, S.N. Mysko, V.P. Sukharichev. Comparative study of some characteristics of two-dimensional sweeps. Preprint LNIVTS AN SSSR, No. 44, L., 1982. p. 10], which can be divided into three parts. The simplest scans occupy the lower part of the range with values of the neighborhood scan index J c (∞) = 2. Different types of recursive scanning (k = 2, 3) with different types of reference cells occupy the upper part of the range with the corresponding values of the OIS J c . An intermediate position is occupied by recursive scans that do not have the quasi-continuity property.

Так как ОИЭ является функцией закона сканирования и при конкретном сканировании зависит от местоположения элемента массива, то неудачный выбор типа сканирования может привести к разрушению информации, содержащейся во взаимном расположении элементов изображения. Это определяет задачу выбора из множества методов сканирования, вносящих меньше искажений в искомое поле.Since the OIE is a function of the scanning law and in a particular scan depends on the location of the array element, an unsuccessful choice of the type of scan can lead to the destruction of information contained in the relative position of the image elements. This defines the task of choosing from a variety of scanning methods that introduce less distortion in the desired field.

Важнейшие свойства сканирования-непрерывность и блочная структура. Непрерывность сканирования выражается в том, что соседние отсчеты в последовательности являются соседними и на изображении. При этом траектория сканирования долго «удерживается» в каждой локальной области изображения, обеспечивая сильную корреляцию последовательности отсчетов, а блочная структура дает возможность осуществить рекурсивную алгоритмизацию сканирования [Александров Р.В. Представление и обработка изображений. Рекурсивный подход/Р.В. Александров, И.Д. Горский. Л.: Наука, 1985.102 с.].The most important scanning properties are continuity and block structure. Continuity of scanning is expressed in the fact that adjacent samples in the sequence are adjacent in the image. In this case, the scanning trajectory is "held" for a long time in each local area of the image, providing a strong correlation of the sequence of samples, and the block structure makes it possible to carry out recursive scanning algorithms [Alexandrov R.V. Representation and processing of images. Recursive approach / R.V. Alexandrov, I. D. Gorsky. L .: Nauka, 1985.102 p.].

Показатели топологических характеристик сканирования ОИС и ОИЭ не достаточны для выбора способа сканирования, поскольку они не ориентированы на использование при обработке изображений и являются для данного применения функционально избыточными (и, следовательно, сложными). Выбор способа сканирования определяется не только ее топологией, но и с классом изображений и целью их обработки. Методы сканирования изображений с точки зрения их возможностей должны сохранять фрактальные и статистические свойства при их преобразовании к одномерному виду. Это позволит выбрать способ сканирования компромиссным с точки зрения его реализационной сложности и сохранения фрактальных свойств изображения. В связи с этим сравним свойства сканирования путем статистического анализа упорядоченного двумерного массива, преобразованного конкретным сканированием к упорядоченному одномерному виду.The indicators of the topological characteristics of the OIS and OES scanning are not sufficient for choosing a scanning method, since they are not oriented towards use in image processing and are functionally redundant for this application (and, therefore, complex). The choice of the scanning method is determined not only by its topology, but also by the class of images and the purpose of their processing. From the point of view of their capabilities, image scanning methods should retain fractal and statistical properties when they are converted to one-dimensional form. This will allow you to choose a scanning method that is compromise in terms of its implementation complexity and preservation of the fractal properties of the image. In this regard, let us compare scanning properties by statistical analysis of an ordered two-dimensional array, converted by a specific scan to an ordered one-dimensional form.

2. Сохранение локальности в однородных кривых Гильберта определяется самой кривой, т.е. используемыми аффинными преобразованиями и избранным ядром. Важной характеристикой кривых Пеано, тесно связанной с условием Гёльдера-Липшица [4], является квадратно-линейное отношение растяжения (dilation)2 (2 Дилатация (от лат. dilatatio) обозначает расширение, разбавление, растяжение.) [Бауман К.Е. Коэффициент растяжения кривой Пеано-Гильберта//Математические заметки. Т. 80 Вып. 5 Ноябрь 2006. С. 643-656; Щепин Е.В., Бауман К.Е. Минимальная кривая Пеано//Труды математического института им. В.А. Стеклова, 2008, Т. 263, С. 251-271], которое для пары p(t), p(τ) точек3 (3 Точкой кривой называют точку ее графика, т.е. точка кривой Пеано - это пара t, p(t), где t принадлежит отображаемому отрезку, p(t) - квадрату-образу.) ЗПК Пеано р: [0, 1]→[0, 1]×[0, 1] величина2. Preservation of locality in homogeneous Hilbert curves is determined by the curve itself, that is, the used affine transformations and the chosen kernel. An important characteristic of Peano curves, closely related to the Hölder-Lipschitz condition [4], is the square-to-linear ratio of dilation 2 ( 2 Dilatation (from Latin dilatatio) denotes expansion, dilution, stretching.) [Bauman K.E. Peano-Hilbert Curve Stretching Coefficient // Mathematical Notes. T. 80 Issue. 5 November 2006.S. 643-656; Shchepin E.V., Bauman K.E. Minimal Peano Curve // Trudy Mathematical Institute. V.A. Steklova, 2008, V. 263, pp. 251-271], which for a pair p (t), p (τ) of points 3 ( 3 A point of a curve is a point of its graph, that is, a point of a Peano curve is a pair of t, p (t), where t belongs to the segment being mapped, p (t) is the square-image.) Peano ZPK p: [0, 1] → [0, 1] × [0, 1] the value

Figure 00000020
.
Figure 00000020
...

Верхняя грань квадратно-линейных отношений для всевозможных пар различных точек кривой называется квадратно-линейным отношением кривой. Для приложений представляют интерес кривые с возможно меньшим квадратно-линейным отношением, для которой лучше локальные сохраняющие свойства отображения [Щепин Е.В., Бауман К.Е. Минимальная кривая Пеано//Труды математического института им. В.А. Стеклова, 2008, Т. 263, С. 251-271].The upper bound of the square-to-linear ratio for all possible pairs of different points on the curve is called the square-to-linear ratio of the curve. Curves with the smallest square-linear ratio are of interest for applications, for which the local preserving properties of the mapping are better [Shchepin EV, Bauman K.E. Minimal Peano Curve // Trudy Mathematical Institute. V.A. Steklova, 2008, T. 263, S. 251-271].

Среди кривых Пеано фрактального рода 9 по теореме 8 [Щепин Е.В., Бауман К.Е. Минимальная кривая Пеано//Труды математического института им. В.А. Стеклова, 2008, Т. 263, С. 251-271] выделяется уникальная минимальная N-образная кривая Пеано (фиг. 4, 5) с квадратно-линейным отношением

Figure 00000021
, меньшим чем у кривой Пеано-Гильберта, глубина4 (4 Глубиной правильной фрактальной кривой Пеано называется наибольшее натуральное число d, для которого кривая имеет стык порядка d, не подобный никакому стыку меньшего порядка. Ограничение кривой Пеано на пару соседних фрактальных периодов порядка k называется стыком порядка к этой кривой.) которой не превосходит 9.Among the Peano curves of fractal genus 9 by Theorem 8 [Shchepin EV, Bauman K.E. Minimal Peano Curve // Trudy Mathematical Institute. V.A. Steklov, 2008, T. 263, pp. 251-271], a unique minimal N-shaped Peano curve (Figs. 4, 5) with a square-linear ratio
Figure 00000021
less than that of the Peano-Hilbert curve, depth 4 ( 4 The depth of a regular fractal Peano curve is the largest natural number d for which the curve has a junction of order d, which is not similar to any junction of a lower order. The restriction of a Peano curve to a pair of adjacent fractal periods of order k is called a junction of order to this curve) which does not exceed 9.

3. Выбор и обоснование оптимальности обработки изображения3. Selection and justification of the optimality of image processing

Правильная фрактальная кривая Пеано5 (5 Правильной фрактальной кривой Пеано называется отображение отрезка на квадрат, допускающее разбиение области определения на несколько равных отрезков (фрактальных периодов) таких, что ограничение кривой на любой из ее фрактальных периодов подобно всей кривой. Количество (минимально возможное) фрактальных периодов называется фрактальным родом кривой.) p(t), отображающая единичный отрезок на единичный квадрат (единичная кривая) параметризуется площадью, т.е. площадь образа любого интервала равна длине этого интервала.Correct fractal Peano curve 5 ( 5 Correct fractal Peano curve is a mapping of a segment into a square, which allows partitioning the domain of definition into several equal segments (fractal periods) such that the limitation of the curve to any of its fractal periods is similar to the entire curve. The number (minimum possible) of fractal periods is called the fractal genus of the curve.) p (t), which maps a unit segment to a unit square (unit curve) is parameterized by the area, i.e. the area of the image of any interval is equal to the length of this interval.

Количественный анализ путем параметризации площадью сканирования (развертки) погружением в фазовое пространство изображения [Алатар А.И., Михайлов А.А. Алгоритмы сканирования (развертки) информационных систем восстановления динамических изображений//Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. Вып. 10. - С. 399-411] при выделении фрактальных признаков изображений методом анализа временного ряда

Figure 00000022
BDS-статистикой [Шаповалов А.В. Выбор метода развертки цифровых изображений при анализе их фрактальных признаков в фазовом пространстве с использованием BDS-теста/А.В. Шаповалов //Системи
Figure 00000023
Figure 00000024
та
Figure 00000025
К.: 2012. Вип. 3 (23). С. 116-121; Kanzler Ludwig. Very Fast and Correctly Sized Estimation of the BDS Statistic/Ludwig Kanzler//Christ Church and Department of Economics University of Oxford. - 1999. - 95 с], погруженному в m-мерное псевдофазовое пространство, осуществляют путем параметризации площадью кросс-рекуррентной диаграммы изображения. Все типы сканирования с разбросом ОИС от единицы до четырех, в отсутствии шума, дают надежные результаты локализации искусственных объектов на изображении по вычисленному полю BDS-статистик при нелинейном анализе временных рядов.Quantitative analysis by parametrization of the scanning (sweep) area by immersion in the phase space of the image [Alatar A.I., Mikhailov A.A. Algorithms for scanning (scanning) information systems for the restoration of dynamic images // Bulletin of the Tula State University. Technical science. - 2018. Issue. 10. - P. 399-411] in the selection of fractal features of images by the method of time series analysis
Figure 00000022
BDS statistics [Shapovalov A.V. Choice of a method for scanning digital images when analyzing their fractal features in phase space using the BDS test / A.V. Shapovalov // System
Figure 00000023
Figure 00000024
that
Figure 00000025
К .: 2012. Vip. 3 (23). S. 116-121; Kanzler Ludwig. Very Fast and Correctly Sized Estimation of the BDS Statistic / Ludwig Kanzler // Christ Church and Department of Economics University of Oxford. - 1999. - 95 s], immersed in the m-dimensional pseudo-phase space, is carried out by parameterization by the area of the cross-recurrent diagram of the image. All types of scanning with a scatter of OIS from one to four, in the absence of noise, give reliable results of localization of artificial objects in the image using the calculated field of BDS statistics in nonlinear time series analysis.

В результате BDS-теста при сканировании изображения, элементы которого разворачиваются в вектор

Figure 00000026
, формируется гистограмма распределения BDS-статистики
Figure 00000027
(аббревиатура от фамилий ее предложивших) [Brock W.A. A test for independence based on the correlation dimension/Brock W.A., Dechert W.D., LeBaron В., Scheinkman J.A.//Econometric Reviews. 1996. №15(3). P. 197-235]. Анализ BDS-статистик, полученных для различного сканирования, позволяет с заданной достоверностью принимать гипотезу о том, что сканирование, для которой BDS-статистика меньше, в большей степени разрушает зависимости между элементами (пикселями) в изображении.As a result of the BDS test, when scanning an image, the elements of which are expanded into a vector
Figure 00000026
, a histogram of the BDS statistics distribution is formed
Figure 00000027
(an abbreviation from the names of those who proposed it) [Brock WA A test for independence based on the correlation dimension / Brock WA, Dechert WD, LeBaron V., Scheinkman JA // Econometric Reviews. 1996. No. 15 (3). P. 197-235]. The analysis of BDS statistics obtained for various scans makes it possible to accept the hypothesis that scanning, for which the BDS statistics is smaller, to a greater extent destroys the relationships between elements (pixels) in the image.

BDS-статистика [Brock W.A. A test for independence based on the correlation dimension/Brock W.A., Dechert W.D., LeBaron В., Scheinkman J.A.//Econometric Reviews. 1996. №15(3). P. 197-235] определяется расчетом по временному ряду

Figure 00000028
, погруженному в m-мерное псевдофазовое пространство, величиной
Figure 00000029
:BDS statistics [Brock WA A test for independence based on the correlation dimension / Brock WA, Dechert WD, LeBaron V., Scheinkman JA // Econometric Reviews. 1996. No. 15 (3). P. 197-235] is determined by the calculation of the time series
Figure 00000028
immersed in an m-dimensional pseudophase space of size
Figure 00000029
:

Figure 00000030
Figure 00000030

где σm,n(ε) - стандартное отклонение случайной величины Cm,N(ε)-[С1,N(ε)]m.where σ m, n (ε) is the standard deviation of the random variable C m, N (ε) - [С 1, N (ε)] m .

Тогда для выборки из N наблюдений корреляционные интегралы Cm,N(ε), C1,N(ε) для фазового пространства размерности m вычисляется с использованием следующего выражения:Then, for a sample of N observations, the correlation integrals C m, N (ε), C 1, N (ε) for the phase space of dimension m are calculated using the following expression:

Figure 00000031
Figure 00000031

где

Figure 00000032
- функция Хэвисайда:Where
Figure 00000032
- Heaviside function:

Figure 00000033
Figure 00000033

определяющих частоту попадания произвольной пары точек

Figure 00000034
и
Figure 00000035
, заданных своими проекциями (xs, xs+1, …, xs+m) и (xt, xt+1, …, xt+m) в m-мерном фазовом пространстве, в m-мерную гиперсферу радиуса ε, а знаменатель равен среднеквадратическому отклонению σm,N(ε) числителя.determining the frequency of hitting an arbitrary pair of points
Figure 00000034
and
Figure 00000035
given by their projections (x s , x s + 1 , ..., x s + m ) and (x t , x t + 1 , ..., x t + m ) in the m-dimensional phase space, into the m-dimensional hypersphere of radius ε, and the denominator is equal to the standard deviation σ m, N (ε) of the numerator.

