CC BY
17
Грыцюк Ю.И., Коширець С.И. Исследование влияния размерно-качественных характеристик бревен хвойных пород на эффективность выхода радиальных пиломатериалов
Проведен двухфакторный дисперсионный анализ эффективности выхода радиальных пиломатериалов при раскрое бревен хвойных пород развально-сегментным и раз-вально-сегментно-угловым способом для разных размерных групп диаметров бревен при разных коэффициентах эллиптичности поперечного сечения бревна. При этом учтены еще и такие факторы, как кривизна и длина бревна. Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что с увеличением размерной группы диаметров бревен изменение эллиптичности поперечного сечения все больше влияет на выход радиальных пиломатериалов в сторону увеличения для развально-сегментно-углового способа. Относительно развально-сегментного способа раскроя, то эффект исследуемых факторов имеет обратный характер.
Ключевые слова: двухфакторный дисперсионный анализ, качественный фактор, способы раскроя бревен на пиломатериалы, эллиптичность поперечного сечения бревна, эффективность выхода радиальных пиломатериалов.
Gryciuk Yu.I., Koshyrets S.I. The Research of the Softwood Size-quality Characteristics Influence on the Effectiveness of the Radial Timber Output
A two-factor variance analysis of radial timber efficiency in the process of cutting softwood logs by the sledge-segment and sledge-segment-angular method for different diameter logs size groups at the different axial ratio cross-section of the log has been conducted. Such quantitative factors as curvature and length of logs have been also taken into account. The results of this study show that in the process of increasing the size group diameter of logs the change of the cross-sectional ellipticity affects the output of the radial timber upward by the sledge-segment-angular method. Regarding sledge-segment method, the effect of the studied factors is reverse character.
Keywords: two-factor variance analysis, quality factor, methods of cutting logs for timber, the ellipticity of the cross-sectional logs, radial timber output efficiency.
УДК 004.021 Проф. В.М. Теслюк, д-р техн. наук прив. тдпр. А.1. Пукач,
канд. техн. наук - НУ "Львiвська полтехшка"
РОЗРОБЛЕННЯ МОДИФ1КОВАНОГО МЕТОДУ ФРАКТАЛЬНОГО СТИСНЕННЯ ЗОБРАЖЕНЬ
Розроблено модифжований алгоритм фрактального стиснення зображень, а також вщповщш модел1 на основ1 кольорових мереж Петр1, закладеш в основу розробленого модифжованого методу фрактального стиснення зображень, призначеного для збшь-шення швидкодн фрактального методу ¡з збереженням високого ступеня компреси та збереження оптимально! якост вихщного зображення, та спрощення його програмно! реал1заци з метою подальшого дослщження та практичного застосування переваг и-мейства фрактальних метод1в компресн зображень.
Ключовi слова: метод, алгоритм, фрактальне стиснення зображень, компресш зображень, кольоров1 мереж1 Петр1.
Вступ. На сьогодш частка графiчноí шформацп серед усього цифрового шформацшного контенту е надзвичайно вагомою i продовжуе зростати. I хоча рiвень розвитку сучасних носш шформацп дае змогу з легкктю "переварити" весь цей наплив графiчноí шформацп, його ресурси, все ж, обмежеш i потребу-ють використання рiзноманiтних наявних (а також удосконалення вже наявних та розроблення нових) методов стиснення (компресп) графiчноí iнформацií. На
314
Зб1рник науково-техшчних праць
цей час вже розроблено надзвичайно велику юлькютъ рiзноманiтних методiв стиснення зображень. ïx використовують на практицi як поокремо, так i в симбь озi один з одним, усi вони мають сво'1 переваги та недолжи. Проте виокремимо два з них, а саме: метод JPEG i фрактальний метод, осктьки JPEG на сьогодт е таким собi "монополютом ринку" компреси* зображень, а фрактальний метод [1] е найбтьш перспективним i може скласти достойну конкуренцш першому.
Розроблення модифiкованого методу фрактального стиснення зображень. Як i в у^х наявних модифкац1ях фрактального методу, робота пред-ставленого в цьому дослщженш модифiкованого методу фрактального стиснення зображень розпочинаеться з розбиття вхщного зображення на домени та ранги (рис. 1 : зелений колiр - домени, червоний - ранги).
Рис. 1. Розбиття вхiдного зображення на домени та ранги
Шсля цього здшснюеться приведення уах доменiв до розмiрiв рангiв (рис. 2).
