Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Розробка інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій

Розробка інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій




Сторінка1/7
Дата конвертації19.03.2017
Розмір1.22 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7

Вінницький національний технічний університет

(повне найменування вищого навчального закладу)

Інститут інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії



(повне найменування інституту)

Кафедра комп’ютерних наук



(повна назва кафедри)

Пояснювальна записка

до бакалаврської дипломної роботи

бакалавр

(освітньо-кваліфікаційний рівень)
на тему: Розробка інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій

Виконав: студент 4 курсу, групи 1КН-12мс

напряму підготовки:

6.

Інжене́рія (від лат. ingenium - здібність, винахідливість; син. - інжиніринг, рідше вживають «інженерна справа», ще рідше «інженерство») - галузь людської інтелектуальної діяльності по застосуванню досягнень науки до вирішення конкретних проблем людства.
Інтелéкт - це інформаційний потенціал знань конкретної особистості, отриманий в результаті функціонування свідомості, мислення та розуму людини. По відношенню до суспільства використовуються терміни: "Інтелект планети", "Інтелект нації", "Інтелект країни", "Інтелект установи" і тому подібне.
Бакала́вр - рівень вищої освіти, відповідає шостому кваліфікаційному рівню Національної рамки кваліфікацій і передбачає здобуття особою теоретичних знань та практичних умінь і навичок, достатніх для успішного виконання професійних обов’язків за обраною спеціальністю.
Дипломна робота - кваліфікаційна робота, призначена для об'єктивного контролю ступеня сформованості умінь та знань розв'язувати типові завдання діяльності, які, в основному, віднесені в освітньо-кваліфікаційних характеристиках до організаційної, управлінської і виконавчої (технологічної, операторської) робочих функцій.
050101 «Комп’ютерні науки»



(шифр і назва напряму підготовки)

Зимогляд А. С.



(прізвище та ініціали)

Керівник: Яровий А. А.



(прізвище та ініціали)

Рецензент: Майданюк В. П.



(прізвище та ініціали)

м. Вінниця – 2014 рік

АНОТАЦІЯ

Бакалаврську дипломну роботу присвячено розробці інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій. В ході бакалаврської роботи проведено детальний аналіз предметної області обробки цифрових фотографій, проаналізовано основні математичні моделі цифрової обробки зображень, спроектовано та розроблено програмну реалізацію інтелектуального модуля автоматизованої обробки цифрових фотографій.

Пра́ця - цілеспрямована діяльність людей зі створення матеріальних і духовних благ, необхідних для задоволення потреб кожного індивіда і суспільства в цілому.
Матема́тика (грец. μάθημα - наука, знання, вивчення) - наука, яка первісно виникла як один з напрямків пошуку істини (у грецькій філософії) у сфері просторових відношень (землеміряння - геометрії) і обчислень (арифметики), для практичних потреб людини рахувати, обчислювати, вимірювати, досліджувати форми та рух фізичних тіл.
Предме́тна о́бласть (ПрО) - множина всіх предметів, властивості яких і відношення між якими розглядаються в науковій теорії. В логіці - гадана область можливих значень предметних змінних логічної мови.
Математи́чна моде́ль - система математичних співвідношень, які описують досліджуваний процес або явище. Математична модель має важливе значення для таких наук, як: економіка, екологія, соціологія, фізика, хімія, механіка, інформатика, біологія та ін.

Для реалізації програмного забезпечення використано Qt Framework та мову програмування C , середовище розробки – Qt Creator.

Про́даж - це оплатна передача майна однією особою у власність іншій особі.

АННОТАЦИЯ

Бакалаврскую дипломную работу посвящено разработке интеллектуального модуля для автоматизированной обработки цифровых фотографий. Было проведено детальный анализ предметной области обработки цифровых фотографий, проанализировано основные математические модели цифровой обработки изображений, спроектировано и разработано программную реализацию интеллектуального модуля автоматизированной обработки цифровых фотографий.

Для реализации программного обеспечения использован Qt Framework и язык программирования С , среда разработки – Qt Creator.

ABSTRACT

Bachelor’s diploma work is dedicated to development of intellectual module for automized digital photoprocessing. In this bachelor’s work subject area was analyzed in details, main mathematical models for digital image processing were analyzed, intellectual module’s for automized digital photoprocessing software was designed and developed.

Qt Framework and C programming language were used for software development, the integrated development environment used for software development is Qt Creator.

