ИЗОБРАЖЕ́НИЙ АНА́ЛИЗ

ИЗОБРАЖЕ́НИЙ АНА́ЛИЗ, из­вле­че­ние из изо­бра­же­ния ин­фор­ма­ции для при­ня­тия ре­ше­ний от­но­си­тель­но объ­ек­тов и си­туа­ций, пред­став­лен­ных на изо­бра­же­нии. Ма­шин­ное зре­ние, ос­но­ван­ное на ме­то­дах и сред­ст­вах ма­те­ма­тич. И. а., пред­став­ля­ет со­бой тех­нич. ана­лог зре­ния жи­вых ор­га­низ­мов, это про­цесс оп­ре­де­ле­ния по изо­бра­же­ни­ям, что и где имен­но при­сут­ст­ву­ет в ок­ру­жаю­щем ми­ре. И. а. сво­дит­ся к ре­ше­нию за­дач об­ра­бот­ки, ана­ли­за и оце­ни­ва­ния ин­фор­ма­ции и осу­ще­ст­в­ля­ет­ся реа­ли­за­ци­ей ма­те­ма­тич. про­це­дур об­ра­бот­ки и оце­ни­ва­ния ин­фор­ма­ции на ЭВМ. Объ­ек­та­ми И. а. слу­жат т. н. циф­ро­вые изо­бра­же­ния, т. е. мат­ри­цы, по­лу­чен­ные с по­мо­щью сис­тем ре­ги­ст­ра­ции и фор­ми­ро­ва­ния изо­бра­жений. Эле­мен­ты этих мат­риц – пре­обра­зо­ван­ные зна­че­ния яр­ко­сти эле­мен­тов све­то­вой кон­фи­гу­ра­ции, пред­став­ляю­щей со­бой изо­бра­же­ние.

И. а. в ши­ро­ком смыс­ле вклю­ча­ет все ви­ды пре­об­ра­зо­ва­ния изо­бра­же­ний: об­ра­бот­ку, И. а. в уз­ком смыс­ле, рас­по­зна­ва­ние и по­ни­ма­ние. Об­ра­бот­ка изо­бра­же­ний – пре­об­ра­зо­ва­ние од­но­го изобра­же­ния в дру­гое с по­мо­щью опе­ра­ций сжа­тия, вос­ста­нов­ле­ния, улуч­ше­ния ви­зу­аль­но­го ка­че­ст­ва, кван­то­ва­ния и фильт­ра­ции. И. а. в уз­ком смыс­ле обес­пе­чи­ва­ет при­ве­де­ние изо­бра­же­ния к ви­ду, удоб­но­му для рас­по­зна­ва­ния, т. е. по­строе­ние фор­маль­ной мо­де­ли изо­бра­же­ния. Осн. за­да­ча­ми И. а. в уз­ком смыс­ле яв­ля­ют­ся сег­мен­та­ция, вы­де­ле­ние при­зна­ков, опи­сы­ваю­щих со­став и со­дер­жа­ние изо­бра­же­ния, вы­чис­ле­ние ха­рак­те­ри­стик, ис­поль­зуе­мых для по­строе­ния мо­де­ли изо­бра­же­ния, и син­тез мо­де­ли. Рас­по­зна­ва­ние изо­бра­же­ний со­сто­ит в по­ста­нов­ке и ре­ше­нии за­дач рас­по­зна­ва­ния об­ра­зов при за­да­нии ис­ход­ной ин­фор­ма­ции в ви­де изо­бра­же­ний и их мо­де­лей. В ре­зуль­та­те рас­по­зна­вае­мое изо­бра­же­ние, его фраг­мен­ты или отд. объ­ек­ты, пред­став­лен­ные на нём, от­но­сят­ся к не­ко­то­ро­му клас­су или раз­де­ля­ют­ся на не­пе­ре­се­каю­щие­ся под­мно­же­ст­ва. По­ни­ма­ние изо­бра­же­ний трак­ту­ет­ся как ими­та­ция функ­цио­наль­ных воз­мож­но­стей зри­тель­ной сис­те­мы че­ло­ве­ка, в ча­ст­но­сти как из­вле­че­ние из дву­мер­ных изо­бра­же­ний ин­фор­ма­ции о трёх­мер­ных объ­ек­тах. В ре­зуль­та­те по­лу­ча­ет­ся фор­маль­ное опи­са­ние изо­бра­же­ния на язы­ке его эле­мен­тов и от­но­ше­ний ме­ж­ду ни­ми, ко­то­рое при­год­но для при­ня­тия ре­ше­ний о трёх­мер­ном объ­ек­те. По­ни­ма­ние изо­бра­же­ний час­то ото­жде­ст­в­ля­ет­ся со сцен ана­ли­зом и рас­смат­ри­ва­ет­ся как осн. за­да­ча ав­то­ма­ти­зир. сис­тем ма­шин­но­го зре­ния.

