Применение быстрого вейвлет-преобразования для анализа размеров объектов на изображении Текст научной статьи по специальности «Физика»

138

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ПРИМЕНЕНИЕ БЫСТРОГО ВЕИВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ АНАЛИЗА РАЗМЕРОВ ОБЪЕКТОВ НА ИЗОБРАЖЕНИИ

Семенов Владимир Ильич

Канд. техн. наук, доцент кафедры общей физики, ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары

Чучкалов Сергей Иванович

Доцент кафедры общей физики, ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары

Шурбин Александр Кондратьевич

Старший преподаватель кафедры общей физики, ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары

АННОТАЦИЯ

Представлены результаты анализа размеров элементов городской застройки, полученные посредством непрерывного быстрого вейвлет-преобразования космических снимков городского ландшафта. По сравнению с прямым численным интегрированием скорость вычисления увеличивается на несколько порядков за счет вычисления в частотной области.

ABSTRACT

The results of analysis of the size of urban elements are presented, which have been obtained through continuous fast wavelet-transform of satellite image of urban landscape. By means of the computing in the frequency domain the speed of calculation increased by several orders of magnitude in comparison with the direct numerical integration.

Ключевые слова: вейвлет-преобразование, кратномасштабный анализ, фрактал, спутниковое изображение местности, размер объектов.

Keywords: wavelet transform, multiresolution analysis, fractal, satellite image of the location, size of objects.

Понятие «кратномасштабный анализ» было сформулировано в 1986 году С. Малла и И. Мейером для дискретных вейвлетов. Кратность декомпозиции сигналов с использованием дискретного вейвлет-преобразования равна двум. При использовании непрерывного вейвлет-преобразования возможен кратномасштабный анализ сигналов с кратностью меньше двух. Сокращение времени вычислений для непрерывного вейвлет-преобразования сигналов большой выборки достигается вычислением в частотной области с применением быстрого преобразования Фурье [1, 2].

J

4,50 Е+03 4.00Е+03 S.50E+03

3.00 Е+01 2.50Е+03 2.00Е+03 1.50Е+03

1.00 Е+03

3.00 Е+0 2 0,00 Е+00

Для определения средних размеров городской застройки фотографическое изображение размером 512x512 пикселей разлагается на 100 уровней и строится гистограмма распределения суммарной интенсивности J, приходящейся на каждый уровень разложения. Вычисления проверены на изображениях простых объектов, имеющих практически одинаковые размеры (рисунок 1), и на изображениях фракталов (рисунок 2). В обоих случаях в распределении интенсивности в зависимости от уровня разложения объектов присутствуют пиковые значения интенсивности, соответствующие характерным размерам элементов изображения.

1 и л л 41 LogN

Рисунок 1. Изображение простых объектов и распределение интенсивности в зависимости от уровня разложения изображения

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

139

Для распределения интенсивности в зависимости от уровня разложения изображения фрактала характерны пиковые значения, соответствующие предфракталу n-го поколения и равноотстоящие друг от друга. Уровень пиковых значений определяется типом фрактала. Средний размер объектов (элементов изображения) D вычисляется по формуле

X J г • i

D = ^------- , (1)

X Jг

г=1

где г - номер разложения, J. - суммарная интенсивность г-го разложения.

Рисунок 2. Изображение фрактала (ковра Серпинского) и распределение интенсивности в зависимости от уровня разложения изображения

Вычисление по формуле (1) дает средний размер объектов в логарифмическом масштабе. Основание логарифма вычисляется из соотношения

х100 = 218.

1 11 21 31 41 LogN '

Рисунок 3. Изображение части города Нью-Йорк (США) и распределение интенсивности в зависимости от уровня разложения изображения

Средний размер объектов в масштабе изображения определяется выражением

Ар = *д (2)

На рисунке 3 представлено изображение фрагмента фотоснимка города Нью-Йорк (США), полученного с кос-

мического спутника, и распределение интенсивности в зависимости от уровня разложения данного изображения. В распределении интенсивностей явно выделяются пики, соответствующие предфракталу n-го поколения. Вычисления среднего размера сооружений, представленных на фотоснимке, дают результат, равный 115 метрам.

140

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

1 11 21 31 41 LciyH

Рисунок 4. Изображение части города Буэнос-Айрес (Аргентина) и распределение интенсивности в зависимости от уровня разложения изображения

Аналогичные вычисления для города Буэнос-Айрес (рисунок 4) дают средний размер сооружений, равный 91 метру.

Список литературы

1. Желтов П.В., Семенов В.И., Шурбин А.К. Применение непрерывного быстрого вейвлет-преобразования для обработки изображений. / Materiali VIII

miedzynarodowej naukowi-praktycznej konfemcji. Przemysl: Nauka i studia, 2012. С. 65-69.

2. Семенов В.И. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010616103. Непрерывное сверхбыстрое вейвлет-преобразование. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 16 сентября 2010 г.

ПРИМЕНЕНИЕ КОЛЛАГЕНОВОГО ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ГУСТОТУ И СРОКИ СХВАТЫВАНИЯ ЦЕМЕНТА

Софронова Людмила Ивановна

Канд. биол. наук, ст. преподаватель кафедры инженерные технологии и транспорт, КГУ им. Ш.Уалиханова г.

Кокшетау

Дюсембинов Думан Серикович

Канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, г. Астана

Абрамова Светлана Александровна

ст. преподаватель кафедры инженерные технологии и транспорт,

КГУ им. Ш.Уалиханова г. Кокшетау

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты исследований использования кератинового пенообразователя на нормальную густоту и сроки схватывания активированного цемента. Установлено, что цементы, содержащие минерально-химические добавки, не разрушают пену из кератинового пенообразователя, и позволяют получать пенобетоны требуемых свойств.

ABSTRACT

This artide shows the researching results of using kerative foamer on normal density and the terms of setting activated cement. Found, that cement contains mineral - cemental additives not destroy the foam kerative foamer, and allow to get foam concretes reguire properties.

Ключевые слова: пенообразователь, цемент, цементное тесто, активность цемента, сроки схватывания.

Keywords: foamer, cement, cement dough, activity of the cement, the term of setting.

В Послании Президента Н.А.Назарбаева народу Казахстана отмечается необходимость формирования политики, ведущей к экономическому процветанию, улучшению уровня жизни всех Казахстанцев. Стратегия «Казахстан 2030» указывает на необходимость комплексного развития национальной экономики, гармоничного сочетания сырьевых и обрабатывающих отраслей. Такое развитие возможно толь-

ко на основе разработки и внедрения в производство современных и постоянно обновляемых технологий, способных обеспечить конкурентоспособность отечественной продукции. Это в полной мере относится и к производству строительных материалов нового поколения и сырья для него, какими являются ячеистые бетоны - пенобетоны и пеносиликальциты и сырье добавки и пенообразователи [1-2, с.52].