BDS-статистика основана на использовании корреляционной размерности (корреляционного интеграла) процесса в псевдофазовом пространстве заданной размерности m. Корреляционный интеграл Сm определяет частоту попадания произвольной пары точек в фазовом пространстве в окрестность ε-радиус гиперсферы, которая стремится к определенному пределу (фрактальной размерности) по мере уменьшения ε. Вычисление BDS-статистики осуществляется для процессов, погруженных в псевдофазовое пространство размерности m. Значение BDS-статистики стремится к определенному пределу по мере уменьшения ε в диапазоне ε=0.5σ÷2σ, где σ - среднеквадратическое отклонение ряда

Figure 00000036
. Зависимость корреляционного интеграла от ε имеет степенной вид
Figure 00000037
где Dc - корреляционная размерность временного ряда. Корреляционная размерность определяется средним числом точек хj от хi, расстояние между которыми меньше εBDS statistics are based on the use of the correlation dimension (correlation integral) of a process in a pseudophase space of a given dimension m. The correlation integral С m determines the frequency of hitting an arbitrary pair of points in the phase space in the vicinity of the ε-radius of the hypersphere, which tends to a certain limit (fractal dimension) as ε decreases. The BDS statistics are calculated for processes immersed in a pseudophase space of dimension m. The value of the BDS statistics tends to a certain limit as ε decreases in the range ε = 0.5σ ÷ 2σ, where σ is the standard deviation of the series
Figure 00000036
... The dependence of the correlation integral on ε has a power-law form
Figure 00000037
where D c is the correlation dimension of the time series. Correlation dimension is determined by the average number of points x j from x i , the distance between which is less than ε

Figure 00000038
Figure 00000039
Figure 00000038
Figure 00000039

где С(ε, N) - корреляционный интеграл; ε - радиус корреляции; N - число точек, используемых для оценки размерности; Θ - функция Хевисайда;

Figure 00000040
- вектор в n-мерном фазовом пространствеwhere С (ε, N) is the correlation integral; ε is the correlation radius; N is the number of points used to estimate the dimension; Θ - Heaviside function;
Figure 00000040
- vector in n-dimensional phase space

Figure 00000041
Figure 00000041

Значение Cm,N зависит от размерности псевдофазового пространства. Брок и др. показали [Brock W.A. A test for independence based on the correlation dimension/Brock W.A., Dechert W.D., LeBaron В., Scheinkman J.A.//Econometric Reviews. 1996. №15(3). P. 197-235; Schreiber T. Discrimination power of measures for nonlinearity in a time series/A. Schmitz//Physical Review E. - 1997. - V. 55, №5. - P. 5], что

Figure 00000042
со 100% вероятностью при N→∞, a
Figure 00000043
является случайной величиной с асимптотически гауссовским распределением с нулевым средним и среднеквадратическим отклонением
Figure 00000044
, которое определяется как:The value of C m, N depends on the dimension of the pseudophase space. Brock et al. Showed [Brock WA A test for independence based on the correlation dimension / Brock WA, Dechert WD, LeBaron B., Scheinkman JA // Econometric Reviews. 1996. No. 15 (3). P. 197-235; Schreiber T. Discrimination power of measures for nonlinearity in a time series / A. Schmitz // Physical Review E. - 1997. - V. 55, No. 5. - P. 5] that
Figure 00000042
with 100% probability as N → ∞, a
Figure 00000043
is a random variable with an asymptotically Gaussian distribution with zero mean and standard deviation
Figure 00000044
which is defined as:

Figure 00000045
Figure 00000045

где

Figure 00000046
Where
Figure 00000046

Для процессов с независимыми значениями, идентично распределенными (IID-independent and identical distributed) случайными величинами, BDS-статистика имеет нормальный закон распределения с нулевым средним, оценка

Figure 00000047
которой близка к ее теоретическому значению σ(ε) [Сосулин Ю.Г. Фрактальное обнаружение протяженных малоконтрастных объектов на изображениях/Ю.Г. Сосулин, А.Б. Русский// Радиотехника. 2009. №9. 12. С. 48-57].For processes with independent values, identically distributed (IID-independent and identical distributed) random variables, BDS-statistics have a normal distribution law with zero mean, the estimate
Figure 00000047
which is close to its theoretical value σ (ε) [Sosulin Yu.G. Fractal detection of extended low-contrast objects in images / Yu.G. Sosulin, A.B. Russian // Radio engineering. 2009. No. 9. 12. S. 48-57].

III. Разделение множества цветов изображения. Обработка RAW сигнала изображения осуществляют по одному из R-, G- и В- цветовому компоненту, которая формируется путем разделения цветным фильтром светового потока на спектральные составляющие - красную (R), зеленую (G) и синюю (В) - по числу преобразователей изображения на видеоматрице. Цветовые компоненты соответствующих пикселей, составляющих RAW изображение, располагаются согласно компоновке Байера, частотные характеристики в компоновке пикселей G-компонента в RAW изображении отличаются от частотных характеристик в компоновке пикселей R- и B-компонентов. Поскольку обработка восстановления изображения эквивалентна коррекции частотных характеристик, полоса частот G-компонента отличается от полосы частот R-компонента или B-компонента.III. Separation of multiple colors in an image. RAW image signal processing is carried out according to one of the R-, G- and B- color components, which is formed by dividing the light flux with a color filter into spectral components - red (R), green (G) and blue (B) - according to the number of image converters on the video matrix. The color components of the corresponding pixels composing the RAW image are arranged according to the Bayer arrangement, the frequency characteristics in the G-component pixel arrangement in the RAW image differ from the frequency characteristics in the R- and B-component pixel arrangement. Since the image recovery processing is equivalent to frequency response correction, the G-component bandwidth is different from the R-component or B-component bandwidth.

Если входное изображение является цветным RGB-изображением, предпочтительно формировать три фильтра восстановления изображения, соответствующие соответствующим цветовым компонентам, т.е. для чтения R-, G- и В-компонентам изображения по пикселям, например, может применяться к каждому пикселю маска красного 110000, зеленого 001100 и голубого 000011.If the input image is an RGB color image, it is preferable to generate three image reconstruction filters corresponding to the respective color components, i.e. to read the R-, G- and B-components of the image pixel by pixel, for example, a mask of red 110000, green 001100 and cyan 000011 can be applied to each pixel.

IV. Непрерывное вейвлет-преобразование (англ. continuous wavelet transform, CWT) - интегральное преобразование, которое представляет собой свертку ψ(t) - материнской вейвлет-функции (mother wavelet) с сигналом x(t), определенные на временной оси переменной t [Addison P.S. The Illustrated Wavelet Transform Handbook. - IOP, 2002. P. 351]:IV. Continuous wavelet transform (CWT) is an integral transform, which is the convolution of ψ (t) - the mother wavelet function (mother wavelet) with the signal x (t), defined on the time axis of the variable t [Addison P.S. The Illustrated Wavelet Transform Handbook. - IOP, 2002. P. 351]:

Figure 00000048
Figure 00000048

где ψ* означает комплексное сопряжение для ψ, параметр b∈R соответствует временному сдвигу, и называется параметром положения, параметр а>0 задает масштабирование и называется параметром растяжения,

Figure 00000049
- весовая функция.where ψ * denotes complex conjugation for ψ, the parameter b∈R corresponds to the time shift, and is called the position parameter, the parameter a > 0 specifies the scaling and is called the stretching parameter,
Figure 00000049
- weighting function.

Вейвлет-преобразование переводит сигнал из временного представления в частотно-временное, что позволяет сжать исходный набор данных. Вейвлеты (англ. wavelet «маленькая волна») локальны во времени и по частоте и получаются из одной базовой, изменяя ее (сдвигая, растягивая).The wavelet transform converts the signal from a time representation to a time-frequency representation, which allows you to compress the original data set. Wavelets (English wavelet "small wave") are local in time and frequency and are obtained from one basic one, changing it (shifting, stretching).

Если

Figure 00000050
фурье-преобразование для вейвлета ψ(t), то естьIf a
Figure 00000050
the Fourier transform for the wavelet ψ (t), that is

Figure 00000051
Figure 00000051

тогда должно выполняться условие допустимости:then the admissibility condition must be satisfied:

Figure 00000052
Figure 00000052

т.е. вейвлет при нулевой частотной компоненте должен удовлетворять условию

Figure 00000053
или вейвлет ψ(t) должен иметь среднее равное нулю.those. the wavelet with a zero frequency component must satisfy the condition
Figure 00000053
or the wavelet ψ (t) must have a mean equal to zero.

Изначальная функция восстанавливается обратным преобразованиемThe original function is restored by the inverse transformation

Figure 00000054
Figure 00000054

В численном и функциональном анализе дискретные вейвлет-преобразования (ДВП) относятся к вейвлет-преобразованиям, в которых вейвлеты представлены дискретными сигналами (выборками).In numerical and functional analysis, discrete wavelet transforms (DWT) refer to wavelet transforms in which wavelets are represented by discrete signals (samples).

В заявляемом способе используется наиболее простое вейвлет преобразование в виде ступенчатой функции (фиг. 6)The claimed method uses the simplest wavelet transform in the form of a step function (Fig. 6)

Figure 00000055
Figure 00000055

т.е. преобразование Хаара (ПХ) [Казарян М.Л. Исследование вейвлет-преобразований Хаара на корректность в контексте задачи космического мониторинга земли// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2013. №6. С. 14 -17], лапласовский образ которой с параметром преобразования Лапласа р равенthose. Haar transform (PX) [Kazaryan M.L. Investigation of Haar Wavelet Transforms for Correctness in the Context of the Earth Space Monitoring Problem. North Caucasian region. Natural Sciences. 2013. No. 6. Pp. 14-17], whose Laplace image with the Laplace transform parameter p is equal to

Figure 00000056
Figure 00000056

V. Восстановление изображения. Деградированное изображение g(x, у) и исходное изображение ƒ(х, у) связано через функцию рассеяния точки (PSF) h(x, у), полученной посредством обратного преобразования Фурье оптической передаточной функции (OTF)6 (6 OTF (оптическая передаточная функция) получается посредством преобразования Фурье для PSF.):V. Image restoration. The degraded image g (x, y) and the original image ƒ (x, y) are related through the point spread function (PSF) h (x, y) obtained by the inverse Fourier transform of the optical transfer function (OTF) 6 ( 6 OTF (optical transfer function) is obtained by Fourier transform for PSF.):

g(x,y)=h(x,y)*ƒ(x,y),g (x, y) = h (x, y) * ƒ (x, y),

где * представляет свертку, а (х, у) представляет координаты на изображении.where * represents convolution and (x, y) represents coordinates in the image.

Когда это уравнение преобразуется в форму отображения на частотной плоскости посредством преобразования Фурье, оно принимает форму произведения для каждой частоты, как представлено в уравнении:When this equation is converted to a display on the frequency plane by means of a Fourier transform, it takes the form of a product for each frequency, as represented in the equation:

Figure 00000057
Figure 00000057

где Н(u, ν) - преобразование Фурье для PSF h(x, у) и представляет OTF, a F(u, ν) - преобразование Фурье для деградированного изображения ƒ(x, у), представляют координаты на двумерной частотной плоскости, т.е. частоту.where H (u, ν) is the Fourier transform for PSF h (x, y) and represents the OTF, and F (u, ν) is the Fourier transform for the degraded image ƒ (x, y), represent the coordinates on the two-dimensional frequency plane, i.e. .e. frequency.

Чтобы получить исходное из считываемого необработанного (RAW) деградированного изображения, обе стороны уравнения (1) могут быть разделены на Н(u, ν), как представлено в уравнении,To obtain the original degraded image from the read raw (RAW) image, both sides of equation (1) can be divided by H (u, ν), as represented in the equation,

Figure 00000058
Figure 00000058

где R(u, ν) называется фильтром восстановления изображения.where R (u, ν) is called the image reconstruction filter.

Фактическое изображение включает в себя компоненты шума. По этой причине, использование фильтра восстановления изображения, сформированного посредством взятия идеальной обратной функции из OTF вышеуказанным способом, будет усиливать компоненты шума вместе с деградированным изображением. В настоящее время для подавления шума в изображении используют фильтр Винера.The actual image includes noise components. For this reason, using an image reconstruction filter formed by taking the ideal inverse function from the OTF in the above manner will amplify the noise components along with the degraded image. Currently, a Wiener filter is used to suppress noise in an image.

Поскольку OTF варьируется при построении изображения по масштабу изображения и диаметру апертуры, необходимо соответствующим образом изменять фильтр восстановления изображения, используемый для обработки восстановления изображения.Since OTF varies when imaging in terms of image scale and aperture diameter, it is necessary to change the image reconstruction filter used for image reconstruction processing accordingly.

Выполнение обработки восстановления изображения для считываемого входного изображения может повышать качество изображения посредством коррекции аберраций.Performing image recovery processing on a readable input image can improve image quality by correcting aberrations.

Аналоги и их недостаткиAnalogs and their disadvantages

Известен способ преобразования и обработки цифрового изображения на основе многоцентричной развертки [Патент №2517715 РФ G06T 5/00, H04N 7/00 Опубл. 27.05.2014, Бюл. №15], построенной по правилам кривой заполняющей плоскость (КЗП), начальную ячейку многоцентричной развертки (МЦР) представляют дискретным квадратом, состоящим из девяти клеток (3×3=9), имеющим свой центр и свои четыре грани (стороны); развертку начальной ячейки МЦР выполняют от центра к краю квадрата и далее с обходом остальных ячеек по кругу; приоритетным является путь с направлением обхода влево от центра квадрата и далее по часовой стрелке; формируемая конструкция является фасетом (pFas), где р - шаг рекурсии, при р=1 имеют описанную выше начальную ячейку (3×3=9); для построения дальнейших направлений рекурсий различают четыре типа обхода: описанный выше обход w1 как начальный (1Fas1), обход w2 как зеркальный от 1Fas1 в левую сторону (1Fas2), обход w3 как зеркальный от 1Fas2 в верхнюю сторону (1Fas3), обход w4 как зеркальный от 1Fas3 в правую сторону; для получения направления рекурсий МЦР применяют 2Fas (р=2, со стороной в 9 клеток, 9×9=81), где центром задают 1Fas; на основе вышеуказанных вращений w выполняют обход в последовательности с начальным движением в квадрат влево от 1Fas и далее по часовой стрелке вокруг 1Fas: w1 w2 w3 w4 w3 w2 w3 w4 w3; далее запускают рекурсию МЦР на основе 1Fas и 2Fas (р>2), представляя плоскость в координатах вращения (w), носителем которых является pFas, а точкой этой плоскости,

Figure 00000059
есть квадрат со стороной 3р, где р=0…N, при этом N задает сторону квадрата, в который вкладывают габарит исходного изображения; при р=0 (0Fas) точка вырождается в пиксел; при р>0 МЦР разбивает плоскость на
Figure 00000060
независимых точек (квадратов); параметры х, у для Q - это его центр на плоскости; в результате образуют многокоординатное пространство точки Q: две координаты декартового измерения (х, у), координата измерения вращения (w), координата измерения размера граней фасета pFas, координата измерения номера хранения
Figure 00000061
в памяти вычислителя Fp; причем эти координаты измерений комбинируют в зависимости от поставленных задач; общим для этих координат является отображение декартовой плоскости в память при взаимно однозначном и непрерывном отображении точки
Figure 00000062
в память вычислителя Fp.A known method of converting and processing a digital image based on multi-center scanning [Patent No. 2517715 RF G06T 5/00, H04N 7/00 Publ. 05/27/2014, Bul. No. 15], built according to the rules of the curve filling the plane (CPF), the initial cell of the multicentric sweep (MCR) is represented by a discrete square, consisting of nine cells (3 × 3 = 9), which has its center and its four faces (sides); the scanning of the initial cell of the MCR is performed from the center to the edge of the square and then bypassing the remaining cells in a circle; the priority is the path with the bypass direction to the left from the center of the square and further clockwise; the generated construction is a facet (pFas), where p is the recursion step, for p = 1, they have the above-described initial cell (3 × 3 = 9); To construct further directions of recursion, four types of traversal are distinguished: the above traversal w1 as initial (1Fas1), traversal w2 as mirror from 1Fas1 to the left (1Fas2), traversal w3 as mirror from 1Fas2 to the top (1Fas3), traversal w4 as mirror from 1Fas3 to the right; to obtain the direction of the MCB recursions, 2Fas is used (p = 2, with a side of 9 cells, 9 × 9 = 81), where 1Fas is set as the center; on the basis of the above rotations of w, a tour is performed in a sequence with an initial square movement to the left of 1Fas and then clockwise around 1Fas: w1 w2 w3 w4 w3 w2 w3 w4 w3; then the MCB recursion is started based on 1Fas and 2Fas (p> 2), representing the plane in rotation coordinates (w), the carrier of which is pFas, and the point of this plane,
Figure 00000059
there is a square with a side of 3 p , where p = 0 ... N, while N sets the side of the square into which the size of the original image is inserted; at p = 0 (0Fas) the point degenerates into a pixel; for p> 0, the MCR divides the plane into
Figure 00000060
independent points (squares); parameters x, y for Q are its center on the plane; as a result, a multi-coordinate space of the point Q is formed: two coordinates of the Cartesian dimension (x, y), the coordinate of the rotation measurement (w), the coordinate of the dimension of the facet facet pFas, the coordinate of the measurement of the storage number
Figure 00000061
in the memory of the calculator F p ; moreover, these coordinates of measurements are combined depending on the tasks; common to these coordinates is the mapping of the Cartesian plane into memory with a one-to-one and continuous mapping of the point
Figure 00000062
into the memory of the calculator F p .