ЗМІСТ


ВСТУП

1 ОБГРУНТУВАННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ РОЗРОБКИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ОБРОБКИ ЦИФРОВИХ ФОТОГРАФІЙ



    1. Аналіз предметної області автоматизованої обробки цифрових фотографій

    2. Класифікація систем цифрової обробки зображень

    3. Аналіз об’єкту проектування

      1. Постановка задачі автоматизованої обробки цифрових фотографій

      2. Характеристика і аналіз аналогів

    4. Висновки до першого розділу

  1. ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ОБРОБКИ ЦИФРОВИХ ФОТОГРАФІЙ

    1. Аналіз моделей подання кольору

    2. Моделі автоматизованої обробки цифрових фотографій

    3. Розробка графічного інтерфейсу користувача інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій

    4. Проектування інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій

    5. Висновки до другого розділу

  2. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ОБРОБКИ ЦИФРОВИХ ФОТОГРАФІЙ

    1. Обґрунтування вибору мови програмування

    2. Розробка схеми алгоритму роботи обробки цифрових фотографій

    3. Тестовий приклад роботи програми та аналіз результатів

    4. Висновки до третього розділу

  3. ОХОРОНА ПРАЦІ

    1. Характеристика професії та приміщення

    2. Аналіз стану охорони праці в приміщенні

    3. Розробка заходів щодо покращення умов праці на робочому місці

    4. Висновки до четвертого розділу

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Додатки


8

10

10



12

13

13



15

17

18



18

25

32



37

40

42



42

44

46



49

51

51



54

60

61



63

65

67




ВСТУП

Цифрова фотографія є доволі популярною і доступною, проте процес обробки фотографій є невід’ємним етапом їх отримання.

Профе́сія (фах) - відокремлений («окреслений») у рамках суспільного поділу праці комплекс дій та відповідних знань, що вимагає відповідної освіти.
Примі́щення - частина внутрішнього об'єму будівлі, обмежена будівельними елементами, з можливістю входу і виходу.
Робо́че мі́сце - елементарна одиниця виробничої структури, що містить частину простору виробничого підрозділу, яка потрібна для здійснення трудової операції та оснащена матеріально-технічними засобами, що використовуються у процесі праці.
Охорóна прáці (рос. охрана труда; англ. labour protection; нім. Arbeitsschutz m) - це: система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження життя, здоров'я і працездатності людини в процесі трудової діяльності; діюча на підставі відповідних законодавчих та інших нормативних актів система соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, що забезпечують збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці. дозвіл на початок робіт підвищеної небезпеки, який необхідний організації чи підприємству, хто працює в будівництві.
Тому досить актуальною гілкою програмного забезпечення є засоби обробки цифрових фотографій [1]. На сьогодні існує досить багато програмних засобів для обробки фотографій. Одними з найпотужніших і найвідоміших серед фотографів є Adobe Photoshop Lightroom, Adobe Photoshop, Corel PaintShop Pro, Cyberlink Photo Director, ACDSee Photo Editor, GIMP, Paint.NET та інші.

Всі перераховані засоби досить багатофункціональні, проте мають певні недоліки, серед яких: дороговизна, складність для новачків, довготривалість запуску, нагромадженість інтерфейсу, відсутність української локалізації, великий об’єм програми на диску.

Ці недоліки спричиняють необхідність розробки інтелектуального модуля автоматизованої обробки цифрових фотографій, що матиме функціонал лише для базових автоматизованих корекцій фотографій, відповідно матиме простіший інтерфейс, займатиме менше місця та швидше запускатиметься. Програму планується випустити, як проект з відкритим програмним кодом, відповідно вона буде безкшотовною.

Проектува́ння - процес створення проекту, прототипу, прообразу майбутнього об'єкта, стану та способів його виготовлення. У проектуванні застосовують системний підхід, який полягає у встановлені структури системи, типу зв'язків, визначені атрибутів, аналізуванні впливів зовнішнього середовища.
Театральна лабораторія «ВідСутність» - зразковий художній колектив заснований в 2010 році за ініціативи Юрія Паскара в місті Рівне. Діє на базі Рівненського міського Палацу дітей та молоді.
Функціонал - відображення векторного простору на базову множину для цього простору, здебільшого на множину дійсних чисел. Прикладом функціоналу є норма.
Автоматиза́ція - один з напрямів науково-технічного прогресу, спрямований на застосування саморегульованих технічних засобів, економіко-математичних методів і систем керування, що звільняють людину від участі в процесах отримання, перетворення, передачі і використання енергії, матеріалів чи інформації, істотно зменшують міру цієї участі чи трудомісткість виконуваних операцій.
Локалізація (рос. локализация, англ. localization, нім. Lokalisierung f) - обмеження місця дії того чи іншого явища, процесу певними просторовими межами. Наприклад, локалізація загазованої дільниці шахти, локалізація затопленої дільниці (затопленого горизонту), локалізація звалища промислових відходів, хвостосховища тощо.
Необхідність - система зв'язків і відносин, що зумовлює зміну, поступальний рух, розвиток у жорстко визначеному напрямку з жорстко визначеними результатами. Іншими словами, необхідність - це такий зв'язок, що обов'язково призводить до певної події.
Початковий код (англ. source code; також перекладається українською як вихідний код, програмний код, джерельний код, первинний код, текст програми, у професійному середовищі також сирцевий код, у контексті код або сирці) - будь-який набір інструкцій або оголошень, написаних комп'ютерною мовою програмування у формі, що її може прочитати і модифікувати людина.
Інтерфейс матиме українську локалізацію, що є перевагою для україновомних користувачів.
Украї́нськ - місто районного значення в північно-західній частині Донецького басейну, підпорядковане Селидівській міськраді Донецької області; 20000 меш. (1976); 11000 (2007); шахта «Україна», кам'яновугільні копальні, збагачувальна.

