Τεχνικές αραιής κωδικοποίησης και οι εφαρμογές τους στην αποθορυβοποίηση και αποκατάσταση ψηφιακών εικόνων
Sparse coding techniques and their applications in noise-canceling and restoration of digital images
Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Ρούνη, Παναγιώτα
Ημερομηνία
2022-05-06Επιβλέπων
Kesidis, AnastasiosΛέξεις-κλειδιά
Αραιή κωδικοποίηση ; Αποκατάσταση ψηφιακών εικόνων ; Αποθορυβοποίηση ; Ψηφιακές εικόνεςΠερίληψη
Η αραιή κωδικοποίηση (sparse coding) έχει αποδειχθεί ένα εξαιρετικά ισχυρό εργαλείο για την ανάκτηση, αναπαράσταση αλλά και συμπίεση πολυδιάστατων δεδομένων. Τα σήματα αντιπροσωπεύονται από γραμμικούς συνδυασμούς μερικών στοιχείων ενός λεξικού που δεν είναι σταθερό και προκαθορισμένο, αλλά προκύπτει μέσω διαδικασίας μάθησης από δεδομένα εκπαίδευσης. Οι παραγόμενες συμπαγείς αναπαραστάσεις των δεδομένων μπορούν να εξοικονομήσουν μνήμη και υπολογιστικό χρόνο και παράλληλα να βελτιώσουν την απόδοση των αλγορίθμων που εφαρμόζονται στα δεδομένα αυτά. Η παρούσας διπλωματική εργασία έχει στόχο την μελέτη των τεχνικών αραιής κωδικοποίησης σε εφαρμογές επεξεργασίας εικόνας, όπως είναι η αποθορυβοποίηση και η ανάκτηση εικόνας. Μελετήθηκε η χρήση του αλγορίθμου k-SVD για την επεξεργασία έγχρωμων και μη εικόνων με στόχο την ελαχιστοποίηση ή αφαίρεση θορύβου από αυτές καθώς επίσης και η ανάκτηση και αποκατάσταση σε χαμένη ή κατεστραμμένη πληροφορία της εικόνας με την χρήση του ίδιου αλγορίθμου.
Περίληψη
Sparse coding has proven to be an extremely powerful tool for retrieving, representing and compressing multidimensional data. The signals are represented by linear combinations of some elements of a dictionary that is not fixed and predefined, but is obtained through a learning process based on training data. The resulting solid representations of the data can save memory and computing time and also improve the performance of the algorithms applied. The present dissertation aims to study sparse coding techniques in image processing applications, such as noise reduction and image restoration. The use of the k-SVD algorithm for the processing of color and non-color images in order to minimize or remove noise from digital images as well as the recovery and restoration of lost or damaged image information using the same algorithm was studied.