Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
АНАЛИЗ УПРАВЛЯЕМОСТИ НЕКОТОРЫХ ЦИФРОВЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
Д.А. Гужва , К.О. Север , А. А. Морозов2021-08-11Аннотация ▼Рассмотрены фильтры с конечной импульсной характеристикой и банки фильтров. Рас-
смотрено использование данных фильтров для слуховых аппаратов. Рассмотрены способы
компенсации потери слуха и способы повышения громкости с помощью широкополосного уси-
ления. Приведена схема метода цифровой обработки сигналов с использованием банка фильт-
ров, а также методика синтеза интерполяционных фильтров с малой вычислительной слож-
ностью. Также рассмотрено применение системы MATLAB для синтеза узкополосных нерекур-
сивных КИХ-фильтров, их процедура проектирования, методика и примеры. Фильтры с конеч-
ной импульсной характеристикой (КИХ) и банки фильтров обладают определенными свойст-
вами, которые гарантируют стабильность. Поэтому они популярны во многих приложениях,
таких как системы связи, обработка аудиосигналов, биомедицинские инструменты и так да-
лее. К сожалению, из-за большей длины волны стоимость реализации КИХ-фильтра обычно
выше, чем фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), отвечающий тем же
требованиям. Хорошо известно, что длина КИХ-фильтра обратно пропорциональна его пере-
ходной полосе пропускания. Поэтому недостаток становится острым, когда данный фильтр
имеет узкую полосу перехода. Основная цель - рассмотреть эффективные с вычислительной
точки зрения методы проектирования КИХ-фильтров и банков фильтров. Метод маскирова-
ния (FRM) приводит к значительной экономии количества множителей. Затем рассматрива-
ется 16-полосный блок цифровых КИХ-фильтров с неравномерным разнесением и низкой груп-
повой задержкой. Общая задержка значительно снижена в результате новой структуры
фильтра, которая снижает коэффициент интерполяции для фильтров-прототипов. Маски-
рующий фильтр может быть фильтром с интерполированной конечной импульсной характе-
ристикой (ИКИХ), который способствует снижению сложности. -
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ СПОСОБОВ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ ШУМА В ИЗОБРАЖЕНИИ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЗАШУМЛЕННОСТИ
К. О. Север , И.И. Турулин , Д.А. Гужва2021-08-11Аннотация ▼В современной технике фото- и видеосъемки любое изображение в процессе его фор-
мирования искажается под действием различных видов шумов. Существуют различные
виды шумов, но на практике наиболее часто встречаются модели импульсного и гауссов-
ского шума. Ослабление действия шумов достигается путём фильтрации. На данный мо-
мент не существует универсального фильтра, подавляющего данные типы шумов при раз-
личных интенсивностях искажения. Поэтому важным аспектом является определение
области применения каждого вида фильтра при подавлении шумов в изображении и созда-
нии типа фильтра, состоящего из синтеза сочетающего различные методы фильтрации
для оптимальной очистки изображения. В статье представлен сравнительный анализ
медианной фильтрации и фильтрации Винера для устранения импульсного и гауссовского
шума в изображении при разной степени зашумленности. Для моделирования использова-
лось одно изображение, искаженное отдельно импульсным и отдельно гауссовским шумом
с вероятностями искажения пикселей от 1 % до 99 % включительно. Фильтрация произво-
дилась с окнами, равными 3x3 и 5x5. В результате были получены численные оценки каче-
ства фильтрации изображений на основе пикового отношения сигнал-шум (PSNR). На ос-
нове полученных данных была проанализирована область применения исследуемых фильт-
ров, их модификации, достоинства и недостатки, а также приведены рекомендации по их
использованию. В результате сравнительного анализа исследуемых видов фильтрации для
зашумленных изображений было установлено, что медианный фильтр с окном 3х3 лучше
справляется с очисткой изображения от импульсного шума малой интенсивности и с ок-
ном 5х5 – с очисткой изображения средней интенсивности зашумления. Также медианный
фильтр лучше справляется с фильтрацией гауссовского шума при его средних и высоких
значениях среднеквадратичного отклонения. Фильтр Винера с окнами 3х3 и 5х5 лучше
фильтрует гауссовский шум при малых его значениях его среднеквадратичного отклоне-
ния. Также фильтр Винера лучше справляется с импульсным шумом относительно высо-
кой интенсивности зашумления. -
РЕАЛИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗДЕЛИМОГО ДВУМЕРНОГО ЦИФРОВОГО ФИЛЬТРА НА ПЛИС
К.О. Север , К.Н. Алексеев , И.И. Турулин2024-08-12Аннотация ▼В современных системах видеонаблюдения, в которых широко распространено использо-
вание технологии компьютерного зрения, наиболее важной информацией на изображении явля-
ются данные о контурах объектов и выделение мелких деталей. К системам предъявляются
жесткие требования, такие как: высокая скорость обработки информации с большого количе-
ства камер одновременно, работа в условиях плохого освещения объекта и под воздействием
внешних шумов (электромагнитных полей, коротких помех от высоковольтных линий передач).