Метою дослідження є підвищення ефективності роботи користувача при обробленні цифрових фотографій.

Підвищення (елевація) - кутова висота об'єкта спостереження (земного предмета, літального апарату, небесного світила тощо) над істинним горизонтом. Підвищення спільно з азимутом служить для визначення напрямку на об'єкт.

Для досягнення мети необхідно вирішити такі задачі:



  • Аналіз предметної області автоматизованої обробки цифрових фотографій;

  • Аналіз математичних моделей корекцій цифрових фотографій;

  • Розробка алгоритмів автоматизованої обробки цифрових фотографій;

  • Об’єктно-орієнтоване проектування інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій;

  • Програмна реалізація інтелектуального модуля для автоматизованої обробки цифрових фотографій.

  • Тестування роботи програми та аналіз результатів.

Об’єктом дослідження є процес автоматизованої обробки цифрових фотографій.

Предметом дослідження є програмні засоби автоматизованої обробки цифрових фотографій.

1 ОБГРУНТУВАННЯ ДОЦІЛЬНОСТІ РОЗРОБКИ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО МОДУЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ОБРОБКИ ЦИФРОВИХ ФОТОГРАФІЙ

1.1 Аналіз предметної області автоматизованої обробки цифрових фотографій

Історія обробки фотографій почалась разом з появою першої в світі фотографію «Вид з вікна» в 1826 р. (рисунок 1.1), отриману за допомогою камери-обскури на олов’яній платівці, покритої тонким шаром асфальту [2]. З того часу і до появи сучасних фотоплівок постійно змінювались і покращувались способи отримання аналогових фотографій.

Рисунок 1.1 – Перша в світі фотографія «Вид з вікна», 1826 р

У 1975 році інженером фірми Кодак Стівом Сассоном була створена перша працююча цифрова камера, в якій використовувалися світлочутливі елементи виробництва Fairchild.

Фотоплі́вка - це прозора стрічка, вкрита чутливою до світла речовиною (емульсією).
Виробни́цтво - процес створення матеріальних і суспільних благ, необхідних для існування і розвитку. Створюючи певні блага люди вступають у зв'язки і взаємодію – виробничі відносини. Тому виробництво є завжди суспільним.
Цифрова́ ка́мера, або цифрови́й апара́т - пристрій, що використовується для зйомки відео та створення фото-знімків або ж обох, в якому світлочутливим матеріалом є матриця або кілька матриць, що складаються з окремих пікселів, сигнал з яких представляється, обробляється і зберігається в самому апараті в цифровому вигляді.
Важив агрегат 3,6 кілограма. Запис знімка вівся цілих 23 секунди: стільки часу було потрібно для того, щоб зображення було оброблено підключеним мікрокомп'ютером та записано на касету. Записані чорно-білі 0,01-мегапіксельні фотографії можна було відтворити за допомогою магнітофона і телевізора [3].

Обробка фотографій ще в середині XX століття була здебільшого аналоговою і виконувалась оптичними пристроями.

Кілогра́м - одиниця маси в Міжнародній системі одиниць (СІ) та деяких інших метричних системах. За означенням один кілограм дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма. Кілограм входить до семи основних одиниць СІ, через які визначається багато інших одиниць.
При́стрій (англ. device, appliance, нім. Vorrichtung f, Einrichtung f) - обладнання, конструктивно завершена технічна система, що має певне функціональне призначення і за допомогою якої виконується яка-небудь робота або спрощується, полегшується певний процес.
Магнітофо́н - електромеханічний прилад для запису і відтворення електричного сигналу (найчастіше звуку) на магнітний носій (стрічку або дріт). Магнітний метод запису ґрунтується на властивості феромагнітних матеріалів намагнічуватися під дією на них магнітного поля і зберігати залишкову намагніченість після виходу з цього поля.
. Телеві́зор (ТВ) - пристрій, який призначено для демонстрації нерухомих і рухомих зображень із звуковим супроводом. Слово походить від грецького τῆλε (TELE, 'далеко') і латинське (videre VIEWER, 'бачити').
О́птика (англ. optics) - розділ фізики, в межах якого вивчається природа оптичного випромінювання (світла), досліджуються процеси випромінювання світла, його поширення в різноманітних середовищах і взаємодії з речовиною.
Подібні оптичні методи досі важливі, в таких областях як, наприклад, голографія. Тим не менш, з різким зростанням продуктивності комп'ютерів, ці методи все в більшій мірі витіснялися методами цифрової обробки зображень. Методи цифрової обробки зображень зазвичай є більш точними, надійними, гнучкими і простими в реалізації, ніж аналогові методи [3].

