Zastosowanie kartezjańskiego programowania genetycznego do projektowania filtrów cyfrowych do przetwarzania obrazów

• Autorzy: Słowik A. , Popławski M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.07.18

Warianty tytułu

EN

Application of cartesian genetic programming to design of digital filters for image processing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono zastosowanie kartezjańskiego programowania genetycznego do projektowania filtrów cyfrowych do przetwarzania obrazów. Prezentowana metoda umożliwia projektowanie filtrów cyfrowych zarówno do przetwarzania obrazów kolorowych oraz do przetwarzania obrazów w odcieniach szarości. Jakość zaprojektowanych filtrów sprawdzono na przykładzie redukcji losowo generowanego szumu na wybranych obrazach. Wyniki uzyskane przy użyciu filtrów cyfrowych zaprojektowanych z wykorzystaniem kartezjańskiego programowania genetycznego porównano z wynikami uzyskanymi przy użyciu standardowych filtrów typu maksimum, typu minimum oraz przy użyciu filtrów medianowych. Cyfrowe obrazy poddane filtracji przy użyciu filtrów otrzymanych z wykorzystaniem kartezjańskiego programowania genetycznego cechują się mniejszym stopniem zaszumienia niż cyfrowe obrazy przetwarzane przy użyciu pozostałych filtrów cyfrowych.

EN

In this paper, the application of the Cartesian genetic programming to design of digital filters for image processing is presented. The digital filters for color images processing and the digital filters for shades of grey images processing can be designed by the use of the proposed method. The quality of designed filters was tested on the example of the reduction of randomly generated noise on the selected images. The results obtained using digital filters designed with the use of Cartesian genetic programming were compared with the results obtained using standard digital filters such as maximum filter, minimum filter, and median filter. The digital images subjected to filtration using digital filters designed using Cartesian genetic programming possesses less degree of noise than digital images which were processed with the use of other digital filters.

Słowa kluczowe

PL

kartezjańskie programowanie genetyczne; projektowanie; filtr cyfrowy; przetwarzanie obrazu

EN

cartesian genetic programming; design; digital filter; image processing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 7
• Strony: 74--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Słowik A.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Elektroniki i Informatyki, Katedra Inżynierii Komputerowej, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

autor

Popławski M.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Elektroniki i Informatyki, Katedra Inżynierii Komputerowej, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

Bibliografia

• [1] Michalewicz Z., Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs. Springer, Heidelberg (1992)
• [2] Goldberg D.E., Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning, Addison-Wesley Publishing Company Inc., New York (1989)
• [3] Koza J., Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. MIT Press, Cambridge, MA (1992)
• [4] Arabas J., Wykłady z algorytmów ewolucyjnych. WNT, Warszawa (2001)
• [5] Miller J. F., Turner A., Cartesian Genetic Programming. Proceedings of the Companion Publication of the 2015 Annual Conference on Genetic and Evolutionary Computation, pp. 179-198, Madrid, Spain, (2015)
• [6] Miller J. F., Thomson P., Cartesian Genetic Programming. Proceedings of the 3rd European Conference on Genetic Programming. Springer LNCS 1802, pp. 121-132, (2000)
• [7] Kalganova T., Miller J. F, Fogarty T. C., Some Aspects of an Evolvable Hardware Approach for Multiple-Valued Combinational Circuit Design. Proceedings of the 2nd International Conference on Evolvable Systems: From Biology to Hardware (ICES98). Springer LNCS 1478, pp. 78-89, (1998)
• [8] Vassilev V. K., Miller J. F., Fogarty T. C., On the Nature of Two-Bit Multiplier Landscapes. Proceedings of the First NASA/DOD Workshop on Evolvable Hardware (EH'99). IEEE Computer Society, pp. 36-45, (1999)
• [9] Vassilev V. K., Miller J. F., The Advantages of Landscape Neutrality in Digital Circuit Evolution. Proceedings of the 3rd International Conference on Evolvable Systems: From Biology to Hardware. Springer LNCS 1801, pp. 252-263, (2000)
• [10] Völk K., Miller J. F., Smith S. L., Multiple Networks CGP for the Classification of Mammograms. Proceedings of the 11th European Workshop on Image Analysis and Signal Processing (EvoIASP'09). Springer LNCS 5484, pp. 405-413. 5484, (2009)
• [11] Harding S. L., Miller J. F., Evolution of Robot Controller Using Cartesian Programming. Proceedings of the 8th European Conference on Genetic Programming. Springer LNCS 3447 pp. 62-72, (2005)
• [12] Chyła D., Ewolucyjne projektowanie filtrów do graficznej obróbki zdjęć. Praca inżynierska, Politechnika Koszalińska, Wydział Elektroniki i Informatyki, (2014)
• [13] Słowik A., Projektowanie i optymalizacja cyfrowych układów elektronicznych przy użyciu algorytmów ewolucyjnych. Rozprawa doktorska. Politechnika Koszalińska, Wydział Elektroniki i Informatyki, (2007)
• [14] Słowik A., Białko M., Design and Optimization of Combinational Digital Circuits Using Modified Evolutionary Algorithm. Proceedings of Seventh International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing, ICAISC 2004, Lecture Notes in Artificial Intelligence, Volume 3070/2004, pp. 468-473, Springer-Verlag, Zakopane, (2004)
• [15] Słowik A., Białko M., Evolutionary Design and Optimization of Combinational Digital Circuits with Respect to Transistor Count. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Volume 54, Issue 4, pp. 437-442, (2006)
• [16] Słowik A., Białko M., Design and Multi-Objective Optimization of Combinational Digital Circuits Using Evolutionary Algorithm with Multi-Layer Chromosomes. Ninth International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing, ICAISC 2008, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag, Volume 5097/2008, pp. 479-488, (2008)
• [17] Słowik A., Białko M., Modified Version of Roulette Selection for Evolution Algorithm - The Fan Selection, Proceedings of Seventh International Conference on Artificial Intelligence and Soft Computing, ICAISC 2004, Lecture Notes in Artificial Intelligence, Volume 3070/2004, pp. 474-479, Springer-Verlag, Zakopane, (2004)

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).