Недостатками данного способа являютсяThe disadvantages of this method are

- размытие деталей изображения независимо от вида шумов, которое характеризует их разрешающую способность, вследствие низкой топологической связанности пикселей использованной кривой Гильберта - Пеано при сканировании (развертке);- blurring of image details regardless of the type of noise, which characterizes their resolution, due to the low topological connectivity of pixels of the used Gilbert-Peano curve during scanning (scanning);

- сложность аппаратной реализации, поскольку алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, требуют формировать способ оптимального сканирования двумерного массива R2 изображения в виде линейно-упорядоченной последовательности элементов R1, для снижения затрат на решение задачи, определяемых по экспоненте от ее размерности;- the complexity of the hardware implementation, since algorithms for suppressing noise in images, implemented on computing devices, require the formation of a method for optimal scanning of a two-dimensional array R 2 of an image in the form of a linearly ordered sequence of elements R 1 , in order to reduce the cost of solving the problem, determined exponentially from its dimension ;

- низкая степень релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) на начальном уровне представления изображения из-за выделения семантических зон интересов в изображении без предварительных обработок;- a low degree of relevance (i.e., in terms of information value for the observer) at the initial level of image presentation due to the allocation of semantic areas of interest in the image without preliminary processing;

- низкое быстродействие из-за увеличенного размера площади сходимости;- low performance due to the increased size of the convergence area;

- низкая степень сжатия изображения;- low compression ratio of the image;

- низкая эффективность работы с оцифрованными сигналами любого частотного диапазона и полученных любым типом сенсоров.- low efficiency of work with digitized signals of any frequency range and received by any type of sensors.

Известно устройство алфавитного формата сжатия изображения без потерь [Полезная модель к патенту №138747 РФ H04N 1/047, H04N 19/189 Опубл. 20.03.2014 Бюл. №8], в котором входное изображение поступает во входной блок разложения изображения из растра в площади типа квадрат с помощью самоподобных отображений от центра квадрата в виде многоцентричной развертки (МЦР) с получением на базе перечислимого алфавита формы текстового файла с осмысленным для наблюдателя представлением элементов изображения, выход которого подключен к входу блока формирования выходного текстового файла-пакета из денотирующей, знаковой и концептирующей компонент изображения, представленного в релевантной форме, различающей: хаос, компакты, контуры, отдельно стоящие линии; непосредственно на полученной форме, как формате сжатия, в дальнейшем выполняемы все классы обработки изображения, включая прямую аппроксимацию и векторизацию.Known device alphabetic image compression format without loss [Utility model to patent No. 138747 RF H04N 1/047, H04N 19/189 Publ. 03/20/2014 Bul. No. 8], in which the input image enters the input image decomposition unit from a raster in an area of the square type using self-similar mappings from the center of the square in the form of a multicentric sweep (MCR) to obtain, based on the enumerated alphabet, the form of a text file with a meaningful representation of image elements for the observer , the output of which is connected to the input of the block for generating the output text file-package from the denoting, symbolic and conceptual components of the image, presented in a relevant form, distinguishing: chaos, compacts, contours, stand-alone lines; directly on the resulting form, as a compression format, further all classes of image processing, including direct approximation and vectorization, are performed.

Недостатками данного устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- размытие деталей изображения независимо от вида шумов, которое характеризует их разрешающую способность, вследствие низкой топологической связанности пикселей использованной кривой Гильберта - Пеано при сканировании (развертке);- blurring of image details regardless of the type of noise, which characterizes their resolution, due to the low topological connectivity of pixels of the used Gilbert-Peano curve during scanning (scanning);

- сложность аппаратной реализации, поскольку алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, требуют формировать способ оптимального сканирования двумерного массива R2 изображения в виде линейно-упорядоченной последовательности элементов R1, для снижения затрат на решение задачи, определяемых по экспоненте от ее размерности;- the complexity of the hardware implementation, since the algorithms for suppressing noise in images implemented on computing devices require the formation of a method for optimal scanning of a two-dimensional array R 2 of an image in the form of a linearly ordered sequence of elements R 1 , to reduce the cost of solving the problem, determined exponentially from its dimension ;

- низкая степень релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) на начальном уровне представления изображения из-за выделения семантических зон интересов в изображении без предварительных обработок;- a low degree of relevance (i.e., in terms of information value for the observer) at the initial level of image presentation due to the allocation of semantic areas of interest in the image without preliminary processing;

- низкое быстродействие из-за увеличенного размера площади сходимости;- low performance due to the increased size of the convergence area;

- низкая степень сжатия изображения;- low compression ratio of the image;

- низкая эффективность работы с оцифрованными сигналами любого частотного диапазона и полученных любым типом сенсоров.- low efficiency of work with digitized signals of any frequency range and received by any type of sensors.

Прототипы и их недостаткиPrototypes and their flaws

Наиболее близким техническим решением к изобретению (прототипом) является способ обработки изображений [Патент №2523924 G06T 5/00, H04N 5/357 Опубл. 27.07.2014 Бюл. №21], в котором для выполнения обработки восстановления данных изображения, чтобы скорректировать ухудшение качества изображения из-за аберрации в оптической системе формирования изображений, причем упомянутые данные изображения получены считыванием изображения объекта, прошедшего через оптическую систему формирования изображений, с использованием датчика изображений, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветных фильтров множества цветов, причем способ содержит:The closest technical solution to the invention (prototype) is a method of image processing [Patent No. 2523924 G06T 5/00, H04N 5/357 Publ. 07/27/2014 Bul. No. 21], in which to perform image data recovery processing to correct image deterioration due to aberration in the optical imaging system, said image data obtained by reading an image of an object passed through the optical imaging system using an image sensor having a plurality of pixels, with each pixel of the image sensor being covered by one of a plurality of multi-color color filters, the method comprising:

- этап разделения, на котором разделяют данные изображения множества цветов множества цветных фильтров на множество данных изображения соответствующих цветов, причем на этапе разделения данные изображения одного цвета, чья пространственно-частотная характеристика выше пространственно-частотной характеристики другого цвета из-за компоновки цветных фильтров множества цветов, разделяются на множество данных изображения упомянутого одного цвета, таким образом, чтобы множество данных изображения упомянутого одного цвета каждое имело такую же пространственно-частотную характеристику, как данные изображения другого цвета;- a separation step in which the image data of a plurality of colors of a plurality of color filters is divided into a plurality of image data of corresponding colors, and in the dividing step, image data of one color whose spatial frequency response is higher than that of another color due to the arrangement of the color filters of the plurality of colors are divided into a plurality of image data of said one color, so that a plurality of image data of said one color each has the same spatial frequency characteristic as image data of a different color;

- этап обработки изображений, на котором выполняют обработку восстановления посредством обработки с помощью фильтра для каждых из данных изображения соответствующих цветов, разделенных на этапе разделения, с использованием множества соответствующих средств обработки изображений, расположенных последовательно, причем на этапе обработки изображений каждое из множества средств обработки изображений выполняет обработку восстановления в отношении данных изображения каждого цвета, которые не были подвернуты обработке восстановления, и отдельно обращается с данными изображения одного цвета, чья пространственно-частотная характеристика выше пространственно-частотной характеристики другого цвета из-за компоновки цветных фильтров множества цветов, как с данными изображения множества цветов, с которой обращаются отдельно таким образом, чтобы часть данных изображения, с которой обращаются отдельно, как с множеством цветов, и которая обрабатывается множеством средств обработки изображений, имела такую же частотную характеристику, как данные изображения другого цвета;- an image processing step in which reconstruction processing is performed by processing with a filter for each of the image data of the respective colors separated in the separation step using a plurality of respective image processing means arranged sequentially, wherein in the image processing step, each of the plurality of image processing means performs reconstruction processing on image data of each color that has not been subjected to reconstruction processing, and separately treats image data of one color whose spatial frequency response is higher than that of another color due to the arrangement of color filters of a plurality of colors as data image of a plurality of colors that is treated separately so that a portion of the image data that is treated separately as a plurality of colors and which is processed by a plurality of image processing means has the same the same frequency response as image data of a different color;

- этап обработки интерполяции, на котором выполняют обработку интерполяции цветов каждого пикселя для данных изображения, подвергнутых обработке восстановления, посредством использования данных изображения множества цветов, как если бы это были данные изображения одного цвета.- an interpolation processing step in which color interpolation processing of each pixel is performed on the image data subjected to the reconstruction processing by using the image data of a plurality of colors as if it were image data of one color.

Недостатками данного способа являютсяThe disadvantages of this method are

- размытие деталей изображения независимо от вида шумов, которое характеризует их разрешающую способность, вследствие низкой топологической связанности пикселей при сканировании (развертке);- blurring of image details, regardless of the type of noise, which characterizes their resolution, due to the low topological connectivity of pixels during scanning (scanning);

- сложность аппаратной реализации, поскольку алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, требуют формировать способ оптимального сканирования двумерного массива R2 изображения в виде линейно-упорядоченной последовательности элементов R1, для снижения затрат на решение задачи, определяемых по экспоненте от ее размерности;- the complexity of the hardware implementation, since algorithms for suppressing noise in images, implemented on computing devices, require the formation of a method for optimal scanning of a two-dimensional array R 2 of an image in the form of a linearly ordered sequence of elements R 1 , in order to reduce the cost of solving the problem, determined exponentially from its dimension ;

- низкая степень релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) на начальном уровне представления изображения из-за выделения семантических зон интересов в изображении без предварительных обработок;- a low degree of relevance (i.e., in terms of information value for the observer) at the initial level of image presentation due to the allocation of semantic areas of interest in the image without preliminary processing;

- низкое быстродействие из-за увеличенного размера площади сходимости;- low performance due to the increased size of the convergence area;

- низкая степень сжатия изображения;- low compression ratio of the image;

- низкая эффективность работы с оцифрованными сигналами любого частотного диапазона и полученных любым типом сенсоров.- low efficiency of work with digitized signals of any frequency range and received by any type of sensors.

Наиболее близким техническим решением к изобретению (прототипом) является устройство обработки изображений [Патент №2523924 G06T 5/00, H04N 5/357 Опубл. 27.07.2014 Бюл. №21], в котором для выполнения обработки восстановления данных изображения, чтобы скорректировать ухудшение качества изображения из-за аберрации в оптической системе формирования изображений, причем упомянутые данные изображения получены считыванием изображения объекта, прошедшего через оптическую систему формирования изображений, с использованием датчика изображений, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветных фильтров, причем устройство обработки изображений содержит:The closest technical solution to the invention (prototype) is an image processing device [Patent No. 2523924 G06T 5/00, H04N 5/357 Publ. 07/27/2014 Bul. No. 21], in which to perform image data recovery processing to correct image deterioration due to aberration in the optical imaging system, said image data obtained by reading an image of an object passed through the optical imaging system using an image sensor having a plurality of pixels, with each pixel of the image sensor being covered by one of a plurality of color filters, the image processing apparatus comprising:

- средство разделения для разделения данных изображения множества цветов цветных фильтров на данные изображения соответствующих цветов цветных фильтров в компоновке Байера, которое выполнено с возможностью разделять данные изображения одного цвета, чья пространственно-частотная характеристика выше пространственно-частотной характеристики другого цвета из-за компоновки множества цветных фильтров множества цветов, на множество данных изображения упомянутого одного цвета, таким образом, чтобы это множество данных изображения упомянутого одного цвета имело такую же пространственно-частотную характеристику, как данные изображения другого цвета;- separating means for separating image data of a plurality of color filter colors into image data of corresponding color filter colors in a Bayer arrangement, which is configured to separate image data of one color whose spatial frequency response is higher than that of another color due to the arrangement of the plurality of color filters of a plurality of colors on a plurality of image data of said one color, so that the plurality of image data of said one color has the same spatial frequency response as image data of a different color;

- множество расположенных последовательно средств обработки изображений, каждое из которых предназначено для выполнения обработки восстановления посредством обработки с помощью фильтра данных изображения одного из соответствующих цветов, разделенных упомянутым средством разделения, которое выполнено с возможностью осуществлять обработку свертки для упомянутого фильтра, а для выполнения обработки восстановления данных изображения, чтобы скорректировать ухудшение качества изображения из-за аберрации в оптической системе формирования изображений, причем упомянутые данные изображения получены считыванием изображения объекта, прошедшего через оптическую систему формирования изображений, с использованием датчика изображений, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветных фильтров, причем каждое из упомянутого множества средств обработки изображений выполнено с возможностью осуществлять обработку восстановления для соответствующих данных изображения каждого цвета, который не был подвергнут обработке восстановления, и отдельно обращается с данными изображения одного цвета, чья пространственно-частотная характеристика выше пространственно-частотной характеристики другого цвета из-за компоновки цветных фильтров множества цветов, как с данными изображения множества цветов, таким образом, чтобы часть данных изображения, с которой нужно обращаться отдельно, как с данными изображения множества цветов, и которая должна обрабатываться упомянутым множеством средств обработки изображений, имела такую же частотную характеристику, как данные изображения другого цвета, а для обработки с помощью фильтра, выполняемой множеством средств обработки изображений, используется соответствующий фильтр, содержащий двумерный фильтр, полученный посредством обратного преобразования Фурье для функции, сформированной на основе обратной функции от оптической передаточной функции оптического элемента оптической системы формирования изображений, причем упомянутое множество средств обработки изображений дополнительно выполнено с возможностью осуществлять обработку свертки для упомянутого фильтра;- a plurality of sequential image processing means, each of which is designed to perform recovery processing by filter processing image data of one of the respective colors separated by said separation means, which is configured to perform convolution processing for said filter, and to perform data recovery processing image to correct image deterioration due to aberration in the optical imaging system, said image data being obtained by reading an image of an object passed through the optical imaging system using an image sensor having a plurality of pixels, with each pixel of the image sensor being covered by one of a plurality of color filters, each of said plurality of image processing means is configured to perform recovery processing for a corresponding their image data of each color that has not been subjected to reconstruction processing, and separately treats image data of one color whose spatial frequency response is higher than that of another color due to the arrangement of color filters of multiple colors, as with image data of multiple colors, so that a portion of the image data that needs to be treated separately as image data of a plurality of colors and which is to be processed by said plurality of image processing means has the same frequency response as image data of a different color, and for processing with a filter, performed by a plurality of image processing means, an appropriate filter is used, comprising a two-dimensional filter obtained by an inverse Fourier transform for a function formed on the basis of an inverse function of an optical transfer function of an optical element of an optical imaging system niy, and the above-mentioned plurality of image processing means is further configured to perform convolution processing for the above-mentioned filter;

- средство обработки интерполяции для выполнения обработки интерполяции цветов каждого пикселя, как если бы это были данные изображения одного цвета, подвергнутых обработке восстановления, причем фильтр, используемый для обработки с помощью фильтра, выполняемой упомянутым средством обработки изображений, содержит двумерный фильтр, полученный посредством выполнения обратного преобразования Фурье для функции, сформированной на основе обратной функции от передаточной функции оптического элемента оптической системы формирования изображений.- interpolation processing means for performing interpolation processing of the colors of each pixel as if it were image data of the same color undergoing reconstruction processing, wherein the filter used for filter processing performed by said image processing means comprises a two-dimensional filter obtained by performing the inverse Fourier transform for the function generated based on the inverse function of the transfer function of the optical element of the optical imaging system.

