Концепція універсальної платформи для астрономів-аматорів із застосуванням фрактальної компресії зображень
Анотація
Проаналізовано потреби галузі аматорської астрономії та виявлено необхідність інтегрованих програмних рішень, що поєднують інструменти для спостереження, збирання даних і залучення спільноти. У межах проведеного дослідження розроблено концепцію комплексного вебзастосунку, орієнтованого на потреби астрономів-аматорів, який містить такі функції, як астрономічний калькулятор, форум для обміну ідеями та систему торгівлі зображеннями із застосуванням алгоритмів фрактального стиснення. Розроблено критерії для порівняння з аналогічними або близькими за функціональними особливостями проєктами. Унаслідок виконаного аналізу та порівняння, виявлено значні прогалини у наявних астрономічних додатках, зокрема у взаємодії з користувачами та управлінні даними. Аргументовано доцільність використання фрактального алгоритму компресії та наведено ключові принципи його застосування. Виявлено такі переваги фрактального алгоритму над іншими алгоритмами компресії для використання у платформі для астрономів-аматорів і подібних проєктів: висока якість відновлених зображень, незалежність від роздільної здатності, швидка декомпресія, ефективність під час роботи із самоподібними структурами. Запропонована платформа усуває основні недоліки аналогів шляхом інтеграції функцій, таких як стиснення зображень, для підвищення ефективності оброблення даних і захисту контенту, створеного користувачами. Змодельовано процеси реалізації проєкту, зокрема основний процес (взаємодія користувача з платформою) та деякі підпроцеси (фрактальна компресія зображень, процес додавання файлу в торговельну систему). Сформовано перелік користувацьких, функціональних і бізнес-вимог до проєкту та продемонстровано варіанти використання платформи. Запропоновано набір сучасних технологій та інструментів для реалізації платформи, такі як .Net, ASP.NET Core, Angular, Azure, MySQL та RESTful API, що пропонують інтегрований підхід до розроблення високотехнічних продуктів. З'ясовано, що переваги цього дослідження містять оптимізацію процесів управління даними, сприяння формуванню колективної спільноти та підтримку освітньої та дослідницької діяльності в аматорській астрономії. Розроблення запропонованої платформи не тільки задовольняє практичні потреби астрономів-аматорів, але й сприяє поширенню та популяризації астрономічних знань. Подальші дослідження будуть зосереджені на вдосконаленні функціональності платформи та розширенні її користувацької бази з метою залучення різноманітних астрономічних спільнот у світі та зокрема в Україні.
Завантаження
Посилання
Abood, B. Sh. Z., Akkar, H. A. R., & Al-safi, A. (2023). Review on fractal video and image compression techniques. Iraqi Journal of Computers, Communications, Control & Systems Engineering, 23(1), 45–52. https://doi.org/10.33103/uot.ijccce.23.1.11
Barnsley, M. F. (2012). Fractals Everywhere: New Edition. https://doi.org/10.1016/C2013-0-10335-2
Barnsley, M. F., & Hurd, L. P. (1993). Fractal Image Compression: Theory and Application. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-2472-3
Cloudy Nights. (n.d.). Cloudy Nights Telescope Reviews. URL: https://www.cloudynights.com
Collazos, C., Fardoun, H., AlSekait, D., Pereira, C. S., & Moreira, F. (2021). Designing Online Platforms Supporting Emotions and Awareness. Electronics, 10(3), 25. https://doi.org/10.3390/electronics10030251
Drescher, D. (2017). Blockchain Basics: A Non-Technical Introduction in 25 Steps. https://doi.org/10.1007/978-1-4842-2604-9
Dziuban, C., Graham, C. R., Moskal, P., Norberg, A., & Sicilia, N. (2018). Blended learning: the new normal and emerging technologies. International Journal of Educational Technology in Higher Education, 15(3). URL: https://educationaltechnologyjournal.springeropen.com/articles/10.1186/s41239-024-00475-0
Gupta, R., Mehrotra, D., & Tyagi, R. (2021). Computational complexity of fractal image compression algorithm. IET Image Processing, 14(17), 4425–4434. https://doi.org/10.1049/iet-ipr.2019.0489
Khorolskyi, O. (2023). The role of virtual platforms in modern astronomy education: Analysis of innovative approaches. Futurity Education, 3(3), 249–265. https://doi.org/10.57125/FED.2023.09.25.14
Kominek, J. (1995). Algorithm for fast fractal image compression. IS&T/SPIE's Symposium on Electronic Imaging: Science and Technology, 1995, San Jose, CA, United States. https://doi.org/10.1117/12.206368
Korytska, H. (2016). Web platform as a learning environment of open educational space. Information Technologies and Learning Tools, 56(6). https://doi.org/10.33407/itlt.v56i6.1521
Lee Shiau Gee L. (2022). Integrating Design Features for E-Learning Platforms. International Academic Symposium of Social Science, 82(1), 23. https://doi.org/10.3390/proceedings2022082023
Nand, U., & Mandal, J. K. (2014). Fractal image compression by using loss-less encoding on the parameters of affine transforms. 2014 First International Conference on Automation, Control, Energy and Systems (ACES), 197–200. https://doi.org/10.1109/ACES.2014.6807984
Saad, A.-M. H. Y., & Abdullah, M. Z. (2016). High-speed implementation of fractal image compression in low cost FPGA. Microprocessors and Microsystems, 47(b), 429–440. https://doi.org/10.1016/j.micpro.2016.08.004
Starchenko, V. (2023). Images fractal compression algorithms. Scientific Journal of Astrophysics, 53(2), 32–40. https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2023-53-32
Svynchuk, О. V., Barabash, O. V., Olimpiyeva, Yu. I., & Ilin, O. Yu. (2020). Application of fractal functions for data encryption in information security systems. Radio Electronics, Computer Science, Control, 3(4), 67–72. https://doi.org/10.31673/2412-4338.2020.011524
van der Walt, S. J., Crellin-Quick, A., & Bloom, J. (2019). SkyPortal: An astronomical data platform. Journal of Open Source Software, 4(37). https://doi.org/10.21105/joss.01247
Wang, J., Zheng, N., Liu, Y., & Zhou, G. (2012). Parameter analysis of fractal image compression and its applications in image sharpening and smoothing. Signal Processing: Image Communication, 28(6), 681–687. https://doi.org/10.1016/j.image.2012.12.006
Wang, X.-Y., Wang, Y.-X., & Yun, J.-J. (2010). An improved no-search fractal image coding method based on a fitting plane. Image and Vision Computing, 28(10), 1303–1308. https://doi.org/10.1016/j.imavis.2010.01.008
Zalevska, O., Yablonskyi, P., Sydorenko, J., Miroshnichenko, I., & Sytnik, A. (2021). Improvement of methods and algorithm of fractal compression of a graphic image. Radio Electronics, Computer Science, Control, 100, 118–125. https://doi.org/10.32347/0131-579x.2021.100.118-125
Zinchenko, V. V., Lakusha, N., Bulvinska, O., Vorona, V., & Polishchuk, O. (2022). Informational technologies as an integrative component of the sustainable development goals and global cooperation strategy in research activities of education systems. AIP Conference Proceedings, article ID 2656. https://doi.org/10.1063/5.0106366