На сьогоднішній день цифрова фотокамера – доволі поширений пристрій. Майже будь-який мобільний телефон має вбудовану фотокамеру. Як наслідок, можливість фотографувати мають майже усі бажаючі. Невід’ємним процесом в ході отримання готової цифрової фотографії є процес її постобробки.

Можливість - це дія, що може відбутися або ні (можливо, приїду, а, можливо, і ні). Можливість можна забезпечити чи покладатись на «авось» та якось буде. Альтернатива дає шанс, але не гарантує без відповідних дій забезпечення результату і адекватності та конструктиву діяльності.
Стільниковий телефон - автономний мобільний телефон, призначений для роботи в мережах стільникового зв'язку; використовує приймач радіодіапазону і традиційну телефонну комутацію для здійснення телефонного зв'язку на території зони покриття мережі.
Цифрова́ фотогра́фія - технологія фотографії, що використовує замість світлочутливих матеріалів, заснованих на галогеніді срібла, перетворення світла світлочутливою матрицею і отримання цифрового файлу, використовуваного для подальшої обробки і друку.
Не завжди сире зображення з матриці фотокамери має правильні параметри балансу білого, експозиції, контрасту, тому більшість цифрових фотокамер мають вбудовані засоби автоматичної обробки фотографій.
Більшість - велика частина чого-небудь, або кількісне переважання прихильників якоїсь ідеї чи рішення над їхніми противниками. Вважається найпершою засадою демократичного способу прийняття спільних рішень, головною й необхідною умовою обрання кандидата на виборну посаду.
Пара́метр (від дав.-гр. παραμετρέω) - відмірюю, розмірюю)(рос. параметр, англ. parameter, нім. Parameter m, Kennwert m, Kenngrösse f, Kennzahl f) - величина, що нею характеризують якусь властивість, стан, розмір або форму об'єкта, робочого тіла, процесу, явища або системи тощо.
Фотокамера - прилад для фіксації зображень матеріальних об'єктів за допомогою світла на спеціальному носії (зазвичай фотоплівці або у формі комп'ютерного файлу на електронній карті пам'яті).
Баланс білого кольору - один з параметрів передачі кольорового зображення, що визначає відповідність кольорової гами зображення об'єкта кольоровій гамі об'єкта зйомки.

Проте автоматична обробка не завжди може правильно задовольнити творчі смаки автора. Часто автор бажає виконати різноманітні кольорові корекції, шумоподавлення, підвищення різкості, перекадрувати фотографію, додати певних ефектів, тощо. Це спричиняє необхідність існування ручного чи автоматизованого інструментарію обробки фотографій.

Додавання - бінарна арифметична операція, суть якої полягає в об'єднанні математичних об'єктів.
Існува́ння (від екзистенція) - центральне поняття екзистенціалізму, унікальна особистісна сутність людини, що втілює в собі духовну, психоемоційну неповторність особи.
Обчислювальні можливості сучасних фотоапаратів сильно поступаються обчислювальним можливостям персональних комп’ютерів, тому продуктивнішими і функціональнішими є засоби обробки фотографій у вигляді програмних додатків на ПК.

До типових завдань обробки цифрових фотографій належать [4]:


  • Геометричні перетворення, такі як обертання і масштабування.

  • Колірна корекція: зміна яскравості і контрасту, квантування кольору, перетворення в інший колірний простір.

  • Редагування та ретушування.

  • Розширення динамічного діапазону шляхом комбінування зображень з різною експозицією (HDR).
    Квантува́ння (англ. quantization, нім. Quantisierung f, Quantelung f) - дія, перетворення якоїсь величини з неперервною шкалою значень на величину з дискретною шкалою значень (наприклад, К. енергії частинок, К. сигналів)
    Діапазо́н (від грец. δϊα πασον (χορδων) - через усі (струни).
    Дина́міка (грец. δύναμις - сила) - розділ механіки,в якому вивчаються причини виникнення механічного руху. Динаміка оперує такими поняттями, як маса, сила, імпульс, момент імпульсу, енергія.


  • Компенсація втрати різкості, наприклад, шляхом нерізкого маскування.

1.2 Класифікація систем цифрової обробки зображень

Цифрова обробка зображень за призначенням поділяється на обробку зображень в прикладних і наукових цілях та обробку зображень для відображення [4].

В задачах обробки зображень в прикладних і наукових цілях вхіднимим даними є зображення, а вихідними – будь-яка інша інформація. Прикладами таких задач є розпізнавання тексту, машинний зір, обробка супутникових знімків, тощо [4].

Текст (від лат. textus - тканина, з'єднання) - загалом зв'язана і повністю послідовна сукупність знаків. Наука, що вивчає тексти називається герменевтикою.
Супутник - небесне тіло, яке рухається навколо планети або зірки. Запущені людиною у космос із дослідницькою метою пристрої, апарати або снаряди, які рухаються за інерцією навколо небесного тіла, називаються штучними супутниками.

В задачах обробки зображень для відтворення як вхіднимим, так і вихідними даними є зображення [4].

Відтво́рення - слово, яке, в залежності від контексту застосування набуває різних значень.
Програмні засоби, що виконують обробку зображень для відтворення називаються графічними редакторами.

Графічні редактори за призначенням можна поділити на засоби розробки (інструментальні засоби для малюваня та дизайну, аніматори, засоби для склеювання панорам, колажів) та засоби для обробки цифрових фотографій.

Склеювання - метод створення нероз'ємного з'єднання елементів конструкцій за допомогою клеїв. Процес склеювання ґрунтується на явищі адгезії - зчеплення в результаті фізичних і хімічних сил взаємодії клею з різними матеріалами за певних умов.
Останні поділяються на автоматичні, автоматизовані та ручні.

Класифікацію систем цифрової обробки зображень за призначенням наведено на рисунку 1.2

Засоби цифрової обробки зображень

Засоби обробки зображень для відтворення (графічні редактори)

Засоби обробки зображень в прикладних та наукових цілях

Засоби розробки (малювання, дизайн, аніматори)

Засоби обробки цифрових фотографій

Автоматичні

Автоматизовані

Ручні

Рисунок 1.2 – Класифікація систем цифрової обробки зображень за призначенням



Прикладами засобів обробки зображень в прикладних і наукових цілях є відома програма для розпізнавання тексту ABBYY FineReader, сервіси Google для пошуку за зображенням, тощо.

Прикладами графічних редакторів є Adobe Photoshop, Corel Draw, вбудований графічний редактор операційних систем Windows – Paint, тощо.

Редагува́ння - це приведення об'єкта редагування у відповідність із чинними у певний час у конкретному суспільстві нормами, а також його творча оптимізація, метою яких є отримання заданого соціального ефекту.
CorelDraw (стилі CorelDraw) - це векторний графічний редактор, який розроблений та продається компанією Corel Corporation з Оттави (Канада). Поточну версію продукту - CorelDraw Graphics Suite X8 (доступна тільки для - Microsoft Windows) було випущено в березні 2016 року.
Операці́йна систе́ма, скорочено ОС (англ. operating system, OS) - це базовий комплекс програм, що виконує управління апаратною складовою комп'ютера або віртуальної машини; забезпечує керування обчислювальним процесом і організовує взаємодію з користувачем.
Adobe Photoshop є прикладом програмного засобу, який покриває усі задачі обробки зображень для відображення: малювання, розробка графічного дизайну, фотообробка, склеювання панорам, колажів, розробка анімацій.
Графічний дизайн - художньо-проектна діяльність по створенню гармонійного та ефективного візуально-комунікативного середовища. Графічний дизайн вносить інноваційний внесок у розвиток соціально-економічної та культурної сфер життя, сприяючи формуванню візуального ландшафту сучасності.
Для кожної з цих категорій є спеціалізовані засоби. Наприклад, малювання – Paint Tool Sai, розробка анімацій – Ulead GIF Animator, розробка колажів – Collagelt, векторний графічний дизайн – Corel Draw, склеювання панорам – Autopano Pro, обробка фотографій – Adobe Lightroom, Corel PaintShop, ACDSee Photo Editor тощо.
Талісманом цього програмного забезпечення від початку був чоловік з вусами і в капелюсі, якого звали Валдо (Waldo). Слово «Waldo» - було кодовою назвою першої версії програми.
Усі перераховані засоби обробки фотографій є прикладами автоматизованих засобів. Автоматичні засоби обробки здебільшого вбудовані в фотокамери або виступають окремими додатками переважно в мобільних операційних системах. Ручна цифрова обробка фотографій може здійснюватись мовами програмування або ж математичними програмними пакетами (наприклад, Matlab).

1.3 Аналіз об’єкту проектування

1.3.1 Постановка задачі автоматизованої обробки цифрових фотографій

Обробка фотографій – зміна оригіналу зображення класичними або цифровими методами.

