Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. - Распознование и цифровая обработка изображений, страница 12

2ть График зависимости объема памяти устройства от коэффициента за- яолисния й7=)(В нз Вг 72 76 2С Х див й7 а!5 Сг 4 и; если $ ( $„р, то выгоден адресный режим ввода информации; ли $ = $„р, оба режима ввода информации равноценны с точки зреня требуемого объема памяти (рис. 2.9). В этом случае, однако, сле- ет предпочесть адресный режим ввода, так как при нем информация, веденная в машину, может сразу использоваться для последующих 'преобразований координат точек изображения, в то время как при без,',адресном режиме ввода их координаты еще дополнительно нужно сформировать программным путем. Система ввода должна автомати'Мски выбирать.тот или иной режим работы.

Алгоритмическая минимизация. Этот способ минимизации изобра;.жения реализуется вычислительной машиной. При этом программным :дутем исключаются все внутренние точки односвязных контуров, со:ставляющих изображение объекта. В результате остаются только точки ,(в данном случае пара контурных точек для каждого элемента дискрезгизации), которые относятся к контурным линиям.

Пусть в качестве исходной информации имеется пиктурное изо,бражение, представляющее собой многосвязный контур, состоящий из ,'четырех односвязных геометрических контуров. Элементы дискрети.„',зации контуров представлены на рис. 2.10 (где светлые кружки и ,;::,;'квадратики — элементы дискретизированных контуров, темные круж:;'б" ки н квадратики — элементы контурных линий, выделяемые на этапе препарирования или после этапа минимизации изображения). Поле условно разбито на строки и столбцы. На ьй строки и (-го столбца находится элемент дискретизации с яркостью ВО. Чтобы определить, принадлежит он к контурной линии илн нет, проводится сравнение его яркости с яркостями смежных элементов дискретного растра.

Условием принадлежности элемента растра к контурной линии является выполнение следующего неравенства: О=)вг-т, — вм!+)Вьу-.— в у)+1 в. + — в" 1+)взе,— — ВО1>о прн ВО+Вр, где Ве — код яркости фонового элемента. Если сг = О, то это означает, что элемент Вн не лежит на границе односвязной области (белые квадратики и кружки), Для удобства последукхцей работы алгоритма распознавания часто, как это сделано в рассматриваемом случае, каждой точке внутренней контурной линии ставятся в соответствие две смежные по строке точки со своими яркостями. Координаты этих точек могут отличаться друг от друга на один элемент дискретизации растра. Результатом работы такого алгоритма минимизации являются массивы точек контурных линий.

й 2гЕ ПРЕПАРИРОВАНИЕ СЛО)КНЫХ МНОГОСВЯЗНЫХ ПЛОСКИХ ИЗОБРА)КЕНИИ Важным этапом предварительной обработки информации является также препарирование многосвязного контура на односвязные. В ка-. честве исходной информации здесь предполагается массив контурных Рнс. 2.!!. Изображение объекта после аыполнения этапа минимизации Рис. 2.!2. Структура памяти устройства для этапа прспари- розания изображений: Л вЂ” ячейки памяти сформнранан. нык кантурон;  — ячейки памята аыделяемого контура: ГН вЂ” ячейка памяти для аакнсн начального элемента аыпеляемого коатура; Т вЂ” ячейки памяти для ааннсн текущего опорного элемента; С— саоаодные ячейки намятй м м л х точек, полученных при минимизации информации (рис. 2.11). Наиболее простыми и эффективными при реализации препарирования сложных изображений являются принципы формирования односвязных контуров, основанные-на сравнении по ряду критериев элементов дискретизации, описывающих исходную многосвязную геометрическую систему.

52 о ный массив контурных точек — поле поиска. усть имеется исходнын массив ко Н аписи начального элемента в памяти машины лю ог Т ля записи текущей опорной ейк памяти Т для запи й в поле поиска имеется ближайшая точит а и ячейку памяти д я ' к, и, по отношению к которой в поле поиск принадлежащая этому контуру (р г е. В альнейшем обозначения ТН н Т уду е альне б т соотиетстаокам анализируемых контуров, ь начальной и текушей опорным точ Процесс ч орми ф мирования односвязного ко тур н а состоит из трех этан.

Эта п 1. В~бор опорной точ Э т а п 2. Нахождение точки в поле попс й. Эт а п 3. Пересылка найд айденного в поле поиска элемента контура о ми емого односвязного контура. массив точе ф рмиру орая становится опорно . словиями вы ношению к опорной являются следующие: а! точки д ) ки должны иметь одинаковую яркость: — (2. 2) Вг — — Вй, и выб анной де Ву и Вй — яркости с оответственно опорной точки Т р Э ие б) точки должны располагаться л рлроверяется по неравенству — 2 ( 2. 3) (лт хй)й+ (ру йа) < 2 ного выбора точки /г, ближайцуей к опорной точ :служить следующая ситуация: ля опо ной точ- Здесь условиям (2.2) и (2.3) д 4РПоэ му ;ки 2 довлетворяют сразу точки 1, и .

оэтом г выбора точки Й необходимо доз ;для правильного вы ее нап автельное условие, характеризующее н р ,;нолнительиое и овании односвязных ''ление движения при формиров .,'контуров. С этой целью ввод вво ится понятие элемен — некто а Уь соединяющего два а элемента дискре;;гнзации изображения (точки выд ,мог от точк к жег быть восемь (рис. 2.13, где а — угол межд ";,() + 1)-м шагах препарир и ования контура; Ту и ~мжя) Проекции и ' 1 -м шагах преп ' "', '.бираемая точка контура на О, 1,-м шаге препари в табл.