Поэтому совершенствование методов обработки изображения с применением устройств рас-
параллеливания вычислений и построения многопоточной системы является актуальной зада-
чей. В данной работе для обработки изображения на ПЛИС разработан и смоделирован анизо-
тропный фильтр высоких частот 3x3. Описан алгоритм его построения в виде разделимого
векторного представления. Дано подробное описание о разработке эффективного разделимого
двумерного цифрового фильтра для повышения резкости и выделение границ объектов
RGB-изображений. Фильтр основан на синтезе предложенного анизотропного фильтра высо-
ких частот 3x3 и градиентного фильтра Собеля. Спроектирована соответствующая струк-
турная схема фильтра. По результатам обработки искаженного изображения можно сделать
вывод о том, что разработанный фильтр обладает свойством более равномерной детализации
и выделения объектов на изображении и менее подвержен гауссовскому шуму по сравнению с
градиентным фильтром Собеля и фильтром высоких частот Лапласа. Разработана схема кон-
вейера фильтра на ПЛИС для обработки одной плоскости RGB изображения. За счет использо-
вания разделимых фильтров предложенная реализация практически в 2 раза оптимальнее по
числу выполняемых операций сложения/вычитания, чем прямая реализация градиентного
фильтра Собеля 3х3 и анизотропного фильтра высоких частот 3х3. -
РЕКУРСИВНЫЙ РАЗДЕЛИМЫЙ ДВУМЕРНЫЙ ЦИФРОВЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ РЕЗКОСТИ RGB-ИЗОБРАЖЕНИЙ
К. О. Север , Д.А. Гужва , И. И. Турулин2024-01-05Аннотация ▼Важную роль в восприятии качества изображения играет резкость, то есть величина
градиента яркости в областях вблизи границ объектов. Данная характеристика отвечает за
четкость и детализацию мелких элементов изображения. Расфокусировка объектива каме-
ры и недостаточная освещенность являются основными факторами, которые могут при-
вести к размытию цифрового изображения. Для увеличения резкости используют различные
методы обработки, такие как фильтрация в частотной области, например применение бы-
строго преобразования Фурье для подчеркивания границ и текстур изображения. Примене-
ние данного типа фильтрации позволяет управлять контрастом и частотным содержанием
изображения, что приводит к улучшению визуального восприятия. Однако данный метод
имеет ряд существенных недостатков, таких как логарифмическая сложность и выполнение
дополнительных вычислений, связанных с прямым и обратным преобразованием Фурье. По-
этому предпочтительным методом повышения резкости изображения является так назы-
ваемая пространственная обработка, обеспечивающая прямую фильтрацию пикселей изо-
бражения без дополнительных преобразований, а повторное использование результатов об-
работки (рекурсивной составляющей) в фильтре позволяет сократить число операций,
уменьшить вычислительную сложность. В статье описана разработка эффективного ре-
курсивного разделимого двумерного цифрового фильтра для повышения резкости
RGB-изображений большой размерности. Приведены алгоритмы его построения, спроекти-
рованы соответствующие структурные схемы. Фильтр обладает свойством более равно-
мерной детализации объектов изображения, и менее подвержен созданию импульсного шума.
Также для исходного RGB-изображения высокого разрешения смоделирован фильтр размы-
тия, матрица которого заполняется по нормальному (гауссовому) закону. Для оценки каче-
ства фильтрации разработанный фильтр сравнивается с алгоритмом классической двумер-
ной свертки с ядром фильтра высоких частот Лапласа 5x5. -
8-ПОЛОСНЫЙ НЕОДНОРОДНЫЙ БАНК БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ РЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ДЛЯ СЛУХОВЫХ АППАРАТОВ
Д.А. Гужва , К. О. Север , И.И. Турулин2024-01-05Аннотация ▼Рассмотрены рекурсивные фильтры с конечной импульсной характеристикой и бан-
ки фильтров. Банк фильтров – это массив полосовых фильтров. Блок фильтров анализа
разделяет входной сигнал на несколько компонентов, причем каждый из подфильтров не-
сет один частотный поддиапазон исходного сигнала. Напротив, блок фильтров синтеза
объединяет выходные данные поддиапазонов для восстановления исходного входного сиг-
нала. В большинстве приложений определенные частоты являются более важными, чем
другие. Блоки фильтров могут изолировать различные частотные компоненты в сигнале.
Таким образом, мы можем приложить больше усилий для обработки более важных компо-
нентов и меньше усилий для обработки менее важных компонентов. Фильтры поддиапазо-
нов могут комбинироваться с понижающей или повышающей дискретизацией для форми-
рования банка многоскоростных фильтров. Банки фильтров широко используются для
распознавания речи и улучшения качества речи. В настоящее время банки фильтров рас-
ширили свое применение до обработки видео и изображений. Кроме того, блоки фильтровочень полезны в системах связи, включая цифровые приемники и передатчики, предвари-
тельное кодирование блоков фильтров для выравнивания каналов, дискретную многотоно-
вую модуляцию и слепое выравнивание каналов. Рассмотрено использование данных фильт-
ров для слуховых аппаратов. Разработан 8-полосный неоднородный банк рекурсивных
фильтров с конечной импульсной характеристикой (КИХ) с высокой вычислительной эф-
фективностью для слуховых аппаратов. Также приведено сравнение вычислительной
сложности (ВС) рекурсивного фильтра с конечной импульсной характеристикой (РКИХФ)
с вычислительной сложностью нерекурсивных фильтров с конечной импульсной характе-
ристикой (НКИХФ).
1 - 5 из 5 результатов