Рис. 2. Приведення ycix домемв до po3Mipie рангiв
Наступним етапом роботи запропоновано'1 модифкацп е пошук подiб-них доменiв: якщо два домени подiбнi на величину, меншу або рiвну порогово-
4. Iнформацiйнi технологи галузi 315
му значенню, то ïx вважають подiбними, вiдповiдно в pa3i збереження масиву домешв вже немае потреби зберiгати в пам'яп два домени, HaTOMicTb можна зберегти лише один з них, вказавши при цьому номер домену, який е подiбним до нього. Як показав практичний досвiд при функщонуванш розроблено!' прог-рамно1 реaлiзaцiï цiеï модифiкaцiï, це значно зменшуе розмiр вихадного файлу i3 стиснутим зображенням. Пiсля цього для кожного рангу проводиться пошук нaйбiльш подiбного йому домену та вiдповiдного aфiнного перетворення цього домену, яке зробило його максимально подабним до того чи шшого рангу. При цьому поршняння поточного рангу вiдбувaеться не з уама доменами, а лише з деякими, для вибору яких застосовуеться тайловий [2] пiдxiд. Тайли використо-вуються в aлгоритмi стиснення зображень JPEG-2000, який на сьогодш е "хед-лайнером" всього сшейства aлгоритмiв JPEG. Нaспрaвдi тайли - це всього лише обласп зображення, якi не перетинаються (тобто, шшими словами, тайли -це не що iнше, як нaшi доменнi i рaнговi блоки). Розглянемо, яким саме чином цi обласп зображення використовуються у зaпропоновaнiй модифжацп фрактального методу. Шд час пошуку максимально подiбного домену для деякого поточного рангу "г", зпдно зi запропонованою модифiкaцiею, насамперед пот-рiбно визначити, в який домен входить поточний ранг "г" (назвемо домен, в який входить поточний ранг "г", доменом "d"). Встановити це надзвичайно просто, адже шд час розбиття вхвдного зображення на ранги i домени чггко видно, що кожен домен охоплюе деяку кшькють ранлв (див. рис. 1) залежно вiд розмiрiв ранпв i домешв. Пкля цього проводиться порiвняння поточного рангу "г" iз доменами, якi розтaшовaнi на деякш наперед зaдaнiй вiдстaнi L ввд домену "d" (для спрощення цi домени i називаемо "тайлами", щоб одразу було зрозу-мшо, про якi саме домени йдеться) (рис. 3: жовтим кольором позначено поточний ранг, для якого здшснюеться пошук найбшьш подiбного домену; яскраво-зеленим кольором позначено домен, до якого входить поточний ранг; оранже-вим кольором позначено тайли в рaдiусi "2" вiд домену, до якого входить по-точний ранг).
Крш цього, зпдно з щею модифкащею фрактального методу, передба-чений пошук "найбшьш рiдкiсниx" доменiв, тобто таких домешв, ят вiдрiзня-ються ввд " середньостатистичного" домену бiльше, нiж на величину наперед за-даного порогового значения. "Середньостатистичний" домен - це домен, що розраховуеться за формулою (1) середнього арифметичного для усх домен1в вxiдного зображення або, шшими словами, - це домен з ткселями, значення кольорiв яких доршнюе сумi кольор1в пiкселiв, розташованих у тш сaмiй пози-цiï, що i шксель "середньостатистичного" домену, для якого здшснюеться роз-рахунок кольорiв, подiленiй на загальну кiлькiсть домешв.
1 Nd
Cmd =—У C'q, (1)
p,q Nd У p,q W
де: Crp,q - колiр пiкселя з координатамиp, q для деякого середньостатистичного домену "mid"; Nd - кшьккть домешв; C'p,q - колiр шкселя з координатами p, q для i-го домену.
316
Збiрник науково-техшчних праць
Рис. 3. Домени, iз якими буде порiвнюватись поточний ранг
Отже, порiвняння поточного рангу "г" здшснюеться не ттьки з уама тайлами, але також i з "найбтьш рiдкiсними доменами", що дае змогу певною мiрою покращити якiсть отриманого пiсля декомпресп зображення i наблизити його до оригшалу. При цьому порiвняння вщбуваеться також i з усiма передба-ченими афiнними перетвореннями перелiчених домешв.
Переваги такого способу вiдбору домешв для порiвняння полягають у значному скороченш часу, необхiдного для пошуку найбтьш придатного домену, а також у можливосп комбiнування радiуса вибору тайлiв Ь та ктькосл афiнних перетворень, забезпечивши цим самим зменшення необхiдного об'ему пам,ятi для збереження iнформацií про найбiльш придатний домен та номер афiнного перетворення для поточного рангу, а також значно пришвидшити про-цес компреси. З iншого боку, збiльшивши радiус вибору тайлiв Ь та ктькосл афiнних перетворень, можна досягнути бажано'1 якостi вихiдного зображення i його максимально'1 подiбностi оригиналу.