Оригінал - (від лат. originalis - первісний) - первісний, справжній.
Метою редагування є корекція дефектів, підготовка до публікації, вирішення творчих завдань [1]. Серед дефектів фотографій можна визначити наступні:

  • шум (випадкові похибки кольору в кожній точці зображення);

  • недостатня або надмірна яскравість;
    Яскрáвість - світлова характеристика тіл, які є джерелами світла. Відношення сили світла, що випромінюється поверхнею в одиницю тілесного кута до площі її проекції в площині, перпендикулярній напряму спостереження.


  • недостатня або надмірна контрастність (вуаль або надмірний динамічний діапазон зображення);

  • неправильний колірний тон;

  • нерізкість (розфокусовка);

  • пил, подряпини, «биті пікселі»;

  • усунення дисторсії і віньєтування об'єктива.

Крім виправлення дефектів на обробку фотографій полягає завдання структурного редагування зображень, а саме:

  • кадрування;

  • створення панорам;

  • усунення непотрібних деталей зображення, зміна композиції;

  • фотомонтаж — створення з частин декількох зображень нового зображення;

  • застосування спецефектів, фільтрів, тіней, фонів, текстур, підсвічування.
    Нала́годження програ́ми , в мережі рідше знева́дження (англ. debugging) - методичний процес пошуку та зменшення числа помилок або дефектів у комп'ютерній програмі або електронному обладнанні з метою отримання очікуваної поведінки.
    Віньєтування (фр. vignette - заставка) - затемнення зображення по краях кадру в фотографії і оптиці в наслідок ослаблення частини світлового потоку, що проходить під більшим кутом по відношенню до оптичної осі в оптичній системі.
    Спецефект, або спеціальний ефект (в англ. мові вживається абревіатура SPFX, SFX або просто FX) - спільна назва технологічних прийомів в кінематографі, на телебаченні і в відеоіграх, що застосовується для візуалізації сцен, які не можуть бути зняті звичайним способом.


Метою даної бакалаврської роботи є розробка інтелектуального модуля автоматизованої обробки цифрових фотографій, що являв би собою зручний та ефективний інтрумент для усіх, хто працює з цифровими фотографіями. Надлишковий функціонал призводить до нагромадження і ускладнення інтерфейсу, тому виявимо необхідні задачі автоматизованої обробки цифрових фотографій. Для спрощення опису функціоналу виділимо наступні категорії: функції корекції фотографій, функції відображення фотографій, формати даних, додаткові функції.

Функції корекції фотографій:



  • Колірні корекції:

    • Корекція балансу білого (з можливістю автокорекції);

    • Корекція контрасту (з можливістю автокорекції);

    • Корекція експозиції;

    • Корекція кольорового балансу;

  • Фільтри:

    • Шумоподавлення;

    • Підвищення різкості;

    • Розмиття;

  • Структурні корекції:

    • Переведення кольорових моделей;

    • Кадрування;

Функції відображення:

  • Можливість відображати початкове зображення (до обробки);

  • Можливість відображати результуюче зображення (після обробки);

  • Наявність режиму порівняння (відображення початкового і результуючого зображення в одному вікні);

  • Наявність навігації масштабом (збільшення, зменшення).
    Масштаб, мірило (від нім. Maß - міра, і нім. Stab - палка) - відношення розмірів об'єкта, виконаних без спотворень, до інших номінальних значень. Масштаб це число, що може бути більше 1, якщо розміри об'єкту ненадійні, креслення дрібних деталей) - це називають масштабом збільшення, або менше 1 (плани будинків, топографічні та географічні карти, карти зоряного неба) - масштаб зменшення.
    Навіга́ція (від {лат. navigare - керувати кораблем та санскр. navgathi - майстерність керманича). Галузь знань про керування транспортним засобом для спрямування його до цілі. Використовується на воді, на землі, в повітрі, а також останній час і в космосі.


Формати даних:

  • Вхідні зображення можуть бути в наступних растрових форматах: jpg, png, bmp, raw;

  • Вихідним форматом зображень є jpg.

Додаткові функції:

  • Можливість відкривати колекції фотографій (кілька фото одночасно);

  • Можливість застосовувати корекції до колекцій фотографій;

  • Наявніть інтерактивниї підказок до корекцій;

  • Обробка на GPU (опціонально).

1.3.2 Характеристика та аналіз аналогів

На ринку програмного забезпечення існує доволі багато програмних засобів для обробки фотографій. Розглянемо найвідоміші системи в цій галузі: Adobe Photoshop Lightroom, Adobe Photoshop, Corel PaintShop Pro, Cyberlink Photo Director, ACDSee Photo Editor, GIMP, Paint.NET та інші.

