ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ
ПРЕПРИНТ №2 (584)
Ю.В.Андреев, А.С.Дмитриев, С.О.Старков
МОСКВА, 1993
Идея и метод использования одномерных нелинейных динамических систем для записи и обработки информации были предложены в [1, 2]. Идея заключается в том, что информационному блоку (конечной последовательности символов, принадлежащих некоторое алфавиту) ставится в соответствие предельный устойчивый цикл одномерного отображения с длиной, равной длине информационного блока. При этом символ кодируется амплитудой значений циклической последовательности.
В данной работе рассматривается применение методов нелинейной динамики к записи и обработке изображений.
В разделе 1 описываются принципы записи и основные свойства метода. Приводятся простые примеры, иллюстрирующие процедуру записи и считывания.
В разделе 2 обсуждаются возможности применения предложенных алгоритмов к записи и восстановлению визуальной информации, возникающие при этом проблемы и ограничения.
Раздел 3 посвящен вопросам кодирования исходной визуальной информации и изложению метода кодирования, в значительной степени снимающего проблему емкости записи.
Основной частью препринта является раздел 4, где подробно описан программный комплекс "ИНФОРМХАОС", реализующий изложенные выше принципы записи и обработки визуальной информации.
В заключении кратко формулируются основные результаты и обсуждаются возможные направления дальнейших исследований.
В препринте рассмотрены вопросы применения принципов записи и восстановления информации в одномерных динамических системах [1, 2] к обработке изображений. Развитый в этом направлении метод реализован в виде программного продукта: интегрированной оболочки "ИНФОРМХАОС". Описан программный комплекс, демонстрируются его возможности, позволяющие сделать вывод о том, что разработанные принципы могут быть эффективно использованы в ряде прикладных задач, которые связаны с обработкой изображений. В первую очередь это относится к системам ассоциативной памяти для изображений.
Анализ показывает, что подобный подход может быть использован и при обработке текстов, а также одномерных аналоговых сигналов.
1. А.С.Дмитриев // Радиотехника и электроника. - 1991.- Т.36, № 1.- С. 101-108.
2. A.S.Dmitriev, A.I.Panas, S.O.Starkov // Phуs. Lett. A. - 1991.- Vol.155, No. 8-9.- pp. 494-499.
3. А.Н.Шарковский, Ю.Л.Майстренко, Е.Ю.Романенко. Разностные уравнения и их приложения.- Киев: Наукова думка, 1986.
4. А.Н.Шарковский, С.Ф.Коляда, А.Г.Сивак, В.В.Федоренко. Динамика одномерных отображений.- Киев: Наукова думка, 1989.
5. Y.V.Andreyev, A.S.DmItriev, L.O.Chua, and C.W.Wu. Associative and random access memory using one-dimensional mарs (Препринт Nо. UCB/ERL M92/32), Berkeley, CA., 1992.
6. Y.V.Andreyev, Y.L.Belsky, A.S.Dmitriev. Information processing in nonlinear systems with dynamic chaos // Доклады Международного семинара "Нелинейные цепи и системы".- Москва, 1992.- C.51-60.
Preprint No. 2 (584), 1993
Yu. V. Andreyev, A. S. Dmitriev, S. O. Starkov
Moscow, 1993
The idea and the method for using one-dimensional nonlinear dynamic systems for storing and processing information were proposed in [1, 2]. The idea is to relate an information block (a finite sequence of symbols of some alphabet) to a limit stable cycle of a 1-D map, the cycle length being equal to the length of the information block. The symbols are encoded by the amplitude values of the cyclic sequence.
In this paper, application of the methods of nonlinear dynamics to storing and processing pictures is discussed.
In Section 1, the principles and main features of the method for storing are described. Simple examples illustrating the procedure for storing and retrieval are presented.
In Section 2, application of the proposed algorithms to storing and retrieval of visual information are discussed along with the occurring problems and limitations.
The 3rd Section is devoted to the problems of encoding original visual information and to the encoding method considerably attenuating the problem of the method capacity.
The main part of the preprint is Section 4, where the "InformChaos" software pack, accomplishing the above principles of storing and processing visual information, is described in detail.
In Conclusions, main results are briefly formulated and potential directions of further investigations are discussed.
Application of the principles of storing and recovering information in 1-D dynamic systems [1, 2] to processing pictures is discussed. The method is developed into a demonstration software product "InformChaos". The software is described, its capabilities are demonstrated allowing to conclude that the developed principles can be efficiently used in a number of applications associated with processing graphic images. First of all, this can be applied to the systems of associative memory for pictures.
An analysis shows that this approach can also be used in processing texts and 1-D analog signals.
1. A.S.Dmitriev // Radiotekhnika i elektronika. - 1991.- vol.36, no. 1.- pp. 101-108 (in Russian).
2. A.S.Dmitriev, A.I.Panas, and S.O.Starkov // Phуs. Lett. A. - 1991.- Vol.155, No. 8-9.- pp. 494-499.
3. A.N.Sharkovsky, Yu.L.Maistrenko, and Ye.Yu.Romanenko. Difference equations and applications.- Kiev: Naukova dumka, 1986. (in Russian)
4. A.N.Sharkovsky, S.F.Kolyada, A.G.Sivak, and V.V.Fedorenko. Dynamics of one-dimensional maps.- Kiev: Naukova dumka, 1989. (in Russian)
5. Y.V.Andreyev, A.S.DmItriev, L.O.Chua, and C.W.Wu. Associative and random access memory using one-dimensional mарs (Препринт Nо. UCB/ERL M92/32), Berkeley, CA., 1992.
6. Y.V.Andreyev, Y.L.Belsky, and A.S.Dmitriev. Information processing in nonlinear systems with dynamic chaos // Proc. Int. Seminar "Nonlinear circuits and systems".- Moscow, 1992.- pp.51-60.