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《基于摩尔近邻模型的二维元胞自动机在图像处理中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《现代电子技术》2006年第8期总第223期嵌入式与单片机基于摩尔近邻模型的二维元胞自动机在图像处理中的应用叶瑞芳,黄春晖(福州大学物理与信息工程学院福建福州350002)摘要:元胞自动机是一种具有空间、时间和状态离散性的动力学系统。在简单介绍了元胞自动机基本原理的基础上,提出采用二维元胞自动机对图像做边缘检测以及对破坏图像做恢复的算法。通过与传统处理方法的结果比较,表明该算法具有处理速度快、质量较好、易于硬件集成等优点,是一种新颖实用的图像处理算法。关键词:摩尔近邻模型;二维元胞自动机;边缘
2、检测;图像恢复中图分类号:TP391.41文献标识码:B文章编号:1004373X(2006)0805503TwodimensionCellularAutomatawithMooreNeighborhoodModelforApplicationofImageProcessingYERuifang,HUANGChunhui(CollegeofPhysicsandInformationEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,350002,China)Abst
3、ract:Cellularautomataisoneofthedynamicalsystemsinwhichspace,timeandstatearediscrete.Inthispaper,wesimplyintroducethebasicprincipleofcellularautomata,andproposalalgorithmsforimagesedgedetectionandimagerestoration,whichisutilizedofthetwodimensioncellulara
4、utomataneighborhood.Comparingwiththeinstanceofthetraditionalmethod,itshowsthatthisalgorithmshavesomeadvantagessuchashighprocessingspeeds,goodprocessingqualityandeasyintegrationofhardware,andsoon.Thus,thealgorithmisakindofnovelandpracticalmethodofimageproc
5、essing.Keywords:Mooreneighborhoodmodel;twodimensioncellularautomata;edgedetection;imagerestoration行过程以及非线性科学(如混沌、分形等)方面的应用都引1引言起人们极大的兴趣,成为多个学科领域的研究热点。由于图像恢复与边缘检测是图像信息处理的重要领域,已CA具有结构简单和并行运算的特性,便于VLSI实现,因[7]经形成多种传统的图像恢复方法和边缘检测方法,如中值此把其应用于图像处理领域有广阔的前景。本文将在
6、滤波、均值滤波、逆滤波法、维纳滤波法、卡尔曼滤波法、奇CA基本理论的基础上,把CA模型引入到图像处理中,构异值分解伪逆法、最大熵恢复法和基于高斯马尔可夫随造出新的图像边缘检测与图像恢复算法。[1]机场模型的恢复法等图像恢复方法和Laplace算子、2元胞自动机基本理论[2]Robert算子、Sobel算子、Kirsch算子等图像边缘检测方法。但这些传统方法面临较多的约束问题,存在计算量过元胞自动机是一种特殊的有限状态机,是与连续大、处理速度缓慢,处理效果不理想等许多方面的缺陷,因Cantor映射动力学系
7、统相对应的离散动力学系统,是具有[4]此,寻求一种计算简单和易于实现的新的图像处理方法,时间、空间和状态离散性的并行数学模型。他是由大量成为人们所关注的热点。简单,具有局域相互作用的元胞构成。每个元胞处于状态元胞自动机(CellularAutomata,CA)[3~6]自20世纪空间中的某种状态,各个元胞在t+1时刻的状态值根据50年代提出以来,得到了很大的发展,在20世纪80年代一个预定义的局部规划,按照其t时刻的邻域函数规则进S.Wolfram[5,6]对CA模型做了简化,简化后的元胞自动机行同步更新
8、。不仅具有适合VLSI层次的简单规则结构和信息并行处元胞自动机按其元胞空间的维数可分为一维CA、二维CA和三维CA。在CA的研究方面,一维CA理论和应理的局部互连结构,而且具有复杂的动力学特性。CA的动力学行为使其能产生复杂行为,用于复杂逻辑的建模与用已经很成熟了,而在二维CA,因为其种类繁多,研究较仿真。近年来,元胞自动机在模拟复杂物理系统和同步并为困难,相关文献报道也较少,但二维CA中存在着比一维CA更有意义的规则,可以模