На сьогодні беззаперечним лідером серед растрових графічних редакторів є Adobe Photoshop. Він може бути використаний в усіх сферах роботи з графікою: малювання, розробка графічного дизайну, створення анімацій, обробка фотографій, створення колажів, панорам, і навіть базова робота з 3D графікою. Проте, попри його величезний функціонал, для обробки фотографій Photoshop є далеко не найзручнішим засобом. Великий функціонал сричиняє такі недоліки, як довготривалість запуску, нагромадженість інтерфейсу, великий об’єм на диску. Крім того інтерфейс Adobe Photoshop не дає можливості зручно маніпулювати багатьма відкритими фотографіями, не кажучи вже про обробку колекцій фотографій, що є дуже корисною функцією при обробці великої кількості фотографій.

Маніпуляція (фр. manipulation) - складний прийом, операція, витівка.
Кількість - в Арістотелівській логіці друга з 10 категорій (класів, розрядів, які спрощують процес розумового визначення будь-якої речі), побічна обставина матеріальних речей , за допомогою якої вони поширюються в просторі, вимірюються якоюсь математичною нормою і здатні бути поділеними на окремі частини.
Ще одним недоліком Adobe Photoshop є його дороговизна. Остання версія Adobe Photoshop CC коштує 20$ в місяць при річній оплаті, 30$ в місяць при щомісячній оплаті [5].

Одним з найвідоміших спеціалізованих засобів для обробки фотографій є Adobe Photoshop Lightroom. Він позбавлених багатьох недоліків Adobe Photohop для обробки фотографій. Підтримує колекції фотографій, має дуже зручний інтерфейс, не має функцій, не потрібних для обробки фотографій. Для певних кругів користувачів Lightroom – ідеальний програмний додаток для обробки фотографій. Проте для деяких користувачів величезний функціонал Lightroom не потрібен, тому довготривалість запуску, великий об’єм на диску та дороговизну можна розглядати як серйозні недоліки.

Цих недоліків позбавлені такі безкоштовн програми, як GIMP, Paint.NET та інші. Проте вони не мають можливості обробляти колекції фотографій, мають не зовсім зручний інтерфейс (порівняно з Ligthroom).

Розроблюваний інтелектуальний модуль автоматизованої обробки цифрових фотографій позиціонується, як безкоштовна, швидка та невелика за розміром альтернатива Lightroom.

Альтернати́ва (фр. alternative, рос. альтернатива, англ. alternative, нім. Alternative) -
Розроблювана програма вбере в себе такі переваги:



  • Зручний та простий інтерфейс (подібний до інтерфейсу Lightroom, проте менш нагромаджений);

  • Безкоштовність (відритий програмний код);

  • Невеликий об’єм на диску;

  • Невелика тривалість запуску;

  • Український інтерфейс;

  • Кросплатформність (версії для ОС Windows, Linux, Mac);

Недоліками розроблюваної програми є:

  • Обмежений функціонал;

  • Відсутність онлайн спільнот та підтримки від виробника.

Для україномовних користувачів вагомою перевагою є присутність українського інтерфейсу.

В подальших версіях інтелектуального модуля автоматизованої обробки цифрових фотографій планується ввести англійську та російську мови інтерфейсу, що значно збільшить потенційну аудиторію користувачів, а також реалізувати значну частину обробки паралельними алгоритмами на графічному процесорі (технологія GPGPU [6]), що суттєво підвищить швидкодію обробки фотографій.

Швидкодія (рос. быстродействие, англ. speed of response, нім. Schnelligkeit f, Reaktionsfähigkeit f, Ansprechgeschwindigkeit f) - швидкість реакції системи на зовнішні дії або кількість операцій, які здійснює система за одиницю часу.
Географічна паралель або рівнобі́жник (грец. παράλληλος - уздовж одне одного) - лінія перетину поверхні земної кулі площиною, паралельною (рівнобіжною) до площини екватора.
Росі́йська мова (рос. русский язык) - слов'янська мова, належить до групи східнослов'янських мов разом з українською та білоруською мовами; одна з шести офіційних мов ООН.
Англі́йська мо́ва (English, the English language) - мова, що належить до германської групи індоєвропейської сім'ї мов. Одна з найпоширеніших мов у світі, особливо як друга мова та мова міжнародного спілкування.

1.4 Висновки до першого розділу

В даному розділі було проаналізовано предметну область автоматизованої обробки цифрових фотографій, виконано класифікацію систем цифрової обробки зображень, проаналізовано об’єкт проектування.

В ході аналізу предметної області автоматизованої обробки цифрових фотографій розлянуто коротку історію фотографії та фотообробки, визначено актуальність, основні задачі і напрямки обробки фотографій.

Актуа́льність (від лат. actualis - справжній, теперішній, сучасний, важливий у даний момент, злободенний, назрілий) - абстрактний іменник до прикметника «актуальний». Актуальність - важливість, значимість чого-небудь на сьогодні, сучасність, злободенність.

