ПРИКАСПИЙСКИЙ ЖУРНАЛ

УПРАВЛЕНИЕ И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Быстродействующий алгоритм оптимизации тоновой аппроксимации монохромных растровых изображений

Читать

Агаджанян А. Г. Быстродействующий алгоритм оптимизации тоновой аппроксимации монохромных растровых изображений // Прикаспийский журнал:  управление и высокие технологии. — 2018. — №2. — Стр. 95-103.

Агаджанян А. Г. - аспирант, Донской государственный технический университет, 344002, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, foralbert92@gmail.com

Обоснована целесообразность использования тоновой аппроксимации монохромных мультитоновых изображениий. Процедура тоновой аппроксимации заключается в понижении размерности цветовой (тоновой) палитры изображения и реализуется заменой оригинальных тонов на аппроксимирующие. Главной проблемой рассматриваемой задачи является подбор конкретных аппроксимирующих тонов, т.е. нахождение оптимальной структуры аппроксимирующей палитры. С целью оптимизации тоновой аппроксимации монохромных растровых изображений в ранее опубликованных коллективных работах автора разработан и экспериментально исследован гибридный алгоритм. Его особенностью является двухэтапная обработка изображения. Первый этап подразумевает использование модифицированного эволюционно-генетического алгоритма с целью сокращения области поиска оптимальной аппроксимирующей палитры. Второй этап гибридного алгоритма предполагает реализацию простого, но эффективного алгоритма перебора ближайшей окрестности субоптимального решения, которое, как предполагается, было найдено на первом этапе. Это позволяет гарантированно обеспечить экстремальную аппроксимирующую палитру согласно выбранному критерию оптимизации. Настоящая статья посвящена сравнению гибридного алгоритма с авторскими модификациями известного алгоритма кластеризация k -средних, который является популярным решением рассматриваемой задачи. Экспериментальное исследование продемонстрировало однозначное преимущество гибридного алгоритма в сравнении с модифицированным алгоритмом k -средних в отношении временных затрат и точности решения. Также в рамках исследования рассматривается новый метод, предложенный автором, который предполагает использование координатно сжатой матрицы изображения для ускорения вычислительного процесса. Анализ полученных результатов продемонстрировал высокую эффективность данного подхода применительно к решению задачи тоновой аппроксимации изображений.

Ключевые слова: монохромные изображения, оптимизация тоновой аппроксимации, гибридный алгоритм, алгоритм k-средних, модификация метода, эволюционно-генетический алгоритм, квантование, monochrome images, optimization of tone approximation, hybrid algorithm, k-means algori