Недостатками данного устройства являютсяThe disadvantages of this device are

- размытие деталей изображения независимо от вида шумов, которое характеризует их разрешающую способность, вследствие низкой топологической связанности пикселей при сканировании (развертке);- blurring of image details, regardless of the type of noise, which characterizes their resolution, due to the low topological connectivity of pixels during scanning (scanning);

- сложность аппаратной реализации, поскольку алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, требуют формировать способ оптимального сканирования двумерного массива R2 изображения в виде линейно-упорядоченной последовательности элементов R1, для снижения затрат на решение задачи, определяемых по экспоненте от ее размерности;- the complexity of the hardware implementation, since algorithms for suppressing noise in images, implemented on computing devices, require the formation of a method for optimal scanning of a two-dimensional array R 2 of an image in the form of a linearly ordered sequence of elements R 1 , in order to reduce the cost of solving the problem, determined exponentially from its dimension ;

- низкая степень релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) на начальном уровне представления изображения из-за выделения семантических зон интересов в изображении без предварительных обработок;- a low degree of relevance (i.e., in terms of information value for the observer) at the initial level of image presentation due to the allocation of semantic areas of interest in the image without preliminary processing;

- низкое быстродействие из-за увеличенного размера площади сходимости;- low performance due to the increased size of the convergence area;

- низкая степень сжатия изображения;- low compression ratio of the image;

- низкая эффективность работы с оцифрованными сигналами любого частотного диапазона и полученных любым типом сенсоров.- low efficiency of work with digitized signals of any frequency range and received by any type of sensors.

Описание изобретения.Description of the invention.

Технической задачей, решаемой заявляемым способом, является повышение качества процедуры построения и обработки динамического изображения. Способ преобразования и обработки цифрового изображения на основе минимального N-образного сканирования (MNC) (минимальной N-образной развертки (MNP)) в виде минимальной N-образной диагональной кривой Пеано с 9-м фрактальным родом предназначен для преобразования строчного (растрового) представления изображения в самоподобные квадраты согласно отображениям типа КЗП. Применение MNC (MNP) позволяет в несколько раз поднять эффективность реализации процедур по существующим классам системы обработки изображений.The technical problem solved by the claimed method is to improve the quality of the procedure for constructing and processing a dynamic image. A method of converting and processing a digital image based on a minimum N-shaped scan (MNC) (minimum N-shaped scan (MNP)) in the form of a Peano minimum N-shaped diagonal curve with a 9th fractal genus is intended for converting a line (raster) representation of an image into self-similar squares according to mappings of the QPC type. The use of MNC (MNP) allows several times to increase the efficiency of the implementation of procedures for the existing classes of the image processing system.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что технический результат заявляемого устройства определяется:Comparative analysis with the prototype shows that the technical result of the proposed device is determined by:

- снижением размытия деталей изображения независимо от вида шумов, которое характеризует их разрешающую способность при сканировании (развертке);- reduction of blurring of image details regardless of the type of noise, which characterizes their resolution during scanning (scanning);

- снижением сложности аппаратной реализации и затрат на решение задачи, поскольку сложность задачи растет экспоненциально с ростом размерности;- reducing the complexity of the hardware implementation and the cost of solving the problem, since the complexity of the problem grows exponentially with increasing dimension;

- повышением степени релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) на начальном уровне представления изображения, поскольку алгоритмы подавления шума в изображениях, реализуемые на вычислительных устройствах, учитывают многомерную связанность элементов многомерного пространства изображения и линейность архитектуры ЭВМ;- increasing the degree of relevance (i.e., in terms of information value for the observer) at the initial level of image presentation, since the algorithms for suppressing noise in images, implemented on computing devices, take into account the multidimensional connectivity of the elements of the multidimensional image space and the linearity of the computer architecture;

- повышением быстродействия, которое достигается за счет уменьшения площади сходимости.- an increase in performance, which is achieved by reducing the area of convergence.

- повышение степени сжатия изображения;- increasing the degree of image compression;

- возможность эффективной работы с оцифрованными сигналами любого частотного диапазона и полученных любым типом сенсоров.- the ability to efficiently work with digitized signals of any frequency range and received by any type of sensors.

Способ имеет программную и аппаратную реализации.The method has software and hardware implementation.

Технический результат достигается тем, что для решения данных задач в предлагаемом способе построения и обработки изображений на множестве цветов в компоновке Байера для оптической системы формирования изображений с использованием датчика изображений, имеющего множество элементов оптической системы, в виде пикселей для формирования необработанного деградированного изображения объекта (RAW), при этом каждый пиксель датчика изображений для каждой части данных изображения соответствующего множества цветов в компоновке Байера покрывается одним из множества фильтров цветов, включающий:The technical result is achieved by the fact that to solve these problems in the proposed method for constructing and processing images on a plurality of colors in the Bayer arrangement for an optical imaging system using an image sensor having a plurality of elements of the optical system, in the form of pixels to form a raw degraded image of an object (RAW ), wherein each pixel of the image sensor for each piece of image data of the corresponding set of colors in the Bayer arrangement is covered by one of a variety of color filters, including:

- этап разделения, на котором разделяют данные изображения множества цветов множеством цветных фильтров на множество изображения соответствующих - R - G - B цветов;a separation step in which the image data of a plurality of colors are divided by a plurality of color filters into a plurality of images of corresponding —R — G — B colors;

- этап обработки изображений, на котором последовательно выполняют восстановление с помощью фильтра для каждой части данных изображения соответствующего множества цветов в компоновке Байера, разделенных на этапе разделения, с использованием множества соответствующих средств обработки изображений, после чего осуществляют коррекцию обработки изображения, а также дополнительно включает:- an image processing step in which reconstruction with a filter is sequentially performed for each part of the image data of the corresponding plurality of colors in the Bayer arrangement, separated in the separation step, using a plurality of appropriate image processing means, after which the image processing is corrected, and further includes:

- этап сканирования RAW изображения - R - G - В цветов, прошедшего через оптическую систему формирования изображений на основе минимального N-образного сканирования (MNC);- the stage of scanning RAW images - R - G - B colors, passed through the optical imaging system based on the minimum N-shaped scan (MNC);

- этап обработки цветов каждого пикселя для данных изображения, подвергнутых обработке восстановления выполняется посредством использования данных изображения множества цветов, как если бы это были данные изображения одного цвета;the step of processing the colors of each pixel for the image data subjected to the reconstruction processing is performed by using the image data of a plurality of colors as if it were image data of the same color;

- этап рекурсивной развертки обработанных данных изображения на основе минимальной N-образной развертки (MNP);- a step of recursively scanning the processed image data based on minimum N-scan (MNP);

- этап восстановления каждого пикселя цветов для изображения в компоновке Байера;- the stage of restoration of each pixel of colors for the image in the Bayer arrangement;

- на начальном этапе при реализации минимального N-образного сканирования (MNC) единичный квадрат-образ (К01) со стороной 1 обрабатываемого изображения делится на девять конгруэнтных7 (7 Конгруэнтность (лат. congruens - соразмерный, соответствующий, совпадающий) двух фигур или две части одной фигуры, если одна из них может быть переведена в другую сдвигом, вращением и зеркальным отображением (или их композицией) подквадратов и соответствующий единичный отрезок [0;1] (O01) также делится на девять равных отрезков и последовательно нумеруют подквадраты (К11; К12; К13; К14, …, К19), К11 сосед К12, К12 сосед К13 и К13 сосед К14 и т.д. и отрезок на 9 одинаковые части (отрезки О11, O12, O13, O14, …, O19), выбирается начало кривой в левом нижнем углу, а конец в правом верхнем и определяют, какой отрезок в какой подквадрат попадает (при этом соседние отрезки переходят в соседние по стороне подквадраты), для каждого маленького отрезка определяют координаты точек подквадрата, в которые попадают его начало, конец и середина, далее каждый маленький отрезок делится на девять частей и проводятся аналогичные построения, и т.д. до размера конгруэнтных подквадратов приблизительно равному размеру пикселя, определяют конгруэнтные подквадраты равными пикселю при формировании минимальной начальной ячейки единичного квадрата-образа, сканирование на нулевом шаге начальной ячейки (направление рекурсии) стартует по минимальной N-образной диагональной кривой Пеано с 9-м фрактальным родом, от начала в левом нижнем угле единичного квадрата, начала отрезка, в правый верхний угол единичного квадрата-образа, конец отрезка, на первом шаге, по пути с направлением обхода вверх от начала единичного квадрата-образа и далее вверх, затем поворот вправо, вниз, вниз, вправо, вверх, вверх к концу единичного квадрата-образа; формируемая начальная ячейка (3×3=9) при р=1 является фасетом8 (8 Фасет - скошенная грань чего-либо.) (pFas), где р - шаг рекурсии;- at the initial stage, when implementing the minimum N-shaped scanning (MNC), a unit square-image (K 0 1) with side 1 of the processed image is divided into nine congruent 7 ( 7 Congruence (lat.congruens - proportional, corresponding, coinciding) of two figures or two parts of one figure, if one of them can be translated into another by shifting, rotating and mirroring (or their composition) sub-squares and the corresponding unit segment [0; 1] (O 0 1) is also divided into nine equal segments and the sub-squares are numbered sequentially (K 1 1; K 1 2; K 1 3; K 1 4, ..., K 1 9), K 1 1 neighbor K 1 2, K 1 2 neighbor K 1 3 and K 1 3 neighbor K 1 4, etc. and a segment into 9 identical parts (segments O 1 1, O 1 2, O 1 3, O 1 4, ..., O 1 9), the beginning of the curve is selected in the lower left corner, and the end is in the upper right and determines which segment into which sub-square falls (in this case, adjacent segments pass into sub-squares adjacent on the side), for each small segment, coordinates m are determined points of the sub-square, into which its beginning, end and middle fall, then each small segment is divided into nine parts and similar constructions are carried out, etc. until the size of congruent sub-squares is approximately equal to the size of the pixel, the congruent sub-squares are determined equal to the pixel when forming the minimum initial cell of the unit square-image, scanning at the zero step of the initial cell (recursion direction) starts along the minimum N-shaped diagonal Peano curve with the 9th fractal genus, from the beginning in the lower left corner of the unit square, the beginning of the segment, to the upper right corner of the unit square-image, the end of the segment, at the first step, along the path with the direction of traversing up from the beginning of the unit square-image and further up, then turning to the right, down, down, right, up, up to the end of the unit square-image; the formed initial cell (3 × 3 = 9) at p = 1 is facet 8 ( 8 Facet is a beveled face of something.) (pFas), where p is the recursion step;

- сканирование, реализующее минимальное N-образное сканирование (MNC), RAW изображения объекта осуществляют циклически по дискретному квадратному фасету, построенным на основе сканирования по правилам кривой заполняющей плоскость (КЗП), с установкой начала и направления рекурсии, в виде минимальной N-образной диагональной кривой Пеано с 9-м фрактальным родом, для которой начальную ячейку сканирования (квадрат-образ) задают дискретным исходным единичным квадратом-образом, состоящим из девяти клеток (3×3=9) и имеющим четыре грани (стороны), начало и конец которого расположены в противоположных вершинах единичного квадрата-образа;- scanning that implements the minimum N-shaped scanning (MNC), RAW images of the object are carried out cyclically along a discrete square facet, built on the basis of scanning according to the rules of the curve filling the plane (CPF), with the setting of the beginning and direction of recursion, in the form of a minimum N-shaped diagonal a Peano curve with a 9th fractal genus, for which the initial scanning cell (square-image) is set by a discrete initial unit square-image consisting of nine cells (3 × 3 = 9) and having four faces (sides), the beginning and end of which are located at opposite vertices of the unit square-image;

- обход подквадратов при минимальном N-образном сканировании (MNC) совершается путем переходов через операторы вращения (w) от одного к другому по принципу соседства по стороне, а переход через подквадрат осуществляют через его центр, далее устанавливается взаимно однозначное соответствие между отрезками и подквадратами, так чтобы соседние отрезки переходили через операторы вращения (w) в соседние (по стороне) подквадраты, т.е. O11 в К11, О12 в К12 и т.д., для построения дальнейших направлений рекурсий различают три типа операторов вращения (w) для обхода: описанный выше оператор вращения w1 вверх как начальный (1Fas1) от начала единичного квадрата-образа, оператор вращения w2 как зеркальный от 1Fas1 в правую сторону (1Fas2), оператор вращения w3 как зеркальный от 1Fas2 вниз (1Fas3), а для получения последующего направления рекурсий применяют 2Fas (р=2, со стороной в 9 клеток, 9×9=81), где начало задает конец 1Fas и т.д.;- bypassing the sub-squares with minimal N-shaped scanning (MNC) is performed by transitions through the rotation operators (w) from one to the other according to the principle of side proximity, and the transition through the sub-square is carried out through its center, then a one-to-one correspondence is established between the segments and sub-squares, so that adjacent segments pass through the rotation operators (w) into adjacent (on the side) sub-squares, i.e. O 1 1 in K 1 1, O 1 2 in K 1 2, etc., to construct further directions of recursion, three types of rotation operators (w) for traversing are distinguished: the above rotation operator w1 upward as the initial one (1Fas1) from the beginning unit square-image, the rotation operator w2 as a mirror from 1Fas1 to the right (1Fas2), the rotation operator w3 as a mirror from 1Fas2 down (1Fas3), and to obtain the subsequent direction of recursions, 2Fas is used (p = 2, with a side of 9 cells, 9 × 9 = 81), where the start specifies the end of 1Fas, etc .;

- на основе вышеуказанных операторов вращений w выполняют обход в последовательности с начальным движением в подквадрат вверх от 1Fas и далее: начало→w1→w1→w2→w3→w3→w2→w1→w1→конец, а формирование кривой сканирования осуществляется путем соединения центров подквадратов линией по порядку обхода, получившихся на втором делении, входя в подквадрат К11 в левом нижнем углу, а заканчивая в правом верхнем углу, строится кривая Пеано последовательным обходом всех подквадратов, получившихся на предыдущем делении, который остается тем же (К11→K12→K13→K14→…→K19) и доопределяет расположение образов точек отрезка и правило обхода в каждом подквадрате Кni с точностью до поворота подобно правилу обхода в исходном единичном квадрате К01, определяя кривую Пеано как фрактал9 (9 Самоподобной геометрической фигурой называют фигуру, которую можно разрезать на конечное число одинаковых фигур, подобных ей самой. Объекты, обладающие таким свойством, американский математик Бенуа Мандельброт предложил называть фракталами (от лат. frangere - "ломать", "разбивать").;- on the basis of the above operators of rotations w, they traverse in a sequence with the initial movement to a sub-square up from 1Fas and further: start → w1 → w1 → w2 → w3 → w3 → w2 → w1 → w1 → end, and the formation of the scanning curve is carried out by connecting the centers sub-squares with a line in the order of traversal, obtained on the second division, entering the sub-square K 1 1 in the lower left corner, and ending in the upper right corner, a Peano curve is built by sequentially traversing all the sub-squares obtained in the previous division, which remains the same (K 1 1 → K 1 2 → K 1 3 → K 1 4 →… → K 1 9) and redefines the location of the images of the points of the segment and the traversal rule in each sub-square K n i up to a rotation similar to the traversal rule in the original unit square K 0 1, defining the Peano curve as a fractal 9 ( 9 A self-similar geometric figure is a figure that can be cut into a finite number of identical figures similar to itself. Objects with such a property, American mathematician Benoit Mandelbrot pr He proposed to be called fractals (from lat. frangere - "break", "break") .;

- на этапе обработки осуществляют вейвлет-преобразование в виде преобразования Хаара над значением сигналов каждого пикселя от сосканированного множества значений состояний изображений датчика изображений, полученное при преобразовании Хаара значение каждого пикселя поступает на обработку изображений для восстановления с помощью фильтра в виде фильтра решения обратной задачи от оптической передаточной функции элемента оптической системы формирования RAW изображений, после чего осуществляют коррекцию обработки изображения и по окончанию обработки изображения осуществляют обратное преобразование Хаара над множеством изображений,- at the processing stage, a wavelet transform is carried out in the form of a Haar transform over the signal value of each pixel from the scanned set of image states of the image sensor, the value of each pixel obtained by the Haar transform is fed to image processing for reconstruction using a filter in the form of a filter for solving the inverse problem from the optical the transfer function of an element of the optical system for forming RAW images, after which the image processing is corrected, and at the end of the image processing, the inverse Haar transform is performed over the set of images,

- на этапе минимальном N-образном рекурсивной развертки (MNP) полученное восстановленное после обратного вейвлет-преобразования значение запоминается в блоке памяти вычислителя по координате измерения номера хранения

Figure 00000063
согласованное со сканированием по закону MNP, представляя плоскость в координатах вращения (w), носителем которых является фасет - квадрат pFas с точкой этой плоскости
Figure 00000064
, имеющего свой центр (ху), со стороной 3p и площадью 9р, где р=0…N, при этом N задает сторону единичного квадрата, в который вкладывают габарит исходного изображения; при р=0 (0Fas) точка вырождается в пиксель;- at the stage of the minimum N-shaped recursive sweep (MNP), the value obtained restored after the inverse wavelet transform is stored in the memory block of the calculator according to the measurement coordinate of the storage number
Figure 00000063
consistent with scanning according to the MNP law, representing the plane in rotation coordinates (w), the carrier of which is the facet - square pFas with the point of this plane
Figure 00000064
, having its center (xy), with a side of 3 p and an area of 9 p , where p = 0 ... N, while N sets the side of the unit square in which the size of the original image is inserted; at p = 0 (0Fas) the point degenerates into a pixel;

при р>0 разбивается плоскость на

Figure 00000065
независимых точек (подквадратов);for p> 0, the plane is divided into
Figure 00000065
independent points (sub-squares);

параметры х, у для Q - это его центр на плоскости;parameters x, y for Q are its center on the plane;

в результате образуют многокоординатное пространство точки Q: две координаты декартового измерения (x, у), координата измерения вращения (w), координата измерения размера граней фасета pFas, координата измерения номера хранения

Figure 00000066
в памяти вычислителя Fp;as a result, the multi-coordinate space of the point Q is formed: two coordinates of the Cartesian dimension (x, y), the coordinate of the rotation measurement (w), the coordinate of the dimension of the facet facet pFas, the coordinate of the measurement of the storage number
Figure 00000066
in the memory of the calculator F p ;

общим для этих координат является отображение декартовой плоскости в память при взаимно однозначном и непрерывном отображении точки

Figure 00000067
в память вычислителя Fp, причем переход на последующий фасет сканирования RAW изображения происходит после полного заполнения соответствующего фасета развертки блока в памяти вычислителя Fp, а окончание восстановления изображения осуществляется после заполнения всей площади развертки изображения.common to these coordinates is the mapping of the Cartesian plane into memory with a one-to-one and continuous mapping of the point
Figure 00000067
into the memory of the calculator F p , and the transition to the next facet of the RAW image scanning occurs after the corresponding facet of the block scan in the memory of the calculator F p is completely filled, and the end of image recovery is carried out after filling the entire scan area of the image.

Система построения и обработки изображения, реализующая предложенный способ, содержит блок формирования изображений с использованием датчика изображений, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветовых фильтров, образующих блок разделения для разделения данных изображения множества цветов цветовых фильтров на данные изображения с аналоговыми запоминающими устройствами на выходе, соответствующих цветов цветовых фильтров в компоновке Байера, канал обработки сигнала, содержащий блок обработки сигналов, который реализован на соответствующем фильтре, полученном на основе обратной функции от свертки фильтрованного сигнала с ядром в виде оптической передаточной функции оптического элемента системы формирования изображений, блок коррекции сигнала, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а выход с выходом канала обработки сигнала, и блок отображения, выходы блока разделения цветов соединены с входами блока сканирования изображения, информационный выход которого соединен с информационным входом канала обработки сигнала, причем блок сканирования изображения состоит из блоков мультиплексоров и блока задания адреса, для сканирования RAW изображения по диагональной минимальной N-образной кривой Пеано, с сохранением исходной топологической и корреляционной связности двумерного изображения, в систему дополнительно введены вход начала сканирования, а в канал обработки сигнала дополнительно введен блок вейвлет-преобразования, на примере блока преобразования Харра, а также блок обратного преобразования Хаара, блок развертки, содержащий блок аналоговых демультиплексоров и блок аналоговых запоминающих устройств, и блок отображения, кроме этого десять элементов задержки сигнала и элемент "ИЛИ", причем адресные входы блока мультиплесоров подключены к выходам блока задания адресов, информационный выход блока сканирования изображения соединен с информационным входом канала обработки сигнала, который состоит из последовательно расположенных блока преобразования Харра, блока обработки сигналов, информационный выход которого соединен с информационным входом блока коррекции сигнала, выход которого через выход канала обработки сигнала подключен к информационному входу блока обратного преобразования Хаара, информационный выход последнего соединен с входом блока развертки, вход которого соединен с информационным входом блока демультиплексоров, адресные входы которого соединены с информационными выходами блока задания адресов блока сканирования изображения, а информационные выходы блока демультиплексоров соединены с информационными входами блока аналоговых запоминающих устройств и далее через выходы блока развертки с входами блока отображения, вход первого элемента задержки сигнала соединен с входами записи выходных аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) цветовых фильтров блока разделения цветов, а выход первого элемента задержки сигнала подключен к входу установки в исходное состояние блока задания адресов, счетный вход которого через второй элемент задержки сигнала с входом тактирования блока мультиплексоров блока сканирования изображения, выход окончания мультиплексирования блока сканирования изображения соединен с входом тактирования блока преобразования Хаара и через третий элемент задержки сигнала с входом тактирования блока обработки сигнала и входом четвертого элемента задержки сигнала, выход которого соединен с входом тактирования блока коррекции сигнала и через пятый элемент задержки сигнала с входом тактирования обратного преобразования Хаара блока обратного преобразования Хаара и далее через шестой элемент задержки соединен с входом тактирования блока демультиплексоров, выход шестого элемента задержки соединен также через седьмой элемент задержки с входом тактирования блока аналоговых запоминающих устройств блока развертки и далее через десятый элемент задержки сигнала со счетным входом блока задания адресов блока сканирования изображения, а через восьмой элемент задержки сигнала с входом тактирования блока отображения и далее через девятый элемент задержки сигнала с первым входом элемента "ИЛИ", второй вход которого соединен с входом начала сканирования системы, а выход с входом первого элемента задержки сигнала.An image construction and processing system that implements the proposed method comprises an imaging unit using an image sensor having a plurality of pixels, wherein each pixel of the image sensor is covered with one of a plurality of color filters forming a separation unit for separating the image data of a plurality of colors of color filters into image data with analog memory devices at the output corresponding to the colors of the color filters in the Bayer arrangement, a signal processing channel containing a signal processing unit, which is implemented on the corresponding filter obtained on the basis of the inverse function of the convolution of the filtered signal with a kernel in the form of an optical transfer function of an optical element of the formation system images, the signal correction unit, the input of which is connected to the output of the signal processing unit, and the output to the output of the signal processing channel, and the display unit, the outputs of the color separation unit are connected to the inputs of the scanning unit image processing, the information output of which is connected to the information input of the signal processing channel, and the image scanning unit consists of multiplexer units and the address setting unit, for scanning the RAW image along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, while maintaining the original topological and correlation connectivity of the two-dimensional image, an input for the start of scanning was additionally introduced into the system, and a wavelet transform unit was additionally introduced into the signal processing channel, using the example of a Harr transform unit, as well as an inverse Haar transform unit, a scanning unit containing an analog demultiplexer unit and an analog memory unit, and a display unit, in addition, ten signal delay elements and an "OR" element, and the address inputs of the multiplexer unit are connected to the outputs of the address setting unit, the information output of the image scanning unit is connected to the information input of the signal processing channel, which consists of from sequentially located Harr conversion unit, signal processing unit, the information output of which is connected to the information input of the signal correction unit, the output of which through the signal processing channel output is connected to the information input of the inverse Haar conversion unit, the information output of the latter is connected to the input of the scanner, the input of which is connected with the information input of the demultiplexer unit, the address inputs of which are connected to the information outputs of the block for setting the addresses of the image scanning unit, and the information outputs of the demultiplexer unit are connected to the information inputs of the analog memory unit and then through the outputs of the scanner with the inputs of the display unit, the input of the first signal delay element is connected with recording inputs of output analog storage devices (AAM) of color filters of the color separation unit, and the output of the first signal delay element is connected to the input of the installation in the initial state of the block back The output of the multiplexing end of the image scanning unit is connected to the timing input of the Haar transform unit and through the third signal delay element to the timing input of the signal processing unit and the input of the fourth delay element signal, the output of which is connected to the clock input of the signal correction unit and through the fifth signal delay element to the inverse Haar transform clock input of the inverse Haar transform unit and then through the sixth delay element is connected to the clock input of the demultiplexer unit, the output of the sixth delay element is also connected through the seventh delay element with the clock input of the analog memory block of the scanner and then through the tenth signal delay element with the counting input of the block for setting the addresses of the image scanning unit, and through the eighth element signal delay with the clock input of the display unit and then through the ninth signal delay element with the first input of the "OR" element, the second input of which is connected to the input of the system scan start, and the output with the input of the first signal delay element.

На фиг. 1, 2, 3 приведены нормы, равные радиусу вокруг точки фазового пространства (черная точка), изображенные для двумерного фазового пространства: фиг. 1 - L1 фиг. 2 - L2, фиг. 3 - L, на фиг. 4 минимальная диагональная10 (10 Кривые Пеано, начало и конец которых расположены в противоположных вершинах квадрата-образа, называют диагональными.) N-образная кривая 9 рода (кривая MNC) при p=1, на фиг. 5 минимальная диагональная N-образная кривая 9 рода (кривая MNC) при р=2, на фиг. 6 скейлинг11 (11 Масштабная инвариантность или скейлинг - свойство уравнений физики, сохранять свой вид при изменении всех расстояний и промежутков времени в одинаковое число раз.) - функция Хаара, на фиг. 7 представлена структурная схема системы построения и обработки динамического изображения (СПиОИ), а на фиг. 8 приведен пример реализации блока задания адреса (БЗА), в котором на основе двоичного кода формируется код кривой MNC.FIG. 1, 2, 3 show the norms equal to the radius around the point of the phase space (black point), depicted for the two-dimensional phase space: Fig. 1 - L 1 fig. 2 - L 2 , fig. 3 - L , in Fig. 4 is the minimum diagonal 10 ( 10 Peano curves, the beginning and end of which are located at opposite vertices of the square-image, are called diagonal.) An N-shaped curve of the 9th kind (MNC curve) at p = 1, in Fig. 5 is the minimal diagonal N-shaped curve of the 9th kind (curve MNC) for p = 2, in Fig. 6 scaling 11 ( 11 Scale invariance or scaling is a property of the equations of physics, to keep its form when all distances and time intervals change in the same number of times.) - Haar function, in Fig. 7 shows a block diagram of a system for constructing and processing a dynamic image (SPiOI), and FIG. 8 shows an example of the implementation of the address setting block (BZA), in which the code of the MNC curve is formed on the basis of the binary code.

Структурная схема (фиг. 7) системы построения и обработки изображения (СПиОИ) содержит блок формирования изображений (БФИ) 1 с использованием датчика изображений (ДИ) 2, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветовых фильтров (ЦФ) 3, образующих блок разделения (БР) 4 для разделения данных изображения множества цветов цветовых фильтров (ЦФ) 3 на данные изображения с аналоговыми запоминающими устройствами (АЗУ) на выходе, соответствующих цветов цветовых фильтров (ЦФ) 3 в компоновке Байера, блок сканирования изображения (БСИ) 5, который состоит из блоков мультиплексоров (БMUX) 6 и блока задания адреса (БЗА) 7, для сканирования RAW изображения по диагональной минимальной N- образной кривой Пеано, с сохранением исходной топологической и корреляционной связности двумерного изображения, вход начала сканирования 8, канал обработки сигнала (КОС) 9 в виде последовательно расположенных блока вейвлет-преобразования, на примере блока преобразования Харра (БПХ) 10, блок обработки сигналов (БОС) 11, причем блок обработки сигналов 11 реализованы на соответствующих фильтрах, полученных на основе обратной функции от свертки фильтрованного сигнала с ядром в виде оптической передаточной функции оптического элемента системы формирования изображений, причем упомянутый блок обработки изображений КОС 9 дополнительно выполнен с возможностью осуществлять обработку свертки для упомянутого фильтра, блок коррекции сигнала (БКС) 12, блок обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13, блок развертки (БР) 14, содержащий блок аналоговых демультиплексоров (БDMUX) 15 и блок аналоговых запоминающих устройств (БАЗУ) 16, а также блок отображения (БО) 17, десять элементов задержки сигнала τ1 18 - а τ10 27 и элемент "ИЛИ" 28.The block diagram (Fig. 7) of the system for constructing and processing an image (SPiOI) contains an imaging unit (BFI) 1 using an image sensor (ID) 2 having a plurality of pixels, and each pixel of the image sensor is covered with one of a plurality of color filters (CF ) 3 forming a separation unit (BR) 4 for separating the image data of a plurality of colors of color filters (CF) 3 into image data with analogue storage devices (CAM) at the output corresponding to the colors of the color filters (CF) 3 in the Bayer arrangement, an image scanning unit (BSI) 5, which consists of multiplexer units (BMUX) 6 and an address setting unit (BZA) 7, for scanning a RAW image along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, while maintaining the original topological and correlation connectivity of a two-dimensional image, scan start input 8 , the signal processing channel (KOS) 9 in the form of sequentially located wavelet transform blocks, for example, the block Harr transform (BPH) 10, signal processing unit (BFB) 11, and the signal processing unit 11 is implemented on the corresponding filters obtained on the basis of the inverse function of the convolution of the filtered signal with the kernel in the form of an optical transfer function of the optical element of the imaging system, and the said unit image processing KOS 9 is additionally configured to carry out convolution processing for the said filter, a signal correction unit (BCS) 12, an inverse Haar transform unit (BOPH) 13, a scanning unit (BR) 14, containing a block of analog demultiplexers (BDMUX) 15 and an analog block storage devices (BASE) 16, as well as a display unit (BO) 17, ten signal delay elements τ 1 18 - and τ 10 27 and an OR element 28.

Примеры реализации аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) можно найти в книге Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 512 с, например реализация на С. 284 рис. 17.17.Examples of the implementation of analog memory devices (ADS) can be found in the book Tietze W., Schenck K. Semiconductor Circuitry: A Reference Guide. Per. with him. M .: Mir, 1982. - 512 p., For example, implementation in S. 284 fig. 17.17.

Примеры реализации аналоговых мультиплексоров MUX (DMUX) (демультиплексоров) приведены в работе Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства: Учебное пособие для втузов. - СПб.: Политехника, 1996. - 885 с. на С. 461-472, например реализация на рис. 6.55.Examples of the implementation of analog multiplexers MUX (DMUX) (demultiplexers) are given in the work of Pukhalsky G.I., Novoseltseva T.Ya. Digital devices: a textbook for technical colleges. - SPb .: Polytechnic, 1996 .-- 885 p. on pp. 461-472, for example, the implementation in fig. 6.55.

В СПиОИ (фиг. 7) выходы блока разделения цветов (БРЦ) 4 соединены с входами блока сканирования изображения (БСИ) 5 для сканирования RAW через блок мультиплексоров (БMUX) 6 изображения по диагональной минимальной N-образной кривой Пеано, с сохранением исходной топологической и корреляционной связности двумерного изображения. Адресные входы блока мультиплесоров (БMUX) 6 подключены к выходам блока задания адресов (БЗА) 7. Информационный выход блока сканирования изображения (БСИ) 5 соединен с информационным входом канала обработки сигнала (КОС) 9. Канал обработки сигнала (КОС) 9 состоит из последовательно расположенных блока преобразования Харра (БПХ) 10, блока обработки сигналов (БОС) 11, причем блок обработки сигналов (БОС) 11 реализован на соответствующих фильтрах, полученных на основе обратной функции от свертки фильтрованного сигнала с ядром в виде оптической передаточной функции оптического элемента системы формирования изображений. Информационный выход блока обработки сигналов (БОС) 11 соединен с информационным входом блока коррекции сигнала (БКС) 12, выход которого через выход канала обработки сигнала (КОС) 9 подключен к информационному входу блока обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13. Информационный выход блока обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13 соединен с входом блока развертки (БР) 14, вход которого соединен с информационным входом блока демультиплексоров (БDMUX) 15, адресные входы которого соединены с информационными выходами блока задания адресов (БЗА) 7 блока сканирования изображения (БСИ) 5, а информационные выходы блока демультиплексоров (БDMUX) 15 соединены с информационными входами блока аналоговых запоминающих устройств (БАЗУ) 16 и далее через выходы блока развертки (БР) 14 с входами блока отображения (БО) 17.In SPiOI (Fig. 7), the outputs of the color separation unit (BRC) 4 are connected to the inputs of the image scanning unit (BSI) 5 to scan RAW through the multiplexer unit (BMUX) 6 of the image along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, while maintaining the original topological and correlation connectivity of a two-dimensional image. The address inputs of the multiplexer unit (BMUX) 6 are connected to the outputs of the address setting unit (BZA) 7. The information output of the image scanning unit (BSI) 5 is connected to the information input of the signal processing channel (COS) 9. The signal processing channel (COS) 9 consists of a series located Harr transformation unit (BPH) 10, signal processing unit (BFB) 11, and the signal processing unit (BFB) 11 is implemented on the corresponding filters obtained on the basis of the inverse function of the convolution of the filtered signal with the kernel in the form of an optical transfer function of the optical element of the formation system images. The information output of the signal processing unit (BFB) 11 is connected to the information input of the signal correction unit (BCS) 12, the output of which is through the output of the signal processing channel (COS) 9 is connected to the information input of the Haar inverse transformation unit (BOPH) 13. Information output of the inverse conversion unit Haar (BOPH) 13 is connected to the input of the scanner (BR) 14, the input of which is connected to the information input of the demultiplexer unit (BDMUX) 15, the address inputs of which are connected to the information outputs of the address setting unit (BZA) 7 of the image scanning unit (BSI) 5, and the information outputs of the demultiplexer unit (BDMUX) 15 are connected to the information inputs of the analog storage unit (BASE) 16 and then through the outputs of the scanner unit (BR) 14 with the inputs of the display unit (BO) 17.

Вход первого элемента задержки сигнала τ1 18 соединен с входами записи выходных аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) цветовых фильтров 3 блока разделения цветов (БРЦ) 4, а выход первого элемента задержки сигнала τ1 18 подключен к входу установки в исходное состояние блока задания адресов (БЗА) 7, счетный вход которого через второй элемент задержки сигнала τ2 19 соединен с входом тактирования блока мультиплексоров (БMUX) 6 блока сканирования изображения (БСИ) 5. Выход окончания мультиплексирования (БMUX) 6 блока сканирования изображения (БСИ) 5 соединен с входом тактирования блока преобразования Хаара (БПХ) 10 и через третий элемент задержки сигнала τ3 20 с входом тактирования блока обработки сигнала (БОС) 11 и входом четвертого элемента задержки сигнала τ4 21. Выход четвертого элемента задержки сигнала τ4 21 соединен с входом тактирования блока коррекции сигнала (БКС) 12 и через пятый элемент задержки сигнала τ5 22 с входом тактирования обратного преобразования Хаара блока обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13 и далее через шестой элемент задержки τ6 23 соединен с входом тактирования блока демультиплексоров (БDMX) 15. Выход шестого элемента задержки τ6 23 соединен также через седьмой элемент задержки τ7 24 с входом тактирования блока аналоговых запоминающих устройств (БАЗУ) 16 блока развертки (БР) 14 и далее через десятый элемент задержки сигнала τ10 27 со счетным входом блока задания адресов 7 блока сканирования изображения (БСИ) 5, а через восьмой элемент задержки сигнала τ8 25 с входом тактирования блока отображения (БО) 17 и далее через девятый элемент задержки сигнала τ9 26 с первым входом элемента "ИЛИ" 28. Второй вход элемента "ИЛИ" 28 соединен с входом начала сканирования 8 системы, а выход с входом первого элемента задержки сигнала τ1 18.The input of the first signal delay element τ 1 18 is connected to the recording inputs of the output analog storage devices (ADS) of the color filters 3 of the color separation unit (BRC) 4, and the output of the first signal delay element τ 1 18 is connected to the input of the installation in the initial state of the address setting unit ( BZA) 7, the counting input of which through the second signal delay element τ 2 19 is connected to the clock input of the multiplexer unit (BMUX) 6 of the image scanning unit (BSI) 5. The output of the end of multiplexing (BMUX) 6 of the image scanning unit (BSI) 5 is connected to the input clocking the Haar transform unit (BPH) 10 and through the third signal delay element τ 3 20 with the clock input of the signal processing unit (BFB) 11 and the input of the fourth signal delay element τ 4 21. The output of the fourth signal delay element τ 4 21 is connected to the clock input of the block signal correction (BCS) 12 and through the fifth signal delay element τ 5 22 with the clock input of the inverse Haar transform of the block about rat Haar transform (BOPH) 13 and then through the sixth delay element τ 6 23 is connected to the clock input of the demultiplexer unit (BDMX) 15. The output of the sixth delay element τ 6 23 is also connected through the seventh delay element τ 7 24 to the clock input of the analog memory block (BASE) 16 of the scanner (BR) 14 and then through the tenth signal delay element τ 10 27 with the counting input of the address setting unit 7 of the image scanning unit (BSI) 5, and through the eighth signal delay element τ 8 25 with the clock input of the display unit ( BO) 17 and further through the ninth signal delay element τ 9 26 with the first input of the OR element 28. The second input of the OR element 28 is connected to the input of the start of scanning 8 of the system, and the output to the input of the first signal delay element τ 1 18.

Рассмотрим реализацию способа на примере работы СПиОИ (фиг. 7).Let us consider the implementation of the method using the example of the work of SPiOI (Fig. 7).

Предварительно формируется матрица адресов для сканирования RAW изображения по диагональной минимальной N-образной кривой Пеано, которая размещается в блоке задания адреса (БЗА) 7. Для этого "измельчается" изображение путем его представления плоскостью в координатах вращения (w), носителем которых является фасет - квадрат pFas в виде диагональной минимальной N-образной кривой Пеано с точкой этой плоскости

Figure 00000068
, имеющего свой центр (ху), со стороной 3р и площадью 9р, где p=0…N, при этом N задает сторону единичного квадрата, в который вкладывают габарит исходного изображения. Такое "измельчание" изображения продолжается до тех пор пока DBS - статистика асимптотически не сведется к гауссовскому распределению с нулевым средним и соответствующим среднеквадратическим отклонением.A matrix of addresses is preliminarily formed for scanning a RAW image along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, which is placed in the address setting unit (BZA) 7. For this, the image is "refined" by representing it by a plane in rotation coordinates (w), the carrier of which is a facet - square pFas as a diagonal minimal N-shaped Peano curve with a point on this plane
Figure 00000068
, having its center (xy), with a side of 3 p and an area of 9 p , where p = 0 ... N, while N sets the side of the unit square in which the size of the original image is inserted. This "refinement" of the image continues until the DBS - statistics asymptotically reduce to a Gaussian distribution with zero mean and the corresponding standard deviation.

В блоке формирования изображений (БФИ) 1 используются датчики изображений (ДИ) 2, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветовых фильтров (ЦФ) 3, образующих блок разделения цветов (БРЦ) 4 для разделения множества цветов изображения цветовыми фильтрами 3 на R-, G- и B-компоненты в компоновке Байера, для последующей обработки по каждой компоненте в отдельности. Сигнал с соответствующего выхода блока разделения 4 сканируется блоком сканирования изображения (БСИ) 5 по закону диагональной минимальной N-образной кривой Пеано (фиг. 4, 5) с нормой L (максимальная норма), обеспечивающая нахождение наибольшего количества соседних точек (фиг. 3). При этом сохраняется исходная топологическая и корреляционная связности двумерного изображения.The imaging unit (IMU) 1 uses image sensors (ID) 2 having a plurality of pixels, with each pixel of the image sensor being covered by one of a plurality of color filters (CF) 3 forming a color separation unit (BRC) 4 to separate a plurality of image colors color filters 3 for R-, G- and B-components in the Bayer arrangement, for subsequent processing for each component separately. The signal from the corresponding output of the separation unit 4 is scanned by the image scanning unit (BSI) 5 according to the law of the diagonal minimum N-shaped Peano curve (Fig. 4, 5) with the L norm (maximum norm), which ensures finding the largest number of neighboring points (Fig. 3 ). At the same time, the original topological and correlation connectivity of the two-dimensional image is preserved.

Адресные входы блока мультиплексоров (БMUX) 6 подключены к выходам блока задания адресов (БЗА) 7. По команде по входу начала сканирования 8 блока сканирования изображения (БСИ) 5 блок задания адресов (БЗА) 7 устанавливается в исходное состояние. Сигнал с выхода блока мультиплексоров (БMUX) 6 блока сканирования изображения (БСИ) 5 поступает на вход канала обработки сигнала (КОС) 9. На входе канала обработки сигнала (КОС) 9 его входной сигнал преобразуется в сигнал-изображение блоком преобразования Хаара (БПХ) 10. Далее полученный сигнал-изображение преобразования Хаара обрабатывается блоком обработки сигналов (БОС) 11, причем блок обработки сигналов (БОС) 11 реализован на соответствующем фильтре, полученном на основе обратной функции от свертки фильтрованного сигнала с ядром в виде оптической передаточной функции оптического элемента системы формирования изображений. Сигнал с выхода блока обработки сигнала (БОС) 11 канала обработки сигнала (КОС) 9 поступает в блок коррекции сигнала (БКС) 12 и далее в блок обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13, где преобразуется в сигнал-оригинал по сигналу окончания коррекции сигнала с выхода блока коррекции сигнала (БКС) 12. Восстановленный сигнал поступает на развертку блоком развертки (БР) 14 через блок демодуляторов (БDMUX) 15 по адресу, установленному по адресному входу с выхода блока задания адреса (БЗА) 7, и поступает по информационным входа для записи в блок аналоговых запоминающих устройств (БАЗУ) 16 и далее в блок отображения (БО) 17, где формируется совместное изображение в компоновке Байера от цветов, выделенными для обработки цветными фильтрами (ЦФ) 3 блока разделения цветов (БРЦ) 4.The address inputs of the multiplexer unit (BMUX) 6 are connected to the outputs of the address setting unit (BZA) 7. On command at the start of scanning input 8 of the image scanning unit (BSI) 5, the address setting unit (BZA) 7 is set to its initial state. The signal from the output of the multiplexer unit (BMUX) 6 of the image scanning unit (BSI) 5 is fed to the input of the signal processing channel (COS) 9. At the input of the signal processing channel (COS) 9, its input signal is converted into a signal-image by the Haar transform unit (BPH) 10. Further, the obtained signal-image of the Haar transform is processed by the signal processing unit (BFB) 11, and the signal processing unit (BFB) 11 is implemented on the corresponding filter obtained on the basis of the inverse function of the convolution of the filtered signal with the kernel in the form of an optical transfer function of the optical element of the system imaging. The signal from the output of the signal processing unit (BFB) 11 of the signal processing channel (KOS) 9 enters the signal correction unit (BKS) 12 and then to the inverse Haar transform unit (BOPH) 13, where it is converted into the original signal by the signal of the end of signal correction with the output of the signal correction unit (BCS) 12. The reconstructed signal is fed to the scan by the scanning unit (BR) 14 through the demodulator unit (BDMUX) 15 at the address set at the address input from the output of the address setting unit (BZA) 7, and arrives at the information input for writing to the block of analog storage devices (BASE) 16 and then to the display unit (BO) 17, where a joint image in the Bayer arrangement is formed from the colors selected for processing with color filters (CF) 3 of the color separation unit (BRC) 4.

