Gradient-based technique for image structural analysis and applications

This paper is devoted to application of gradients field characteristics in selected problems of image intellectual analysis and processing. To analyse the properties and structure of an image several approaches and models based on the use of the gradients field characteristics, are proposed. In this paper, models based on Weibull distribution are considered, an image dominant direction estimation algorithm using the parameters of scattering ellipse of gradients field components is proposed, and a similarity measure of two images with arbitrary dimensions and orientation is proposed. Some examples of applications of these models for estimation of blur and structuredness of an image, for the quality assessment of resizing and rotating algorithms, as well as for detection of a specified object on the image delivered by an unmanned aerial vehicle, are given.This work was supported by the State Committee of Science of the Ministry of Education and Science of the Republic of Armenia, under the research project No. 15T-1B274 and by Russian-Armenian University under the research project funded by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Gradient-Based Technique for Image Structural Analysis and Applications

Статья посвящена применению характеристик градиентного поля в избранных задачах интеллектуального анализа и обработки изображений. Для описания свойств и структуры изображения предлагаются несколько подходов и моделей, основанных на использовании характеристик градиентного поля. В частности, рассматриваются модели, основанные на распределении Вейбулла, представлен алгоритм оценки доминирующего направления изображения с использованием параметров эллипса рассеивания компонент градиентного поля и предложена мера подобия двух изображений с произвольными размерами и ориентацией. Приведены примеры применения этих моделей для оценивания размытости изображения, оценивания качества алгоритмов и программ масштабирования, интеллектуального анализа видеопотоков, а также в задаче обнаружения определенного объекта на видеоизображении, поставляемом беспилотным летательным аппаратом. The paper is devoted to application of gradient field characteristics in selected problems of image intellectual analysis and processing. To describe the properties and structure of an image several approaches and models based on the use of the gradient field characteristics, are proposed. In particular, the models based on Weibull distribution are considered, an image dominant direction estimation algorithm using the parameters of the scattering ellipse of the gradient field components is presented, and a similarity measure of two images with arbitrary dimensions and dominant orientation is proposed. Some examples of applications of these models for estimation of an image blur, for estimation of the quality of resizing algorithms and software, for intellectual analysis of a video are proposed, as well as a procedure for specified object detection on the image delivered by an unmanned aerial vehicle is described.Исследование выполнено в Российско-Армянском (Славянском) университете за счёт средств, выделенных в рамках субсидии МОН РФ на финансирование научно-исследовательской деятельности РАУ. Исследование выполнено при финансовой поддержке Государственного комитета по науке МОН РА в рамках научного проекта № 15T-1B274