Блок-схема алгоритму компреси модифжованого методу фрактального стиснення зображення. Представлена блок-схема (рис. 4) алгоритму над-звичайно узагальнена i пiд час програмно'1 реалiзацií для деяких блокiв цiеí блок-схеми потрiбно буде збудувати ще бiльшi за розмiрами iндивiдуальнi блок-схеми алгоритму !х функцiонування, проте блок-схема дае чiтке розумiння основних принципiв роботи модифкованого методу.
4. Iнформацiйнi технологй галузi
317
^ Юнець "j
Рис. 4. Блок-схема алгоритму компреси
31S
Збipник нayкoвo-тeхнiчних îipanb
Блок-схема алгоритму декомпресп модифiкованого методу фрактального стиснення зображення. На рис. 5 представлено також блок-схему алгоритму декомпресп зображення розробленого методу.
0 ( юнець )
Рис. 5. Блок-схема алгоритму декомпреси
Розроблення моделей на основi кольорових мереж Петрг Для моде-лювання процесу компресп/декомпресп зображень з використанням представ-леного вище пiдходу розроблено вiдповiднi моделi на основi кольорових мереж Петрi [3] (рис. 6-7), як одного з найбшьш популярних та ефективних шструмен-тiв для моделювання динамiки дослщжуваних процесiв i систем.
Розробленi моделi функцiонують у точностi з описаними алгоритмами компресп/декомпресп i дають змогу дослiдити динамiку та надiйнiсть компресп/декомпресп зображень запропонованим модифiкованим методом фрактального стиснення зображень.
Висновок. Представлено модифiкований метод фрактального стиснення зображень, розроблений на базi запропонованих алгоритмiв компресп/декомпресп та вiдповiдних моделей на основi кольорових мереж Петрi. Особливiстю розробленого методу е збiльшення швидкодп фрактального методу iз збереженням високого ступеня компресп та оптимально! якост вихiдного зображення, а також спрощення програмно! реалiзацГi з метою подальшого дослiдження та практичного застосування переваг сiмейства фрактальних методiв компресп зображень. 4. Гнформацшш технологи галузi 319
К1НЕЦЬ (Л р24
Рис. 6. Модель компреси на основ1 кольорових мереж Петр1
320
Зб1рнпк науково-техн1чнпх праць
компресованогофайлу К/НЕЦЬ ( )р7
Рис. 7. Модель декомпреси на ocuosi кольорових мереж nempi Л1тература
1. Barnsley M.F. Fractal Image Compression / M.F. Barnsley // Notices. - 1996. - Vol. 43, No. 6. - Pp. 123-128.
2. Рыбаков Г. JPEG, JPEG2000, JPEG-LS. Сжатие изображений с потерями и без / Г. Рыбаков, А. Суслов. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://rain.ifmo.ru/cat/view.php/theory/data-compression/jpeg-2006 3. Jensen, Kurt (1996). - 236 p.
3. Coloured Petri Nets (2 ed.). - Berlin : Heidelberg, 2002. - Pp. 234-236.
Теслюк В.М., Пукач А.И. Разработка модифицированного метода фрактального сжатия изображений
Разработан модифицированный алгоритм фрактального сжатия изображений, а также соответствующие модели на основе цветных сетей Петри, заложенные в основу разработанного модифицированного метода фрактального сжатия изображений, предназначенного для увеличения быстродействия фрактального метода с сохранением высокой степени компрессии и оптимального качества исходного изображения, и упрощения его программной реализации с целью дальнейшего исследования и практического применения преимуществ семейства фрактальных методов компрессии изображений.
Ключевые слова: метод, алгоритм, фрактальное сжатие изображений, компрессия изображений, цветные сети Петри.
Teslyuk V.M., Pukach A.I. Development of Modified Method of Fractal Image Compression
A modified algorithm for fractal image compression, and appropriate models, based on coloured Petri nets, laid the foundation of the developed modified method of fractal image compression, which was designed to increase the speed of fractal compression with maintaining a high degree of compression, preserve optimal quality of the original image, and simplify its programming implementation to further research and practical usage of all benefits of the fractal image compression methods.
Keywords: method, algorithm, fractal image compression, image compression, coloured Petri net.
4. 1пфо|шацшш технологи галузi
321
