Баловсяк С. В. Багаторівневі методи оброблення електронно-дифракційних та Х-променевих сигналів у комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних системах

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-технічної проблеми підвищення точності та швидкодії оброблення електронно-дифракційних і Х-променевих сигналів у комп’ютеризованих інформаційно-вимірювальних системах (КІВС). Мета роботи полягає в підвищенні точності та швидкодії оброблення експериментальних сигналів у КІВС за рахунок використання багаторівневих методів. Запропоновано концепцію багаторівневого підходу до оброблення експериментальних сигналів, яка полягає в обчисленні й аналізі додаткових рівнів сигналів, що забезпечує підвищення швидкодії або точності розроблених методів на порядок. На основі запропонованої концепції розроблено ряд методів. Розроблено метод аналізу і синтезу профілів розподілу яскравості зображень, характерною особливістю якого є використання конічних перерізів як обвідних серії профілів, що дозволяє на порядок підвищити точність визначення параметрів для усереднених профілів. Запропоновано високоточні методи для багаторівневої інтерполяції сигналів, в яких інтерпольовані сигнали складаються з суми коректованої та узгоджувальної функцій. Розроблено швидкодійний метод підвищення локального контрасту зображень, який використовує значення обвідних мінімальних та максимальних значень сигналу в межах локальних вікон. Запропоновано метод адаптивної орієнтованої фільтрації зображень у просторовій області, який як ядро фільтра використовує орієнтований двовимірний розподіл Гауса. Запропоновано математичну модель та метод орієнтованої фільтрації зображень смуг в частотній області, який заснований на просторовому виділенні смуг та їх подальшій фільтрації. Розроблено високоточний метод суміщення зображень об’єктів із використанням генетичного алгоритму. Запропоновано метод багаторівневого аналізу енергетичних спектрів зображень, який забезпечує незначну похибку обчислення середньої просторової частоти зображення. Одержали подальший розвиток: високоточний метод детектування просторового положення відрізків прямих, кіл та еліпсів на зображеннях; високоточні багаторівневі методи автоматичного визначення рівня та видалення гаусового шуму на зображеннях; метод вейвлет-фільтрації з використанням сімейства біортогональних вейвлетів; швидкодійний метод навчання штучних нейронних мереж; високоточний метод деконволюції зображень, який як функцію розсіяння точки використовує орієнтований двовимірний розподіл Гауса. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що на основі отриманих теоретичних положень та методів розроблено апаратно-програмне забезпечення КІВС на базі Х-променевих дифрактометрів та електронних мікроскопів. Результати дисертаційної роботи впроваджено в 3-х науково-дослідних інститутах НАН України (м. Київ) при обробленні експериментальних електронно-дифракційних та Х-променевих сигналів, в навчальний процес Чернівецького національного університету.