2.3. )/ и )г на'оси координат сведены в т У равление На' рис. 2.13 один из восьми векторов , указы й. -й элемент дискретизации и вы входа» ~~~р~ Уз ;;. Т которая была опорной на предыдущем шаге п ьк емш 63 Л7 Таблица 2,3 Проекция вектора У! Номер вектора и! Проекция вектора Ч! Номер вектора и! Ур б сб, хаРактеРиз ' ий р ующ направление этого вектора, отсчитывается от правления аналогичного вектоРа Ч., и ся от нашаге преп епарирования.

тора;, имевшего место на предыдущем у доворота элементарного вектора Если в качестве единицы гла пово поставить в со ем угол, равный 45', то каждом у из восьми векторов Ч( можно соответствие некоторое число и! = Еп! (4(»Ъ). Теперь потребуем, чтобы из всех т виям (22) (2 3 б и, ), ближайшей считалась та, которой соответствует число и! = и! —— Нпп!Еп((4аЪ)). 7. )(! в 7 1-1 Это условие и берется 'в качестве ы дополнительного. Исходными и данными для его реализации являютЮ ся две опорные точки Т1 ! — прев 1 дыдущего и Т1 — текущего шага препарирования контуров и направление вектора Ч, (по которо- Ф 3 н му был осуществлен переход в опор- ую точку текущего шага выделеРис. 2.)3. Воз ОЗЫО]КНЫЕ НОЛО»(ЕНИИ НИЯ ОДНОСВЯЗНОГО Конты~ злементарного некто а Ч! тура) в виде Р проекций Ч„и Ч„элементарного Процесс определения числа и.

с ы~~ а! состоит последовательном и~вороте вектора 1 и вычислении всякий й раз числа и! при выполнении Таблица 24 Проекции вектора И! Преобразовакие кооРЛииа™ вектора Ур. !+1 Новое повожевие вектора "!+1 Преобразовакие коорлвизты вектора У *!+1 их +1! О (2+1.0] (Π— 1): 2= — 1 (2 — 1,0] (О+1): 2=+1 (2 — 1,1) ( — 1 — 1); 2= — 1 (2+1) ( — !+и. 2=О (2 — 1 0) ( — 1-0): 2= — 1 ! (2 — 0.1) ( — 1+0]: 2= — 1 (2.1.1 1) ( — !+1]: 2=0 (2 — 11) ( — 1 — 1): 2= — 1 ) — ! ~ о (2 — 10] (О+П: 2=+1 (2+1 О) (0.-1): 2= — 1 — 1 ~ +1 ~ (2+1.1] (1 — 1); 2=0 (2 — 1.1) (1+11: 2=+1 0 ~ +1 ~ (2 — 1.О) (1+О): 2=+1 (2010) (1 — 0): 2=+1 +1 ! +1 ~ (2 — 1.1) (1+1): 2=+1 (2+11) (1 — 1); 2=0 , точек выделение односвязного контура заканчивается.

Затем из масси- а поля поиска выбирается новая начальная точка и весь процесс повто,"Ряется до тех пор, пока не будет полностью использован исходный мас'сив точек поля поиска. Если на очередном 1-м шаге поиска новой опорной точки ее не ока. зывается, то делается шаг «назад», т. е. за опорную принимается точка :.: Т1-, предыдущего шага препарирования и т.

д, В этом случае формиро: вание односвязного контура заканчивается тогда, когда нужно сделать ,.' шаг «назад» за начальную точку ТО. Результат работы алгоритма препарирования — сформированные в .памяти машины массивы точек (хп уп В!) односвязных контуРов, над „которыми в дальнейшем проводится процедура их распознавания. 7 0 1 в ! Для реализации повооата ЭлвмЕН зоваться я на каждом шаге препа и ов и р лементарного вектора можно воспол- ьми найти пр оекции повернутого векто а ного вектора Ч!! ора Ч;+, через проекции исход)и В табл. 2.4 приведены восемь п еоб В .. ь пр разований элементарных вектог р ются параметры начальшаге препарирования с аннина опорно точек. При совпадении параметров этих $2.3. МЕТОДЫ НОРМАЛИЗАЦИИ ПЛОСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Из всего множества А1 проекций Х, отвечающих 'некоторому классу или объекту А;, можно выделить подмножества )«', й', г(", "., для которых справедлива следующая закономерность: все разнообразие :;- проекций для каждого из этих подмножеств можно представать как результат некоторых квозиазоморфных преобразов ний одной проек- ',, ~'':, ции.

Назовем эту проекцию стандартной, а упомянутые преобразова, ния, не выводящие проекции за пределы данного класса, — допустимы- ми. Числовые параметры, характеризующие допустимые преобразова,." ния, должны изменяться в ограниченных пределах. Один из подходов, позволяющий отождествлять проекции того или '!«. иного подмножества («', г(", («"',... на уровне абсолютного описания, связан с их нормализацией — приведением любой проекции Х! Е )т' к 33 стандартной проекции Х,' ~ Д', т. е. н(г) х,. =х;, где Н вЂ” оператор нормализации; à — множество групп допустимых преобразований.

Взаимное положение объекта и системы наблюдения можно однозначно охарактеризовать углами Эйлера ~р, ф и 0 системы координат, расположенной на объекте, относительно системы координат, связанной с системой наблюдения, а также расстоянием Е от обьекта до системы наблюдения. Изменение углов ~у и 0 приводит к необратимым преобразованиям проекции, которые нельзя считать допустимыми в смысле приведенного выше определения. Изменения же величин ф н Е, а также отклонение оптической оси системы наблюдения от направления на объект в определенных пределах ведут к допустимым преобразованиям. Последние могут быть разделены на группы: Г, — трансляций, Г,— вращений и Г, — гомотетий.