Розробка алгоритмів видалення об’єктів з цифрових зображень

Abstract

Сучасні технології дозволяють створювати цифрові зображення у будь-яких умовах та надають можливість користувачеві відразу побачити результат. При перегляді одержаних зображень може виявитися, що в кадр потрапляє непотрібний об’єкт або кілька таких об’єктів. Виникає потреба видалити ці зайві об’єкти. У роботі розроблено два алгоритми видалення об’єктів з цифрових зображень. Існує декілька напрямів для рішення проблеми, пов’язаної з видаленням небажаних об’єктів з цифрових зображень. Одним з таких напрямків є клонування, що реалізовано у графічному редакторі Adobe Photoshop у вигляді інструменту Штамп. Другим напрямом є заливка з урахуванням вмісту, що реалізовано у графічному редакторі Adobe Photoshop у вигляді інструменту за такою ж назвою. В основі розробок, розглянутих у статті, лежить третій напрямок, а саме використання послідовності цифрових зображень. Розроблена та наведена методика отримання цифрових зображень у вигляді послідовності кадрів з об’єктом або сценою, що цікавить. В основу розроблених алгоритмів видалення об’єктів з цифрових зображень покладена теорія фільтрації, де під шумом розуміють всі об’єкти, що рухаються в обраній сцені. Одним з шляхів для боротьби з шумом є усереднення зображень. Розглядаються лінійний та нелінійний фільтри усереднення зображень. В якості нелінійного фільтра використовується медіанний фільтр. У розроблених алгоритмах використовуються при обробці зображень колірні моделі RGB та YUV. У роботі наведені приклади роботи обох розроблених алгоритмів видалення зайвих об’єктів. Робиться висновок о доцільності використання розроблених алгоритмів для рішення задачі, що розглядається.

Современные технологии позволяют создавать цифровые изображения в любых условиях и предоставляют возможность пользователю сразу увидеть результат. При просмотре полученных изображений может оказаться, что в кадр попадает не нужный объект или несколько таких объектов. Возникает потребность удалить эти лишние объекты. В работе разработаны два алгоритма удаления объектов с цифровых изображений. Существует несколько направлений для решения проблемы, связанной с удалением нежелательных объектов с цифровых изображений. Одним из таких направлений является клонирования, реализованное в графическом редакторе Adobe Photoshop в виде инструмента Штамп. Вторым направлением является заливка с учетом содержимого, реализованное в графическом редакторе Adobe Photoshop в виде инструмента с таким же названием. В основе разработок, рассмотренных в этой статье, берется третье направление, а именно использование последовательности изображений. Разработана и представлена методика получения цифровых изображений в виде последовательности кадров с интересующим объектом или сценой. В основу разработанных алгоритмов удаления объектов с цифровых изображений лежит теория фильтрации, где под шумом понимают все движущиеся объекты в выбранной сцене. Одним из фильтров для борьбы с шумом является усреднение изображений. Рассматриваются линейный и нелинейный фильтр усреднения изображений. В качестве нелинейного фильтра используется медианный фильтр. В разработанных алгоритмах используются при обработке изображений цветовые модели RGB и YUV. В работе приведены примеры работы обоих разработанных алгоритмов удаления ненужных объектов. Делается вывод о целесообразности использования разработанных алгоритмов для удаления лишних объектов.

Modern technologies allow you to create digital images in any conditions and provide the opportunity for the user to immediately see the result. When viewing received images, it may turn out that an unnecessary object or several such objects fall into the frame. There is a need to remove these extra objects. In work two algorithms of deletion of objects from digital images are developed. There are several ways to solve the problem of removing unwanted objects from digital images. One such area is cloning, implemented in the Adobe Photoshop graphics editor as a tool called Stamp. The second direction is filling with the content, implemented in the Adobe Photoshop graphics editor in the form of a tool with the same name. At the basis of the developments discussed in this article is the third direction, in which using of the images sequence. A technique for obtaining digital images in the form of a sequence of frames with an interesting object or scene was developed and presented. The basis for the developed algorithms for removing objects from digital images is the theory of filtration, where by noise are understood all moving objects in the selected scene. One of the filters to delete noise is the averaging of images. We consider a linear and nonlinear filter for averaging images. As a nonlinear filter, a median filter is used. In the developed algorithms, RGB and YUV color models are used in image processing. In the work examples of work of both developed algorithms for removing objects are given. The conclusion about the expediency of using the developed algorithms for removing needless objects is made.