В СПиОИ для синхронизации последовательности обработки информационного сигнала от обрабатываемого изображения формируются на элементах задержки сигнала сигналы стробирования для каждого блока обработки сигнала. Все элементы задержки сигнала τ1 18 - τ10 27 могут быть объединены в единый блок управления и выбираются равными времени срабатывания блока, к входу которого они подключены, для надежного срабатывания данного блока и надежного установления сигнала на его выходе. Так сигнал записи аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) цветовых фильтров (ЦФ) 3 через первый элемент задержки сигнала τ1 18 устанавливает в начальное состояние сканирования блок задания адреса (БЗА) 7, а счетный вход блока задания адресов (БЗА) 7 через второй элемент задержки сигнала τ2 19 стробирует блок мультиплексоров (БMUX) 6. Сигнал с выхода окончания переключения блока мультиплексоров БMUX 6 стробирует блок преобразования Хаара 10 и через третий элемент задержки сигнала τ3 20 стробирует блок обработки сигнала (БОС) 11 и далее через четвертый элемент задержки сигнала τ4 21 стробирует блок обработки сигнала (БКС) 12. Сигнал с выхода четвертого элемента задержки сигнала τ4 21 через пятый элемент задержки сигнала τ5 21 стробирует блок обратного преобразования Хаара (БОПХ) 13 и далее через шестой элемент задержки сигнала τ6 23 стробирует по входу стробирования работу блока демультиплексоров (БDMUX) 15. Сигнал с выхода шестого элемента задержки сигнала τ6 23 после задержки на седьмом элементе задержки τ7 24 записывает по входу записи в блок аналоговых запоминающих устройств (БАЗУ) 16 блока развертки (БР) 14 сигнал с выхода блока демультиплексоров (БDMUX) 15. Сигнал с выхода седьмого элемента задержки τ7 24 через десятый элемент задержки сигнала τ10 27 поступает на счетный вход блока задания адреса (БЗА) 7 и переводит на последующий адрес для сканирования RAW сигнала через блок мультиплексоров БMUX 6 изображения по диагональной минимальной N-образной кривой Пеано, а также и адрес развертки блоком развертки (БР) 14. Через восьмой элемент задержки сигнала τ8 25 стробирует блок отображения (БО) 17 и через девятый элемент задержки сигнала τ9 26 и первый вход элемента "ИЛИ" 28 данный сигнал записывает по входу записи в выходные аналоговые запоминающие устройства (АЗУ) выходные сигналы цветовых фильтров (ЦФ) 3. Первоначальный запуск системы построения и обработки изображений осуществляется по входу начала сканирования 8 через второй вход элемента "ИЛИ" 28.In order to synchronize the sequence of processing the information signal from the processed image, strobe signals for each signal processing block are formed on the signal delay elements in the SPIE. All elements of the signal delay τ 1 18 - τ 10 27 can be combined into a single control unit and are chosen equal to the response time of the unit to the input of which they are connected, for reliable operation of this unit and reliable establishment of the signal at its output. So the recording signal of analog storage devices (ADS) of color filters (CF) 3 through the first signal delay element τ 1 18 sets the address setting unit (BZA) 7 to the initial scanning state, and the counting input of the address setting unit (BZA) 7 through the second delay element signal τ 2 19 strobes the multiplexer unit (BMUX) 6. The signal from the output of the end of switching of the multiplexer unit BMUX 6 strobes the Haar transform unit 10 and through the third signal delay element τ 3 20 strobes the signal processing unit (BFB) 11 and then through the fourth signal delay element τ 4 21 strobes the signal processing unit (BCS) 12. The signal from the output of the fourth signal delay element τ 4 21 through the fifth signal delay element τ 5 21 strobes the inverse Haar transform unit (BOPH) 13 and then through the sixth signal delay element τ 6 23 strobes at the gating input, the operation of the demultiplexer unit (BDMUX) 15. The signal from the output of the sixth signal delay element τ 6 23 after the delay n and the seventh delay element τ 7 24 records the signal from the output of the demultiplexer unit (BDMUX) 15 at the write input to the analog storage unit (BASE) 16 of the scanning unit (BR) 14. The signal from the output of the seventh delay element τ 7 24 through the tenth signal delay element τ 10 27 is fed to the counting input of the address setting unit (BZA) 7 and transfers to the next address for scanning the RAW signal through the BMUX 6 multiplexer unit the images along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, as well as the address of the scan by the scanning unit (BR) 14. Through the eighth signal delay element τ 8 25 strobes the display unit (BO) 17 and through the ninth signal delay element τ 9 26 and the first input of the OR element 28, this signal writes the output signals of the color filters at the write input to the output analog storage devices (AMU) (DF) 3. The initial start of the system for constructing and processing images is carried out at the input of the beginning of scanning 8 through the second input of the OR element 28.

Таким образом, MNC создает многокоординатное пространство точки Q:Thus, MNC creates a multi-dimensional point Q space:

- две координаты х, у,- two coordinates x, y,

- координата вращения (w),- rotation coordinate (w),

- координата вложенности точки в многокоординатном пространстве Q,is the nesting coordinate of a point in the multi-coordinate space Q,

- координата размера граней фасета pFas,- coordinate of the facet size of the pFas facet,

- координата вложений обрабатываемой точки из Op-1 в Qp,- coordinate of embeddings of the processed point from O p-1 to Q p ,

- адрес хранения

Figure 00000069
в памяти вычислителя Fp.- storage address
Figure 00000069
in the memory of the calculator F p .

Важным преимуществом представляемого способа является то, что в изображении по MNC (MNP), на базе начальной ячейки квадрат-образа (3×3=9) изображения при p=1, сформированному по заданному критерию релевантности (т.е. по информационной ценности для наблюдателя) в плоскости изображения, выполняют в форме топологически оптимальных управляемых вложений фасета квадрат-образа pFas по параметру p=1…10 по MNC. Причем "измельчание" изображения на этапе сканирования осуществляют до р=0 (0Fas), т.е. до пикселя, для которого DBS - статистика сканируемого ряда, погруженному в фазовое пространство изображения, сводится асимптотически к гауссовскому распределению с нулевым средним и соответствующим среднеквадратическим отклонением

Figure 00000070
что определяет возможность использования при фильтрации сканированного ряда фильтра Винера. Это определяет выбор способа сканирования и соответствующей развертки оптимальных с точки зрения его реализационной сложности и сохранения фрактальных и статистических свойств изображения при его преобразовании к одномерному виду.An important advantage of the presented method is that in the image according to MNC (MNP), on the basis of the initial cell of the square-image (3 × 3 = 9) of the image with p = 1, formed according to a given criterion of relevance (i.e., according to information value for observer) in the image plane are performed in the form of topologically optimal controlled embeddings of the square-image facet pFas with respect to the parameter p = 1 ... 10 according to MNC. Moreover, the "grinding" of the image at the scanning stage is carried out to p = 0 (0Fas), i.e. to the pixel for which DBS is the statistics of the scanned series, immersed in the phase space of the image, is asymptotically reduced to a Gaussian distribution with zero mean and the corresponding standard deviation
Figure 00000070
which determines the possibility of using the Wiener filter when filtering the scanned series. This determines the choice of the scanning method and the corresponding scan that are optimal from the point of view of its implementation complexity and preservation of the fractal and statistical properties of the image when it is converted to one-dimensional form.

Claims (18)

