Использование спектрального подхода при обработке изображений и произвольных данных

Аннотация

Введение: рассматривается перенос операций обработки изображений в спектральную область. В силу дуальности представления информации кодирование, фильтрация, сжатие и другие преобразования возможны как в пространстве объекта, так и в области пространственных частот применительно к его пространственному спектру. Цель: оценить эффективность выполнения операций обработки изображений и произвольной цифровой информации в спектральной области. Результаты: предложен способ спектрального голографического кодирования, обеспечивающий выигрыш в помехоустойчивости на 7–8 дБ, обладающий меньшей вычислительной сложностью при изменении скорости кода в широких пределах. В процессе кодирования блок исходных данных заменяется кодовым словом, представляющим собой линейную одномерную голограмму виртуального точечного источника. Для передачи по каналу связи синтезируется сигнал с заданным спектром, форма которого является одномерной голограммой, значения которой округлены до одного бита, и представляет она собой последовательность нулей и единиц: единица означает наличие в спектре соответствующей гармоники, ноль — отсутствие. Для создания сигнала с таким линейчатым спектром достаточно сложить набор гармоник равной амплитуды с номерами, соответствующими номерам позиций единиц в голограмме. Эта операция является одним из видов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов, отличающимся тем, что частоты ортогональных поднесущих находятся в кратном отношении, а в качестве цифровой модуляции используется амплитудная манипуляция. Предложен спектральный метод сжатия изображений, основанный на детальном анализе пространственного спектра изображения и удалении из него большого количества малозначащих участков. Практическая значимость: сокращение объема информации, а соответственно, и размера изображения может составить 4–8 раз и более при незначительном снижении качества изображения.