Алгоритмы цветового кодирования для повышения информативности компьютерных визуализаций

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:
Возрастающая роль научной визуализации в естественных науках и медицине
Недоступность и высокая стоимость лицензионных профессиональных компьютерных пакетов для визуализации
Недостаточная выразительность и информативность традиционных методов визуализации

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
Как повысить информативность монохромных изображений, для которых выявление малоконтрастных объектов затрудняется особенностями зрения человека ?
Можно ли повысить информативность изображений, получаемых в результате сканирования пленочных снимков ?
Можно ли получить изображение с высоким разрешением и информативностью в том случае, когда в медицинском оборудовании отсутствует декодер высокого разрешения ?

ЗАДАЧИ РАБОТЫ:
Реализовать алгоритмы цветового кодирования, основанные на различных принципах:
а) использование видимого спектра
б) использование случайных цветов
в) использование монохромной палитры с цветными контурами
Разработать компьютерную программу, позволяющую быстро генерировать, настраивать и запоминать специальные цветовые палитры
Разработать методику повышения информативности изображения в том случае, когда оборудование «не отдает» файлы с высоким разрешением

АЛГОРИТМЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ:
Основная задача – превратить двумерные числовые данные в цветное растровое изображение

АЛГОРИТМ ЦВЕТОВОГО КОДИРОВАНИЯ, ОСНОВАННЫЙ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ
ВИДИМОГО СПЕКТРА
Сопоставляя диапазон видимых длин волн
и диапазон значений функции от минимальных к максимальным (или наоборот), получаем однозначное соответствие значению функции цвет пикселя (r,g,b)

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ:

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ:
(КАРТИНА ДИФРАКЦИИ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ОТВЕРСТИИ)

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ:
Оригинал
Полутоновое
изображение

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ:

ЦВЕТОВОЕ КОДИРОВАНИЕ:

ПРИМЕР ЦВЕТОВОГО КОДИРОВАНИЯ:

ПОВЫШЕНИЕ ВЫРАЗИТЕЛЬНОСТИ ЗА СЧЕТ НЕЛИНЕЙНОГО ЦВЕТОВОГО КОДИРОВАНИЯ:

Увидеть невидимое

RAW
36бит
.png
.tiff
48бит
Программа
Испльзование цифровой фотографии
Camera RAW
48бит

ВЫВОДЫ:
Реализован алгоритм цветового кодирования, основанный на использовании настраиваемой дискретной палитры цветов. Показано, что этот алгоритм обладает преимуществом перед традиционным полутоновым методом, реализованным во многих графических пакетах;
Разработана программа, позволяющая быстро и без специальных знаний повысить выразительность графических образов
Разработана методика повышения информативности изображения в том случае, когда оборудование «не отдает» файлы с высоким разрешением за счет использования методов современной цифровой фотографии