1. Способ построения и обработки изображений на множестве цветов в компоновке Байера для оптической системы формирования изображений с использованием датчика изображений, имеющего множество элементов оптической системы, в виде пикселей для формирования необработанного деградированного изображения объекта (RAW), при этом каждый пиксель датчика изображений для каждой части данных изображения соответствующего множества цветов в компоновке Байера покрывается одним из множества фильтров цветов, включающий:1. A method for constructing and processing images on a plurality of colors in the Bayer arrangement for an optical imaging system using an image sensor having a plurality of elements of the optical system in the form of pixels to form a raw degraded image of an object (RAW), with each pixel of the image sensor for each portion of the image data of the corresponding set of colors in the Bayer arrangement is covered by one of a variety of color filters, including: - этап разделения, на котором разделяют данные изображения множества цветов множеством цветных фильтров на множество изображения соответствующих - R - G - B цветов;a separation step in which the image data of a plurality of colors are divided by a plurality of color filters into a plurality of images of corresponding —R — G — B colors; - этап обработки изображений, на котором последовательно выполняют восстановление с помощью фильтра для каждой части данных изображения соответствующего множества цветов в компоновке Байера, разделенных на этапе разделения, с использованием множества соответствующих средств обработки изображений, после чего осуществляют коррекцию обработки изображения, отличающийся тем, что дополнительно содержит- an image processing step in which reconstruction with a filter is sequentially performed for each part of the image data of the corresponding plurality of colors in the Bayer arrangement, separated in the separation step, using a plurality of respective image processing means, and then image processing is corrected, characterized in that, in addition contains - этап минимального N-образного сканирования (МNС) RAW изображения - R - G - B цветов, прошедшего через оптическую систему формирования изображений;- the stage of the minimum N-shaped scanning (MNC) of the RAW image - R - G - B colors, passed through the optical imaging system; - этап обработки цветов каждого пикселя для данных изображения, подвергнутых обработке восстановления, выполняется посредством использования данных изображения множества цветов, как если бы это были данные изображения одного цвета;the step of processing the colors of each pixel for the image data subjected to the reconstruction processing is performed by using the image data of a plurality of colors as if it were image data of the same color; - этап минимальной N-образной рекурсивной развертки (MNP) обработанных данных изображения;- the stage of minimum N-shaped recursive scanning (MNP) of the processed image data; - этап восстановления каждого пикселя цветов для изображения в компоновке Байера;- the stage of restoration of each pixel of colors for the image in the Bayer arrangement; - на начальном этапе формирования минимального N-образного сканирования (MNC) единичный квадрат-образ (К01) со стороной 1 обрабатываемого изображения делится на девять конгруэнтных подквадратов и соответствующий единичный отрезок [0;1] (О01) также делится на девять равных отрезков и последовательно нумеруют подквадраты (К11; К12; К13; К14,…, К19), К11 сосед К12, К12 сосед К13 и К13 сосед К14 и т.д. и отрезок на 9 одинаковых частей (отрезки O11, O12, O13, O14,…, O19), выбирается начало кривой в левом нижнем углу, а конец в правом верхнем и определяют, какой отрезок в какой подквадрат попадает (при этом соседние отрезки переходят в соседние по стороне подквадраты), для каждого маленького отрезка определяют координаты точек подквадрата, в которые попадают его начало, конец и середина, далее каждый маленький отрезок делится на девять частей и проводятся аналогичные построения и т.д. до размера конгруэнтных подквадратов приблизительно, равного размеру пикселя, определяют конгруэнтные подквадраты равными пикселю при формировании минимальной начальной ячейки единичного квадрата-образа, сканирование на нулевом шаге начальной ячейки (направление рекурсии) стартует по минимальной N-образной диагональной кривой Пеано с 9-м фрактальным родом, от начала в левом нижнем углу единичного квадрата, начала отрезка, в правый верхний угол единичного квадрата-образа, конец отрезка, на первом шаге, по пути с направлением обхода вверх от начала единичного квадрата-образа и далее вверх, затем поворот вправо, вниз, вниз, вправо, вверх, вверх к концу единичного квадрата-образа; формируемая начальная ячейка (3×3=9) при р=1 является фасетом (pFas), где р - шаг рекурсии;- at the initial stage of the formation of the minimum N-shaped scan (MNC), the unit square-image (K 0 1) with side 1 of the processed image is divided into nine congruent sub-squares and the corresponding unit segment [0; 1] (O 0 1) is also divided into nine equal segments and sequentially number the sub-squares (K 1 1; K 1 2; K 1 3; K 1 4, ..., K 1 9), K 1 1 neighbor K 1 2, K 1 2 neighbor K 1 3 and K 1 3 neighbor K 1 4, etc. and a segment into 9 identical parts (segments O 1 1, O 1 2, O 1 3, O 1 4, ..., O 1 9), the beginning of the curve is selected in the lower left corner, and the end is in the upper right and determines which segment in what sub-square falls into (while neighboring segments pass into sub-squares adjacent on the side), for each small segment, the coordinates of the points of the sub-square are determined, where its beginning, end and middle fall, then each small segment is divided into nine parts and similar constructions are carried out, etc. etc. until the size of congruent sub-squares is approximately equal to the size of a pixel, congruent sub-squares are determined equal to a pixel when forming the minimum initial cell of a unit square-image, scanning at the zero step of the initial cell (recursion direction) starts along the minimum N-shaped diagonal Peano curve with the 9th fractal genus , from the beginning in the lower left corner of the unit square, the beginning of the segment, to the upper right corner of the unit square-image, the end of the segment, at the first step, along the path with the bypass direction upward from the beginning of the unit square-image and further up, then turning to the right, down , down, right, up, up to the end of the unit square-image; the formed initial cell (3 × 3 = 9) at p = 1 is a facet (pFas), where p is the recursion step; - минимальное N-образное сканирование (MNC) RAW изображения объекта осуществляют циклически по дискретному квадратному фасету, построенному на основе сканирования по правилам кривой, заполняющей плоскость (КЗП), с установкой начала и направления рекурсии, в виде минимальной N-образной диагональной кривой Пеано с 9-м фрактальным родом, для которой начальную ячейку сканирования (квадрат-образ) задают дискретным исходным единичным квадратом-образом, состоящим из девяти клеток (3×3=9) и имеющим четыре грани (стороны), начало и конец которого расположены в противоположных вершинах единичного квадрата-образа;- the minimum N-shaped scanning (MNC) of the RAW image of the object is carried out cyclically along a discrete square facet, built on the basis of scanning according to the rules of the curve filling the plane (SFC), with the setting of the beginning and direction of recursion, in the form of the minimum N-shaped diagonal Peano curve with The 9th fractal genus, for which the initial scanning cell (square-image) is set by a discrete initial unit square-image consisting of nine cells (3 × 3 = 9) and having four faces (sides), the beginning and end of which are located in opposite the vertices of the unit square-image; - обход подквадратов при минимальном N-образном сканировании (МNС) совершается путем переходов через операторы вращения (w) от одного к другому по принципу соседства по стороне, а переход через подквадрат осуществляют через его центр, далее устанавливается взаимно однозначное соответствие между отрезками и подквадратами, так чтобы соседние отрезки переходили через операторы вращения (w) в соседние (по стороне) подквадраты, т.е. O11 в К11, O12 в К12 и т.д., для построения дальнейших направлений рекурсий различают три типа операторов вращения (w) для обхода: оператор вращения w1 вверх как начальный (1Fas1) от начала единичного квадрата-образа, оператор вращения w2 как зеркальный от 1Fas1 в правую сторону (1Fas2), оператор вращения w3 как зеркальный от 1Fas2 вниз (1Fas3), а для получения последующего направления рекурсий применяют 2Fas (р=2, со стороной в 9 клеток, 9×9=81), где начало задает конец 1Fas и т.д.;- bypassing sub-squares with minimal N-shaped scanning (MNC) is performed by transitions through the rotation operators (w) from one to the other according to the principle of proximity along the side, and the transition through a sub-square is carried out through its center, then a one-to-one correspondence between the segments and sub-squares is established, so that adjacent segments pass through the rotation operators (w) into adjacent (on the side) sub-squares, i.e. O 1 1 in K 1 1, O 1 2 in K 1 2, etc., to construct further directions of recursions, three types of rotation operators (w) for traversing are distinguished: the operator of rotation w1 up as the initial one (1Fas1) from the beginning of the unit square -image, the rotation operator w2 as a mirror from 1Fas1 to the right (1Fas2), the rotation operator w3 as a mirror from 1Fas2 down (1Fas3), and to obtain the subsequent direction of recursions, 2Fas is used (p = 2, with a side of 9 cells, 9 × 9 = 81), where the start specifies the end of 1Fas, etc .; - на основе вышеуказанных операторов вращений w выполняют обход в последовательности с начальным движением в подквадрат вверх от 1Fas и далее: начало→w1→w1→w2→w3→w3→w2→w1→w1→конец, а формирование кривой сканирования осуществляется путем соединения центров подквадратов линией по порядку обхода, получившихся на втором делении, входя в подквадрат К11 в левом нижнем углу, а заканчивая в правом верхнем углу, строится кривая Пеано последовательным обходом всех подквадратов, получившихся на предыдущем делении, который остается тем же (К11→K12→K13→K14→…→K19) и доопределяет расположение образов точек отрезка и правило обхода в каждом подквадрате Кni с точностью до поворота подобно правилу обхода в исходном единичном квадрате К01, определяя кривую Пеано как фрактал;- on the basis of the above operators of rotations w, they traverse in a sequence with the initial movement to a sub-square up from 1Fas and further: start → w1 → w1 → w2 → w3 → w3 → w2 → w1 → w1 → end, and the formation of the scanning curve is carried out by connecting the centers sub-squares with a line in the order of traversal, obtained on the second division, entering the sub-square K 1 1 in the lower left corner, and ending in the upper right corner, a Peano curve is built by sequentially traversing all the sub-squares obtained in the previous division, which remains the same (K 1 1 → K 1 2 → K 1 3 → K 1 4 →… → K 1 9) and redefines the location of the images of the points of the segment and the traversal rule in each sub-square K n i up to a rotation similar to the traversal rule in the original unit square K 0 1, defining the Peano curve as a fractal; - на этапе обработки осуществляют вейвлет-преобразование в виде преобразования Хаара над значением сигналов каждого пикселя от сосканированного множества значений состояний изображений датчика изображений, полученное при преобразовании Хаара значение каждого пикселя поступает на обработку изображений для восстановления с помощью фильтра в виде фильтра решения обратной задачи от оптической передаточной функции элемента оптической системы формирования RAW изображений, после чего осуществляют коррекцию обработки изображения и по окончании обработки изображения осуществляют ее обратное преобразование Хаара над множеством изображений;- at the processing stage, a wavelet transform is carried out in the form of a Haar transform over the signal value of each pixel from the scanned set of image states of the image sensor, the value of each pixel obtained by the Haar transform is fed to image processing for reconstruction using a filter in the form of a filter for solving the inverse problem from the optical the transfer function of the element of the optical system for forming RAW images, after which the image processing is corrected, and upon completion of the image processing, its inverse Haar transformation is performed over the plurality of images; - на этапе минимальной N-образной рекурсивной развертки (MNP) полученное восстановленное после обратного вейвлет-преобразования значение запоминается в блоке памяти вычислителя Fp по координате измерения номера хранения
Figure 00000071
согласованное со сканированием по закону MNP, представляя плоскость в координатах вращения (w), носителем которых является фасет-квадрат pFas с точкой этой плоскости
Figure 00000072
, имеющий свой центр (ху), со стороной 3p и площадью 9p, где р=0…N, при этом N задает сторону единичного квадрата, в который вкладывают габарит исходного изображения; при р=0 (0Fas) точка вырождается в пиксель;
- at the stage of the minimum N-shaped recursive sweep (MNP), the value obtained recovered after the inverse wavelet transform is stored in the memory block of the calculator F p according to the measurement coordinate of the storage number
Figure 00000071
consistent with scanning according to the MNP law, representing the plane in rotation coordinates (w), the carrier of which is the facet square pFas with the point of this plane
Figure 00000072
, having its center (xy), with a side of 3 p and an area of 9 p , where p = 0 ... N, while N sets the side of the unit square in which the size of the original image is inserted; at p = 0 (0Fas) the point degenerates into a pixel;
при р>0 разбивается плоскость на
Figure 00000073
независимых точек (подквадратов);
for p> 0, the plane is divided into
Figure 00000073
independent points (sub-squares);
параметры x, у для Q - это его центр на плоскости;parameters x, y for Q is its center on the plane; в результате образуют многокоординатное пространство точки Q: две координаты декартового измерения (х, у), координата измерения вращения (w), координата измерения размера граней фасета pFas, координата измерения номера хранения
Figure 00000074
в памяти вычислителя Fp;
as a result, a multi-coordinate space of the point Q is formed: two coordinates of the Cartesian dimension (x, y), the coordinate of the rotation measurement (w), the coordinate of the dimension of the facet facet pFas, the coordinate of the measurement of the storage number
Figure 00000074
in the memory of the calculator F p ;
общим для этих координат является отображение декартовой плоскости в память при взаимно однозначном и непрерывном отображении точки
Figure 00000075
в память вычислителя Fp, причем переход на последующий фасет сканирования RAW изображения происходит после полного заполнения соответствующего фасета развертки блока в памяти вычислителя Fp, а окончание восстановления изображения осуществляется после заполнения всей площади развертки изображения.
common to these coordinates is the mapping of the Cartesian plane into memory with a one-to-one and continuous mapping of the point
Figure 00000075
into the memory of the calculator F p , and the transition to the next facet of the RAW image scanning occurs after the corresponding facet of the block scan in the memory of the calculator F p is completely filled, and the end of image restoration is carried out after filling the entire scan area of the image.
2. Система построения и обработки изображения, реализующая предложенный способ, которая содержит блок формирования изображений с использованием датчика изображений, имеющего множество пикселей, при этом каждый пиксель датчика изображений покрывается одним из множества цветовых фильтров, образующих блок разделения для разделения данных изображения множества цветов цветовых фильтров на данные изображения с аналоговыми запоминающими устройствами на выходе, соответствующих цветов цветовых фильтров в компоновке Байера, канал обработки сигнала, содержащий блок обработки сигналов, который реализован на соответствующем фильтре, полученном на основе обратной функции от свертки фильтрованного сигнала с ядром в виде оптической передаточной функции оптического элемента системы формирования изображений, блок коррекции сигнала, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а выход с выходом канала обработки сигнала, и блок отображения, выходы блока разделения цветов соединены с входами блока сканирования изображения, информационный выход которого соединен с информационным входом канала обработки сигнала, отличающаяся тем, что блок сканирования изображения состоит из блоков мультиплексоров и блока задания адреса, для сканирования RAW изображения по диагональной минимальной N-образной кривой Пеано, с сохранением исходной топологической и корреляционной связности двумерного изображения, в систему дополнительно введены вход начала сканирования, а в канал обработки сигнала дополнительно введен блок вейвлет-преобразования, на примере блока преобразования Харра, а также блок обратного преобразования Хаара, блок развертки, содержащий блок аналоговых демультиплексоров и блок аналоговых запоминающих устройств, и блок отображения, кроме этого, десять элементов задержки сигнала и элемент "ИЛИ", причем адресные входы блока мультиплесоров подключены к выходам блока задания адресов, информационный выход блока сканирования изображения соединен с информационным входом канала обработки сигнала, который состоит из последовательно расположенных блока преобразования Харра, блока обработки сигналов, информационный выход которого соединен с информационным входом блока коррекции сигнала, выход которого через выход канала обработки сигнала подключен к информационному входу блока обратного преобразования Хаара, информационный выход последнего соединен с входом блока развертки, вход которого соединен с информационным входом блока демультиплексоров, адресные входы которого соединены с информационными выходами блока задания адресов блока сканирования изображения, а информационные выходы блока демультиплексоров соединены с информационными входами блока аналоговых запоминающих устройств и далее через выходы блока развертки с входами блока отображения, вход первого элемента задержки сигнала соединен с входами записи выходных аналоговых запоминающих устройств (АЗУ) цветовых фильтров блока разделения цветов, а выход первого элемента задержки сигнала подключен к входу установки в исходное состояние блока задания адресов, счетный вход которого через второй элемент задержки сигнала с входом тактирования блока мультиплексоров блока сканирования изображения, выход окончания мультиплексирования блока сканирования изображения соединен с входом тактирования блока преобразования Хаара и через третий элемент задержки сигнала с входом тактирования блока обработки сигнала и входом четвертого элемента задержки сигнала, выход которого соединен с входом тактирования блока коррекции сигнала и через пятый элемент задержки сигнала с входом тактирования обратного преобразования Хаара блока обратного преобразования Хаара и далее через шестой элемент задержки соединен с входом тактирования блока демультиплексоров, выход шестого элемента задержки соединен также через седьмой элемент задержки с входом тактирования блока аналоговых запоминающих устройств блока развертки и далее через десятый элемент задержки сигнала со счетным входом блока задания адресов блока сканирования изображения, а через восьмой элемент задержки сигнала с входом тактирования блока отображения и далее через девятый элемент задержки сигнала с первым входом элемента "ИЛИ", второй вход которого соединен с входом начала сканирования системы, а выход с входом первого элемента задержки сигнала.2. An image construction and processing system that implements the proposed method, which comprises an imaging unit using an image sensor having a plurality of pixels, wherein each pixel of the image sensor is covered with one of a plurality of color filters forming a separation unit for separating the image data of a plurality of colors of color filters to the image data with analog memory devices at the output corresponding to the colors of the color filters in the Bayer arrangement, the signal processing channel containing the signal processing unit, which is implemented on the corresponding filter obtained on the basis of the inverse function of the convolution of the filtered signal with the kernel in the form of the optical transfer function of the optical element of the imaging system, the signal correction unit, the input of which is connected to the output of the signal processing unit, and the output to the output of the signal processing channel, and the display unit, the outputs of the color separation unit are connected to the inputs image scanning unit, the information output of which is connected to the information input of the signal processing channel, characterized in that the image scanning unit consists of multiplexer units and an address setting unit for scanning a RAW image along the diagonal minimum N-shaped Peano curve, while maintaining the original topological and correlation the connectivity of the two-dimensional image, the input of the start of scanning is additionally introduced into the system, and a wavelet transform block is additionally introduced into the signal processing channel, for example, the Harr transform block, as well as an inverse Haar transform block, a scanning block containing a block of analog demultiplexers and a block of analog memory devices, and a display unit, in addition, ten signal delay elements and an "OR" element, and the address inputs of the multiplexer unit are connected to the outputs of the address setting unit, the information output of the image scanning unit is connected to the information input of the processing channel and a signal, which consists of a series-located Harr transformation unit, a signal processing unit, the information output of which is connected to the information input of the signal correction unit, the output of which through the signal processing channel output is connected to the information input of the Haar inverse transformation unit, the information output of the latter is connected to the input of the unit sweep, the input of which is connected to the information input of the demultiplexer unit, the address inputs of which are connected to the information outputs of the block for setting the addresses of the image scanning unit, and the information outputs of the demultiplexer unit are connected to the information inputs of the analog memory unit and then through the outputs of the scanner with the inputs of the display unit, the input the first signal delay element is connected to the recording inputs of the output analogue storage devices (ADS) of the color filters of the color separation unit, and the output of the first signal delay element is connected to the input of the installation in and a similar state of the address setting unit, the counting input of which through the second signal delay element with the timing input of the multiplexer unit of the image scanning unit, the output of the multiplexing end of the image scanning unit is connected to the timing input of the Haar conversion unit and through the third signal delay element to the timing input of the signal processing unit and the input of the fourth signal delay element, the output of which is connected to the clock input of the signal correction unit and through the fifth signal delay element to the inverse Haar conversion clock input of the inverse Haar conversion unit and then through the sixth delay element is connected to the clock input of the demultiplexer unit, the output of the sixth delay element is also connected through the seventh delay element with the clock input of the analog memory block of the scanner and then through the tenth signal delay element with the counting input of the block for setting the addresses of the image scanning unit i, and through the eighth signal delay element with the clock input of the display unit and then through the ninth signal delay element with the first input of the "OR" element, the second input of which is connected to the input of the system scan start, and the output to the input of the first signal delay element.
RU2019124026A 2019-10-09 2019-10-09 Method of constructing and processing images and system for implementing thereof RU2728949C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124026A RU2728949C1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Method of constructing and processing images and system for implementing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124026A RU2728949C1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Method of constructing and processing images and system for implementing thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728949C1 true RU2728949C1 (en) 2020-08-03

Family

ID=72085838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124026A RU2728949C1 (en) 2019-10-09 2019-10-09 Method of constructing and processing images and system for implementing thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728949C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115294342A (en) * 2022-09-26 2022-11-04 荣耀终端有限公司 Image processing method and related device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252907A1 (en) * 2001-10-26 2004-12-16 Tsukasa Ito Image processing method, apparatus, and program
US20050190275A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Image capture device and controller of image capture device
US20120307119A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of driving the same, and camera system
RU2557067C1 (en) * 2010-05-11 2015-07-20 Кэнон Кабусики Кайся Image processing device and control method for image processing device
RU2589489C2 (en) * 2013-08-28 2016-07-10 Кэнон Кабусики Кайся Image forming apparatus, image forming system and method for actuation of image forming apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040252907A1 (en) * 2001-10-26 2004-12-16 Tsukasa Ito Image processing method, apparatus, and program
US20050190275A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Image capture device and controller of image capture device
RU2557067C1 (en) * 2010-05-11 2015-07-20 Кэнон Кабусики Кайся Image processing device and control method for image processing device
US20120307119A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of driving the same, and camera system
RU2589489C2 (en) * 2013-08-28 2016-07-10 Кэнон Кабусики Кайся Image forming apparatus, image forming system and method for actuation of image forming apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115294342A (en) * 2022-09-26 2022-11-04 荣耀终端有限公司 Image processing method and related device
CN115294342B (en) * 2022-09-26 2023-02-28 荣耀终端有限公司 Image processing method and related device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Joshi Digital image processing: An algorithmic approach
EP1227437B1 (en) A multiresolution based method for removing noise from digital images
Candocia et al. Super-resolution of images based on local correlations
EP3120322B1 (en) Method for processing input low-resolution (lr) image to output high-resolution (hr) image
CN109360148B (en) Remote sensing image super-resolution reconstruction method and device based on mixed random downsampling
US6731806B1 (en) Region growing based noise reduction method for digital images
DE69607355T2 (en) IMAGE ROTATION
CN108288256A (en) Multispectral mosaic image restoration method
CN111815708B (en) Service robot grabbing detection method based on dual-channel convolutional neural network
RU2728949C1 (en) Method of constructing and processing images and system for implementing thereof
CN113395415A (en) Camera data processing method and system based on noise reduction technology
Kannan et al. Performance comparison of various levels of fusion of multi-focused images using wavelet transform
Christopoulos et al. Cloudtran: Cloud removal from multitemporal satellite images using axial transformer networks
Jagalingam et al. Pixel level image fusion—a review on various techniques
CN112489103A (en) High-resolution depth map acquisition method and system
Sundar et al. Design and analysis of fusion algorithm for multi-frame super-resolution image reconstruction using framelet
US7133569B1 (en) Aliasing artifact attenuation system
CN111401453A (en) Mosaic image classification and identification method and system
Yang et al. Sparse representation and SRCNN based spatio-temporal information fusion method of multi-sensor remote sensing data
CN114638761B (en) Full-color sharpening method, equipment and medium for hyperspectral image
Liaghati et al. An efficient method for lossless compression of bi-level ROI maps of hyperspectral images
US20020146179A1 (en) Method for minimal-logic non-linear filter implementation
CN111462256B (en) Water quality monitoring method and system based on computer vision
KR100717031B1 (en) 1-D image restoration using a sliding window method
Habibi et al. Bandwidth compression of multispectral data