Использование модельно-ориентированного подхода для

УДК 004(06) Компьютерные системы и технологии
И.В. БОГИН, Е.В. ЧЕПИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО
ПОДХОДА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Доклад описывает цели и задачи комплекса, использующего модельноориентированный подход для проектирования программного обеспечения обработки изображений.
На текущий момент времени на рынке программного обеспечения обработки изображений (ПО ОИ) существует множество универсальных и
специализированных инструментов. Во многом их функциональность
даже дублирует друг друга. Но, несмотря на обилие инструментов, решение прикладных задач в области обработки и анализа изображений требует значительных временных и материальных ресурсов. Это связано с отсутствием формальных подходов к решению многих проблем обработки и
анализа изображений, а значит с необходимостью разрабатывать, адаптировать и настраивать алгоритмы для каждой из предметных областей и
прикладных задач. Ведущие фирмы производители ПО ОИ пытаются решить данную проблему путем перевода разработки программного обеспечения обработки и анализа изображений на более высокий уровень.
Например, в пакете Matlab фирмы MathWorks пользователю предоставляется инструмент Simulink для моделирования алгоритмов с использованием визуального языка. Набор блоков Video and Image Processing Blockset
[1] позволяет моделировать алгоритмы обработки изображений c помощью инструмента Simulink. Использование инструментов Matlab
Compiler, Matlab Builder for COM, Matlab Builder for Excel, позволяют автоматически создать на основе построенной модели отдельный исполняемый модуль, реализующий функциональность модели. Другим примером
является пакет NI Vision Builder от National Instruments [2], основанный на
той же идеологии. Преимуществами такого подхода к проектированию
архитектуры системы на основе модели [3, 4] являются возможности
быстрого прототипирования, верификации алгоритмов на уровне модели,
кросплатформенности. Также к достоинствам такого подхода следует отнести возможность быстрого и удобного внесения изменений в работу ПО
на более высоком уровне, что значительно облегчает внесение модификаций в алгоритм обработки изображений.
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 12
136
УДК 004(06) Компьютерные системы и технологии
Основным недостатком такого подхода является меньшая гибкость алгоритмов, так как программирование идет на уровне отдельных алгоритмических операций, применяемых ко всему изображению в целом, а не к
отдельным пикселям изображения. Другим недостатком является тот
факт, что описанные выше программные комплексы содержат статический и плохо расширяемый список функций, что в совокупности с первым
недостатком еще более ограничивает возможности программиста и нивелирует преимущества модельно-ориентированного подхода.
В связи с этим представляется актуальной задача по созданию модельно-ориентированного комплекса для разработки ПО обработки изображения, основным свойством которого, являются максимальная гибкость в
добавлении новых алгоритмических блоков сторонними разработчиками.
Другим требованием к данной среде разработки должна стать возможность автоматизации процесса подбора параметров алгоритмических блоков для адаптации к прикладным задачам. Реализация этих требований
приведет к созданию более гибкого ПО, что позволит использовать преимущества Model Driven Architecture (MDA), без недостатков присущих
программным комплексам [1, 2].
Другой актуальной задачей является возможность кроссплатформенности разрабатываемой системы не только на уровне целевой ОС, но и на
уровне инструментальных библиотек алгоритмов. То есть, среда разработки должна обладать средствами описания алгоритмов без привязки к
конкретной библиотеке функций. И иметь возможность разработки модели на высоком уровне абстракции и последующей автоматической или
полуавтоматической спецификацией на уровне выбранного инструментального средства.
Список литературы
1.
Design
and
simulate
video
and
image
processing
systems,
http://www.mathworks.com/products/viprocessing/
2. Solving a Machine Vision Application with NI Vision Builder for Automated Inspection,
http://zone.ni.com/devzone/
3. A. Kleppe, J. Warmer, W. Bast, MDA Explained: The Model Driven Architecture™: Practice and Promise, Addison Wesley, 2003 , ISBN 0-321-19442-X
4. R. Soley and the OMG Staff Strategy Group, Model Driven Architecture. OMG White Paper, November 2000.
ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 12
137