к.т.н. Пеньков А. П., к.т.н. Иванова Н. А., Титов А. А.

Днепропетровский национальный университет

«Трудоохранная» методология «исследования методов сжатия изображений» с помощью нейронных сетей

Передача изображений в компьютерных сетях немыслима без их предварительного сжатия. Изображения обычно требует для хранения гораздо большего объема памяти, чем текст. Например, не очень качественная иллюстрация на обложке книги размером 500x800 точек занимает 1.2 Мб – столько же, сколько художественная книга из 400 страниц (60 знаков в строке, 42 строки на странице). Эта особенность изображений определяет актуальность алгоритмов сжатия графики.

На сегодняшний день существует достаточное количество алгоритмов сжатия изображений, как с потерями информации, так и без потерь. Алгоритмы сжатия с потерями выглядят особенно привлекательно, так как позволяют достичь достаточно больших степеней сжатия при вполне приемлемом качестве восстановленного изображения.

Достаточно перспективным направлением в этой области является применение нейронных сетей, которые на сегодняшний день широко используются в самых различных областях человеческой деятельности. Поэтому исследование эффективности этих сетей в области сжатия изображений представляет определенный интерес. В связи с этим возникает проблема отыскания оптимальных условий в процессе исследовательского труда, задача поиска пути обеспечения и охраны труда.

Проанализируем структуру задания в виде названия дипломной работы «Исследование методов сжатия изображений с помощью нейронных сетей». Очевидно, что предусматривается разработка сложного человеко-машинного комплекса – исследовательского рабочего места.

Для уточнения структуры рабочего места используем его системное представление, предложенное в монографии [2, с.28](рис. 1).

Рис. 1. Общая система труда

где УФ – управляющая функция, СрТ – средство труда, ПТ – предмет труда. Очевидно, что введенное здесь ПТ отвечает на вопрос «что обрабатывается?» (в рабочем месте по [1] ПТ отсутствует). СрТ отвечает на вопрос «чем обрабатывается ПТ?». УФ отвечает на вопрос «как взаимодействуют ПТ и СрТ?». Исследовательская «окружающая среда» определяет условия работы системы рис. 1.

Следует отождествить элементы системы труда (обозначим S_ТР для рис. 1) с общей формулировкой разрабатываемой S_ТР согласно теме дипломной работы. Очевидно, что предметом труда (ПТ) является процесс «сжатия изображений» с помощью «нейронных сетей» в роли средства труда (СрТ). При этом управляющая функция (УФ) представляется в виде алгоритма сжатия изображений с использованием слоя Кохонена. Она реализуется средой MATLAB, которая, используя пакет прикладных программ Neural Networks Toolbox, позволяет проектировать, моделировать, обучать и использовать различные типы нейронных сетей.

Процесс проведения исследований методов сжатия изображений с помощью нейронных сетей можно представить самостоятельной системой труда (рис. 2).

Рис. 2. Система труда по исследованию методов сжатия изображений с помощью «нейронных сетей»

Проведенный анализ формулировки задания позволил уточнить «технический аспект» «исследовательской системы», в которой в качестве «предмета труда» выступает «исследователь». В таком случае полная S_ТР по теме работы будет иметь вид, представленный на рис. 3.

Рис. 3. Система исследовательского труда по теме работы

Данной моделью окончательно определено «исследовательское рабочее место» по теме задания, его элементы, которые необходимо рассматривать в процессе детальной научно-исследовательской работы, решения задач оптимизации с учетом конкретных требований эргономики [1].

Система охраны труда представлена на рисунке 4.

Рис. 4. Система охраны исследовательского труда

Согласно [1, с.8] «взаимодействие человека и техники в системе производства (система человек – машина – производственная среда) должно рассматриваться при проектировании и создании безопасных условий труда, при решении задач оптимизации труда… с учетом требований эргономики». В нашем случае человек – исследователь, «машина» – ЭВМ, «производственная среда» – исследовательская среда.

Человек, машина и среда рассматриваются в эргономике как сложное функционирующее целое, в котором ведущая (управляющая) роль принадлежит человеку.

Следует обратить внимание на связь УФ рис. 1 с S_УПР рис. 4. Согласно [3], имеются следующие функции управления «трудоохранной» системы: учет, анализ, контроль, оперативное управление, прогноз, планирование. В отношении к теме работы наивысший приоритет можно отнести к процессам «анализа» и «контроля».

Таким образом, в представленном материале рассмотрены основные аспекты «трудоохранной» методологии организации исследований методов сжатия изображений с помощью нейронных сетей.

Литература

1. Кобевник В. Ф. Охрана труда. – К.: Высшая школа, 1990. – 288 с.

2. Мардахаев А. А. Охрана труда. История, теория, практика. – Львов: Высшая школа, изд-во Льв. ун-та, 1984. – 140 с.

3. Обработка информации в системе «человек – машина». – Вычислительный центр АН СССР: Москва, 1973. – 123 с.

4. Эргономические проблемы охраны труда. Межвузовский сборник научных трудов / Отв. редактор В. В. Романов. – Тверь, 1990.