Параллельное выращивание областей полутоновых изображений на основе выборочного среднего значения яркости области по маршруту роста

Abstract

Рассматривается задача параллельной сегментации полутоновых изображений по яркости для реализации на базе программируемых логических интегральных схем. Сегментация разделяет изображение на области, образованные из пикселей с примерно одинаковыми яркостями, и является вычислительно сложной операцией из-за многократной проверки значения каждого пикселя на возможность присоединения к смежной области. Для ускорения сегментации разработаны параллельные алгоритмы выращивания областей, в которых обработка начинается с окрестностей предварительно выделенных начальных пикселей роста. Условие присоединения к области смежного пикселя учитывает среднюю яркость области для ограничения дисперсии значений ее пикселей. Поэтому при добавлении к области каждого нового пикселя ее средняя яркость пересчитывается. Это приводит к высокой временной сложности. В некоторых параллельных алгоритмах вычисляется выборочное среднее в окне небольшого размера, что позволяет незначительно снизить временную сложность при согласовании размера окна с размерами сегментов. Для существенного снижения временной сложности в статье предложена модель параллельного выращивания областей изображения на основе упрощенного условия присоединения смежных пикселей к области, учитывающего выборочное среднее значение яркости области по маршруту роста, связывающему граничный пиксель области и начальный пиксель роста через последовательность пикселей, используемых для присоединения рассматриваемого граничного пикселя к области. Существенное уменьшение временной сложности предложенной модели параллельного выращивания областей изображения по сравнению с известными моделями достигается за счет незначительного увеличения пространственной сложности.