В ході виконання класифікації систем цифрової обробки зображень визначено основні класи систем обробки зображень за призначенням, наведено приклади програм кожного класу.

Під час аналізу об’єкту проектування було виконано постановку задачі автоматизованої обробки цифрових фотографій, а саме визначено поняття обробки фотографій, основні задачі, напрямки розвитку, а також визначено необхідний функціонал розроблюваної системи. Виконано характеристику та аналіз аналогів розроблюваної системи відповідно до класифікації, виконаної раніше. Виявлено, що в класі засобів автоматизованої обробки цифрових фотографій є напрямки для покращення. Навіть найвідоміші програмні засоби в цій галузі мають певні недоліки.

В даному розділі визначено актуальність та обгрунтовано доцільність розробки інтелектуального модуля автоматизованої обробки цифрових фотографій.

2 ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МОДУЛЬ АВТОМАТИЗОВАНОЇ ОБРОБКИ ЦИФРОВИХ ФОТОГРАФІЙ

2.1 Аналіз моделей подання кольору

Колірна модель – абстрактна модель опису представлення кольорів у вигляді наборів чисел, зазвичай з трьох або чотирьох значень, званих колірними компонентами [7]. Множина кольорів моделі визначає колірний простір.

Колір – це суб’єктивний показник, що сприймається людиною, а не фізична характеристика. Людина є трихроматом — сітківка очей має 3 види рецепторів світла, відповідальних за кольоровий зір. Кожен вид колбочок реагує на певний діапазон видимого спектру.

Компонент (англ. component, нім. Komponente f) - різновид, складова частина чогось.
В оптиці спе́ктром (лат. spectrum - привид) називається сукупність монохроматичних випромінювань, що належать до складу складного випромінювання. Спектр випромінювання може описуватися графічною, аналітичною або табличною залежністю.
Відгук, що викликається в колбочці світлом певного спектру, називається колірним стимулом, при цьому світло з різними спектрами може мати один і той же колірний стимул і, таким чином, сприйматися людиною однаково [7].

Будучи лінійним простором, простір кольорових стимулів має властивість адитивного змішування — сума двох колірних векторів буде відповідати кольору, рівному отриманому змішанням цих двох кольорів. Таким чином, можна описувати будь-які кольори (вектора колірного простору) через лінійну комбінацію кольорів, обраних у якості базиса. Такі кольори називають основними (англ. primary colors). Найчастіше в якості основних кольорів вибирають червоний, зелений і синій (модель RGB), проте можливі інші варіанти базису основі кольорів.

Ве́кторний (ліні́йний) про́стір - основне поняття лінійної алгебри, узагальнення множини всіх векторів на площині чи в просторі з операціями додавання векторів та множення вектора на скаляр.
Ко́лір (також ба́рва у контексті теми) - суб'єктивна характеристика сприйняття світлової хвилі, яка ґрунтується на здатності людського зору розрізняти електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль в області видимого діапазону (видимий діапазон - довжини хвиль від 380 до 760 нм).
Вибір червоного, зеленого і синього оптимальний по ряду причин, наприклад, бо при цьому мінімізується кількість точок колірного простору, для представлення яких використовуються негативні координати, що має практичне значення для передання кольору (не можна відтворювати колір випромінюванням з негативною інтенсивністю).
Практика (грец. πράξις «діяльність») - доцільна і цілеспрямована діяльність, яку суб'єкт здійснює для досягнення певної мети. Практика має суспільно-історичний характер і залежить від рівня розвитку суспільства, його структури.

На сьогоднішній день в комп’ютерній техніці використовується дуже багато кольорових моделей, проте для обробки фотографій зручні лише деякі з них. В інтелектуальному модулі для автоматизованої обробки цифрових фотографій планується використовувати наступні кольорові моделі:



  • RGB;

  • Grayscale;

  • CMYK;

  • Lab;

  • HSV (HSB).

Розглянемо детальніше перераховані вище кольорові моделі.

Каталог: portal -> static
static -> Пояснювальна записка до бакалаврської дипломної роботи на тему
static -> Розрахунок витрат на розробку модифікованого алгоритму 77
static -> 1Аналіз існуючих реалізацій та вибір алгоритму роботи системи 8
static -> Вступ актуальність теми дослідження
static -> Розрахунок втрат при передачі інформації по безпровідному каналу 48
static -> Методи І засоби сучасного відображення зорової інформації для покращення асоціативного сприйняття при вивченні іноземної мови
static -> Розробка веб-додатку з імітаційного моделювання обчислювальних систем
  1   2   3   4   5   6   7



  • Пояснювальна записка до бакалаврської дипломної роботи
  • Corel Draw