| پایان نامه کارشناسی مهندسی نرم افزار نمایش های مختلف ماتریس اسپارس و کاربرد آن در پردازش تصویر
پایان نامه کارشناسی مهندسی نرم افزار نمایش های مختلف ماتریس اسپارس و کاربرد آن در پردازش تصویر
|
 |
| دسته بندی | کامپیوتر و IT |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 12 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 87 |
پایان نامه کارشناسی مهندسی نرم افزار نمایش های مختلف ماتریس اسپارس و کاربرد آن در پردازش تصویر
مقدمه:
مجموعه عملیات و روش هایی که برای کاهش عیوب و افزایش کیفیت ظاهری تصویر مورد استفاده قرار می گیرد، پردازش تصویر نامیده می شود.حوزه های مختلف پردازش تصویر را می توان شامل بهبود تصاویر مختلف پزشکی مانند آشکار سازی تومور های مغز یا پهنای رگ های خونی و ... ، افزایش کیفیت تصاویر حاصل از ادوات نمایشی مانند تصاویر تلویزیونی و ویدیویی، ارتقا متون و شکل های مخابره شده در رسانه های مختلف مانند شبکه و فاکس و همچنین بهبود کیفیت روش های کنترل توسط بینایی ماشین و درک واقعی تر مناظر توسط ربات ها دانست.
اگرچه حوزه ی کار با تصاویر بسیار گسترده است ولی عموما محدوده ی مورد توجه در چهار زمینه ی بهبود کیفیت ، بازسازی تصاویر مختل شده، فشرده سازی تصویر و درک تصویر توسط ماشین متمرکز می گردد. در اینجا سه تکنیک اول بررسی خواهد شد.از آنجایی که برای کار روی تصاویر با پیکسل ها سروکار داریم و هر پیکسل نشان دهنده ی یک عنصر از یک آرایه ی دوبعدی است، کار روی تصاویر همواره با کار روی ماتریس ها عجین شده است. ماتریس اسپارس یا ماتریس خلوت ، ماتریسی است که درایه های صفر آن زیاد باشد و در نتیجه ذخیره ی عناصر صفر مقرون به صرفه نیست و همواره سعی در کاهش ذخیره ی این عناصر است تا بتوان عملیات ماتریسی را سریع تر انجام داد.
در کار با تصویر با اینگونه ماتریس ها زیاد برخورد می کنیم . در این پروژه ابتدا تکنیک ها و روش های مختلف پردازش تصویر را معرفی می کنیم. در بخش بعد الگوریتم های موازی را شرح می دهیم که در GPU کاربرد دارند و با معماری موازی آشنا می گردیم. در بخش سوم برخی از الگوریتم های مربوط به ماتریس خلوت را مورد بررسی قرار می دهیم و در نهایت در بخش چهارم کاربرد این ماتریس ها را در پردازش تصویر معرفی خواهیم نمود.
و در آخر، پیاده سازی یکی از ا لگوریتم های مبحث فشرده سازی را روی تصاویر باینری، انجام خواهیم داد و با یکی از الگوریتم های فشرده سازی مربوط به تصاویر باینری به نام Run length coding مقایسه خواهیم نمود.
فهرست
مقدمه:1
بخش اول2
روش های پردازش تصویر2
1-1 تصویر دیجیتالی:3
2-1 تعریف رنگ و ویژگی های آن:5
1-2-1 فضای رنگ HSV :6
2-2-1 فضای رنگ RGB:9
3-1پردازش تصویر (Image Processing )10
دراینجا به تكنیك های مختلف پردازش تصاویر در سطح مقدماتی خواهیم پرداخت .11
1-3-1 بهبود كیفیت تصویر( image enhancement ) :11
1-1-3-1بهبود کیفیت تصویر در حوزه مکان :11
2-1-3-1 بهبود کیفیت تصویر در حوزه فرکانس :19
2-3-1 بازسازی تصاویر:25
نویز گوسی:26
نویز ریلی:26
نویز ارلانگ ( گاما ) :26
نویز نمایی :27
نویز یکنواخت :27
نویز ضربه ( نمک و فلفل ) :27
فیلتر میانگین ریاضی :29
فیلتر میانگین هندسی :29
فیلتر میانه:29
فیلترهای بیشینه و کمینه :30
فیلتر نقطه میانی :30
3-3-1 کدینگ و فشرده سازی تصویر:30
4-3-1 قطعه بندی تصویر ( Image segmentation ) :33
1-4-3-1 روش های مبتنی بر از مشتق اول:36
فیلترهای مشتق گیر prewitt39
فیلترهای مشتق گیر sobel39
2-4-3-1 روش مبتنی بر مشتق دوم یا لاپلاس:40
بخش دوم42
الگوریتم های موازی42
1-2 الگوریتم های موازی:43
2-2 معماری موازی:44
بخش سوم47
ماتریس اسپارس(خلوت)47
1-3 الگوریتم های ذخیره ماتریس اسپارس:48
1-3-1 Coordinate storage (COO) در این روش به جای ذخیره همه عناصر فقط عناصر غیر صفر را ذخیره می کنیم . عناصر غیر صفر را در آرایه ی val ، اندیس سطرعنصر مورد نظر را در خانه متناظرش در آرایه row_ind ، اندیس ستون عنصر مورد نظر را در خانه متناظرش در آرایه col_ind ذخیره می کنیم .48
تحلیل زمان اجرای ذخیره سازی : الگوریتم ذخیره سازی از درجه n2 می باشد .48
2-3-1 روش CRS49
پیاده سازی :50
تحلیل زمان اجرای ذخیره سازی : همان طور که مشاهده می شود الگوریتم ذخیره سازی ماتریس اسپارس به روش CRS از درجه n2 است .51
3-3-1 روش CCS52
تحلیل حافظه مصرفی : در این روش به جای n2 خانه لازم در روش معمولی برای ذخیره سازی ، تنها به2Nnze+n+1 خانه حافظه نیاز داریم .53
4- 3-1 (CDS ) Compresses diagonal storage54
تحلیل زمان اجرای ضرب:57
تحلیل زمان اجرای ذخیره سازی :57
6-3-1 The transpose jagged diagonal format57
تحلیل زمان اجرای ضرب:59
7-3-1 Robs Alorithm59
بخش چهارم62
کاربرد ماتریس اسپارس در پردازش تصاویر62
1-4 (GPU) Graphic Processing Unit:63
2-4 پردازش تصویر و GPU :64
3-4 مقایسه ی دو الگوریتم:66
نتیجه گیری:71
ضمیمه 173
ضمیمه 280
منابع:84
دولت و امنیت اجتماعی در قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران 