1.2Модель процессов обработки полутоновых растровых изображений
Диаграмма состояний, описывающая разработанную в рамках данной работы модель процессов обработки полутоновых растровых изображений, представлена на рисунке 1, на котором изображены состояния и переходы. События, соответствующие переходам, не подписаны во избежание загромождения рисунка. Кроме того, все события соответствуют командам пользователя и определяются покидаемым состоянием. Например, переход между «Управлением параметрами визуализации» и «Визуализацией» осуществляется по команде пользователя «Задать новые параметры визуализации».
Рисунок 1 – Модель процессов обработки полутоновых растровых изображений
Из начального состояния, обозначенного сплошным чёрным кругом, осуществляется безусловный переход в состояние «Ожидание загрузки изображений». В данном состоянии пользователь может выполнить только одно действие – выбрать во внешней памяти изображения, подлежащие обработке.
Как только пользователь загружает изображения, осуществляется переход в состояние «Визуализация». В процессе загрузки изображений осуществляется их декомпрессия и размещение в оперативной памяти. Таким образом, среди методов, выбранных для исследования на первом этапе проекта, на данной стадии применяются методы сжатия (точнее, обратные им методы декомпрессии) и формируется представление изображений в оперативной памяти, которое будет использовано для доступа к ним в процессе выполнения операции обработки. В рассматриваемой модели предполагается, что пользователь осуществляет обработку только тех изображений, которые видит на дисплее. Именно поэтому после загрузки осуществляется переход в состояние «Визуализация», чтобы отобразить на экране все загруженные изображения.
В состоянии «Визуализация» осуществляется отображение текущего набора изображений (см. ниже) на дисплее компьютера. По завершении процесса визуализации осуществляется переход в состояние «Ожидание действий пользователя».
Состояние «Ожидание действий пользователя» является центральным в модели – из него осуществляются переходы ко всем рассматриваемым операциям обработки изображений. Из него же по соответствующей команде пользователя осуществляется переход в конечное состояние, обозначенное чёрным кругом внутри окружности.
Пользователь может загрузить для обработки большое количество изображений, однако, просмотрев их, он может решить подвергнуть обработки лишь их часть. Кроме того, у него может возникнуть необходимость применить различные операции к различным изображениям. Чтобы учитывать эту ситуацию, в модели вводится понятие текущего набора изображений, который представляет собой подмножество загруженных изображений, отображаемое в данный момент на дисплее. При применении любой рассматриваемой операции обработки ей на вход подаются только изображения текущего набора. Изначально в текущий набор входят все загруженные изображения.
По соответствующей команде пользователя осуществляется переход из состояния «Ожидание действий пользователя» в состояние «Формирование текущего набора изображений». В этом состоянии пользователь выбирает, какие изображения подлежат дальнейшей обработке и будут образовывать текущий набор. По завершении формирования текущего набора осуществляется переход в состояние «Визуализация», чтобы отобразить его на дисплее.
Для детального изучения и извлечения информации из изображения пользователь перемещается по нему, масштабирует, изменяет яркость, контрастность, динамический диапазон видимой его части и другие параметры визуализации. Априори пользователь не знает, какие конкретные значения параметров необходимо задать для достижения своей цели. Поэтому он должен иметь возможность изменять различные сочетания значений параметров отображения и видеть, как они влияют на визуализируемое изображение.
Обеспечение данной функциональности моделируется контуром состояний «Ожидание действий пользователя», «Управление параметрами визуализации» и «Визуализация». Попадая в состояние «Управление параметрами визуализации», пользователь получает возможность изменять параметры отображения (яркость, контрастность, масштаб и т.д.). При малейшем различимом изменении какого-либо параметра осуществляется переход в состояние «Визуализация», в нём осуществляется отображение текущего набора изображений с новыми параметрами. При этом никаких изменений в сами изображения не вносится – изменяется только их представление. По завершении визуализации происходит переход в «Ожидание действий пользователя», а из него – в «Управление параметрами визуализации». Таким образом, при условии использования эффективного алгоритма визуализации, данный контур обеспечивает оперативную перерисовку изображений при изменении параметров визуализации.
Для применения операций улучшения, восстановления и морфологической обработки из состояния «Ожидание действий пользователя» осуществляется переход в «Выбор метода обработки». В этом состоянии пользователь выбирает, какой конкретно метод он собирается применить. То есть ему предоставляется возможность выбрать любой из методов, классификация которых осуществлялась на первом этапе проекта. Затем осуществляется переход в состояние «Задание параметров выбранного метода», в котором происходит настройка отдельных его параметров. Например, для метода пространственной линейной фильтрации выбирается маска фильтра. По завершении редактирования параметров метода обработки, происходит переход в состояние «Применение метода обработки». Важно отметить, что в данном состоянии осуществляется изменение изображений текущего набора, то есть осуществляется модификация их пикселей. После применения операции обработки осуществляется переход в состояние «Визуализация» для отображения её результатов.
Применение некоторых методов обработки изображений может занимать значительное время. Как следует из классификации методов по асимптотической оценке вычислительной сложности, составленной на первом этапе проекта, некоторые методы, например, гомоморфная фильтрация, требуют выполнения нелинейного относительно размера входного изображения количества операций. Поэтому невозможно априори гарантировать мгновенность осуществления таких преобразований. В связи с этим, а также с тем, что происходит модификация изображений, пользователю не предоставляется возможность видеть отклик метода обработки в процессе подбора его параметров.
Наконец, переход в состояние «Сохранение изображений» происходит по команде пользователя при необходимости записать во внешнюю память результаты обработки рабочего набора. В процессе выполнения этой операции так же, как и в процессе загрузки изображений, осуществляется взаимодействие применяемых методов сжатия с используемым представлением изображений в оперативной памяти компьютера.
Таким образом, разработанная модель процессов обработки полутоновых растровых изображений отражает типовые последовательности возникновения рассматриваемых задач. Дальнейший анализ этой модели позволит выявить частоту их возникновения и взаимосвязи между ними.
|
