
Modeling and Information System in Economics
ISSN 2708-9746
Стохастичні методи та моделі в обробці зображень та відео
Stochastic methods and models in image and video processing
DOI:
10.33111/mise.104.11
Анотація: Сучасні інформаційні технології значно розширили можливості обробки зображень та відео, що знайшло широке застосування в меди цині, транспорті, безпеці та інших галузях. Особливе значення мають математичні моделі, зокрема випадкові процеси, які дозволяють ефекти вно моделювати природний шум, реконструювати зображення та сегме нтувати їх. Марковські випадкові поля (MRF), фільтри Калмана та байє сівські методи відіграють ключову роль у фільтрації шуму та аналізі відео. У статті аналізуються існуючі методи обробки зображень та відео на основі випадкових процесів. Розглянуто застосування марковських ви- падкових полів для моделювання залежностей між пікселями та викорис тання байєсівського підходу в сегментації та шумозаглушенні. Особлива увага приділяється методам стиснення відео, які дозволяють оптимізу вати обсяг даних без суттєвої втрати якості, зокрема за допомогою дискретного косинусного перетворення (DCT). Дослідження підтверджує ефективність використання випадкових процесів у задачах фільтрації шуму, реконструкції зображень та аналізу відео, а також висвітлює пер спективи інтеграції машинного навчання для підвищення точності обро бки даних. Отримані результати можуть бути корисними для розробки більш надійних та продуктивних алгоритмів, які знайдуть застосування в медицині, робототехніці, системах безпеки та мультимедійних техно логіях.
Abstract: Modern information technologies have significantly expanded the capabilities of image and video processing, which has found wide application in medicine, transport, security, and other industries. Of particular importance are mathematical models, in particular random processes, which allow for efficient modeling of natural noise, image reconstruction, and segmentation. Markov random fields (MRF), Kalman filters, and Bayesian methods play a key role in noise filtering and video analysis. The paper analyzes the existing methods of processing images and videos based on random processes. The application of Markov random fields for modeling dependencies between pixels and the use of the Bayesian approach in segmentation and noise reduction are considered. Special attention is paid to video compression methods, which allow you to optimize the amount of data without significant loss of quality, in particular by using the discrete cosine transform (DCT). The study confirms the effectiveness of using random processes in noise filtering, image reconstruction, and video analysis tasks, and highlights the prospects for integrating machine learning to improve data processing accuracy. The results obtained can be helpful in developing more reliable and productive algorithms that will find applications in medicine, robotics, security systems, and multimedia technologies.
Ключові слова: Обробка зображень, обробка відео, стохастичні процеси, випадкові поля Маркова, оптичний потік, фільтр Калмана, баєсівські ме тоди, шумозаглушення, сегментація, аналіз руху, стиснення даних, штучний інтелект, машинне навчання, компʼютерний зір, відеоспостереження, автономні системи, медична візуалізація, програмне забезпечення для відеомонтажу, обробка в режимі реального часу.
Key words: Image processing, video processing, stochastic processes, Markov Random Fields, optical flow, Kalman filter, Bayesian methods, noise reduction, segmentation, motion analysis, data compression, artificial intelligence, machine learning, computer vision, video surveillance, autonomous systems, medical imaging, video editing software, real-time processing.
УДК: 519.2, 771
UDC: 519.2, 771
To cite paper
In APA style
Mamonova, H., Henzerska, S., & Hryb, S. (2024). Stochastic methods and models in image and video processing. Modeling and Information System in Economics, 104, 125-134. http://doi.org/10.33111/mise.104.11
In MON style
Мамонова Г.В., Гензерська С.Я., Гриб С.О. Стохастичні методи та моделі в обробці зображень та відео. Моделювання та інформаційні системи в економіці. 2024. № 104. С. 125-134. http://doi.org/10.33111/mise.104.11 (дата звернення: 04.10.2025).
With transliteration
Mamonova, H., Henzerska, S., Hryb, S. (2024) Stokhastychni metody ta modeli v obrobtsi zobrazhen ta video [Stochastic methods and models in image and video processing]. Modeling and Information System in Economics, no. 104. pp. 125-134. http://doi.org/10.33111/mise.104.11 [in Ukrainian] (accessed 04 Oct 2025).

Download Paper
80
Views
18
Downloads
0
Cited by
1. Derin H., Won C.S. A parallel segmentation algorithm using relaxation with varying neighborhoods and its mapping to array processors// Computer Vision, Graphics and Image Processing. — 1987. — Vol. 40. — P. 54–78.
2. Dobruschin P. L. The description of a random field using conditional probabilities and constructions of its regularity // Theory of Probability and its Applications. — 1968. — Vol. XIII, No. 2. — P. 197–224.
3. Kataoka Sh., Yasuda M. Bayesian Image Denoising with Multiple Noisy Images. — Published online: 16 July 2019.
4. Algorhythm Studio. — URL: https://algorhythmstudio.com/