И. а. ис­поль­зу­ет ши­ро­кий на­бор ма­тема­тич. ме­то­дов ал­геб­ры, гео­мет­рии, дис­крет­ной ма­те­ма­ти­ки и ма­те­ма­тич. ло­ги­ки, тео­рии ве­ро­ят­но­стей и ма­те­ма­тич. ста­ти­сти­ки, ма­те­ма­тич. ана­ли­за, а так­же ме­то­ды ма­те­ма­тич. тео­рии рас­по­зна­ва­ния об­ра­зов, тео­рии об­ра­бот­ки сиг­налов и ме­то­ды фи­зи­ки, в т. ч. оп­ти­ки. Раз­ви­тие ма­те­ма­тич. тео­рии И. а. идёт по пу­ти её ал­геб­раи­за­ции на ос­но­ве ал­геб­ра­ич. под­хо­да к за­да­чам рас­по­зна­ва­ния и клас­си­фи­ка­ции, ко­то­рый был раз­вит Ю. И. Жу­рав­лё­вым, и его спе­циа­ли­за­ции на слу­чай пред­став­ле­ния ис­ход­ной ин­фор­ма­ции в ви­де изо­бра­же­ний – т. н. де­ск­рип­тив­ной тео­рии И. а., раз­ви­той И. Б. Гу­ре­ви­чем, а так­же раз­ра­бот­ки тео­рии ал­геб­ры изо­бра­же­ний.

На­чи­ная с 1960-х гг. б. ч. при­ло­же­ний тео­рии рас­по­зна­ва­ния об­ра­зов свя­за­на с ис­поль­зо­ва­ни­ем И. а. в при­клад­ных за­да­чах при­ня­тия ре­ше­ний, ди­аг­но­сти­ки, иден­ти­фи­ка­ции и про­гно­зи­ро­ва­ния. И. а. при­ме­ня­ет­ся в тех­нич. ди­аг­но­сти­ке, не­раз­ру­шаю­щем кон­тро­ле, при зон­ди­ро­ва­нии по­верх­но­сти Зем­ли из ат­мо­сфе­ры и кос­мо­са, эко­ло­гич. мо­ни­то­рин­ге, в про­гно­зи­ро­ва­нии хо­да ле­че­ния и ди­аг­но­сти­ке в ме­ди­ци­не (ана­лиз рент­ге­но­грамм, то­мо­грамм, ан­гио­грамм, не­ин­ва­зив­ные ис­сле­до­ва­ния), в ар­хео­ло­гии, в уста­нов­ле­нии под­лин­но­сти и ре­став­ра­ции про­из­ве­де­ний иск-ва, а так­же при про­гно­зи­ро­ва­нии в хи­мии и фар­ма­ко­ло­гии, при ав­то­ма­ти­за­ции на­уч. ис­сле­до­ва­ний в био­ло­гии, ме­ди­ци­не, фи­зи­ке, хи­мии, для пре­дот­вра­ще­ния тер­ро­ри­стич. ак­тов, в кри­ми­на­ли­сти­ке, кос­мич. ис­сле­до­ва­ни­ях и при раз­ра­бот­ке во­ен. тех­ни­ки но­вых по­ко­ле­ний.