Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. - Распознование и цифровая обработка изображений (1033973), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Ошибки, возникающие при усечении (Е ( „(у,) ), идентичны ошибкам усечения (7, ' (х, ) ', (,' ' рассмотренным выше. х дХзо Узо))' (!о (Хоо Узо))д Дальнейшее повышение эффективности форм л (6,37) уменьшением в емени фо т о мул (, ) связано с и объема памяти я йх р формирования массивов пересылочных кома оманд готовить несколько дл хранения.
Для этого следует одновремен но чению х, но азным таких команд, отвечающих одному и том з, но разным значениям и, о. Затраты же памяти мог т быть уменьшены при записи А, в виде огут ыть А,=Ад! (х,)-[-Адз (уз)+О (и, и, г, з), (6. 33 ) где А „(х,) = [Е „(х,) + А[д [Е„(хз)]; 6 (и, о, г, 3) = [и + г + 0,5] + , о+ 3 + 0,5]; А„(д,) определяется по формулам (6.37); г, 3— В связи с этим преобразование изображений можно организо а зовать Рассчитываются Е„(х,), Е„(д,), Ро (у ), Е„(хз) для всех х = О, — — ; образуется массив из У, команд з „(,), „(,), разбиваемый на 2'и групп, ждая из которых определяется соответствующими ей значениями г.
3, формируется массив из Л з пар величин А ( ) А ду ), „(д,), „(у,), содержащий команд езе ви групп, отвечающих значениям и, о; перед каждой Р й " группо массива группы ст ок записыва р р ируется ячейка, в которую перед обработко й очередной р вается команда занесения на вспомогательный 222 регистр модификации адреса чтения величины 6 (и, о, г, 3), отвечаюей этим группам.
Синтез той или иной группы строк начинается с выборки значений й о, подсчета б (и, о, г, 3) для всех возможных г, 3, формирования и аписи упомянутых команд занесения в зарезервированные ячейки. Далее для очередной строки, входящей в группу, выбираются величины А„(д,), А,з (д,), которые заносятся на основные регистры модификации адресов чтения и записи команд пересылки, и управление передается массиву этих команд. Выражение (6.38) требует большего количества операций, чем выражение (6.37), но зато его использование дает существенную экономию памяти (примерно в 2зийд'з/(А[о+ Аде+ 2за+д) раза). Представляет интерес также реализация на базе выражения (6.38) , преобразований более общего вида, чем преобразования вида (6.35).
Возможный подход при этом — использование метода многократных преобразований, когда преобразование вида (6.2) заменяется двумя , или несколькими последовательно проводимыми преобразованиями ви, да (6.35). Пусть хд = а' + а' и, + а' у, + а,' х, у, +а' х'+ а' у'; Реализуем вначале преобразование х„= со + сдхз + сзуо, У» = д[о+ 4хо+ддоу„а затем преобразование х, = ео + едх„+ '" + езу„+ еох„' + е„'уз, д, = )о + 7[х„+ Яу» + [~хз + 7ддз, каждое из которых отвечает выражениям (6.35). Здесь ао — ао, [до — [до, со — сз, о[о — с(з, ео — е[, 7о — [д — постоянные; к„, у„— координаты точек в некоторой промежуточной системе координат о„ х„ У„ (преобразования ради простоты рассматриваются на континуальных , множествах точек).
Результат этих двух преобразований эквивалентен исходному, если , постоЯнные со — сз, с[о — д(;, ео — ед, 7о — 7[ должным обРазом вы.' браны (четыре из этих констант могут быть выбраны произвольно, например константы со, д(о, сзд, д[[). Наиболее простой способ реализации двухэтапного преобразования заключается в том, что на первом этапе в специальном массиве формируется промежуточное изображение, которое на втором этапе рассма' тривается как исходное. Однако этот способ связан с существенными ; затратами времени и памяти. Более эффективный способ состоит в следующем. Будем преобразование исходного изображения в промежуточное осуществлять по обратному методу, а промежуточного в выходное — по прямому.
Полагая по-прежнему, что для адресов соответствующих элементов в системах ' координат о,х,д„о„х„д„, о,х д, имеет место связь вида (6.30), найдем; А, = А„(х») + А„(д„), А, = А„(х„) + А„(д„) (А„(х„), А„(д,), ; А„(х„), А,о (У„) определяются по изложенной выше методике). Тог', да двухэтапное преобразование можно свести к одноэтапному, если ' команды пересылки формировать в виде ПЕРЕСЛАТЬ Адд (х»), А„(х„), а на регистры модификации соответствующих адресов зано- 223 Рис. 8.3.
Аэро сить Ат«(Уи) Аээ (э' ). При этом дополнительной памяти для форми рования промежуточного изображения не потребуется. Основной недостаток рассмотренного способа заключается в том, что из-за использования прямого преобразования на выходном изо- бражении могут иметь место пустоты, которые можно исключить, уве- личивая число элементов промежуточного изображения, т. е. команд пересылки, Изложенные методы ускорения геометрических преобразований АКИ были экспериментально опробированы на базе СЦОИ «Схема» (см. гл. 7) с привлечением для этих целей реальной информации. На рис. 6.3, А показан наклонный аэрофотоснимок с элементами ориентирования а = о» = х = 6', а на рис. 6.3, Б — результат его трансформирования в масштабе 1, 1.
В последнем случае обработка производилась в соответствии с одной из модификаций выражения (6.33) (зна- чение р = О, имела место упаковка кодов плотности элементов в ма- 224 ~ фотоснимок ышинные слова), Полное время преобразования составило 1,5 ч, причем работа процессора заняла 20 мин, остальное время было затрачено на :,обмен информацией между оперативной памятью (ОП), накопителем 'на магнитном барабане (НМВ) и ленте (НМЛ) (какие-либо меры по 'Оптимизации последнего не предпринимались).
$ 8.4. ВЫБОР СПОСОБОВ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ОПЕРАТИВНОЙ И ВНЕШНЕЙ ' ПАМЯТЬЮ ПРИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЯХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ) Обмен информацией между оперативной и внешней памятью при ,, обработке АКИ приводит к недопустимым временнйм затратам, если ~:".Пе принять никаких мер, направленных на его рациональную оргабелизацию.
Так, в СЦОИ «Схема» (см. гл. 7), относящейся к числу лучу ших отечественных систем подобного типа, при формате изображения ' 8 За«. !Оээ 225 180 Х 180 мм и шаге его дискретизации /г = 0,06 мм число элементов анализируемого АКИ составляет 9 10', а число машинных слов— 1,5 10' (в одном слове содержатся коды оптической плотности шести элементов). Эти данные размещаются в процессе ввода в 375 зонах НМЛ, каждая из которых содержит 4000 слов, что соответствует восьми строкам исходного изображения и емкости одного магнитного ОЗУ (МОЗУ). В распоряжении пользователя СЦОИ «Схема» имеется два МОЗУ, одно из которых можно использовать под исходное, а другое — под преобразованное АКИ. Следовательно, обработать информацию можно а) р/ хг приап/ / орпот И г/ х, д/ о, торпот / Ч'орпат // Рис.
6.4. Форматы хранения изображений в ВЗУ только по частям, т. е. обмен 'информацией между МОЗУ и НМЛ будет не редким явлением, а это приведет к значительным временнь2м затратам. Дополнительные неудобства связанв~ с форматами размещения данных при вводе — выводе изображений (формат вывода аналогичен описанному выше формату ввода): прн повороте, например, исходного АКИ на 45' для формирования всего лишь одной диагональной строки преобразованного изображения требуется обращение ко всем 375 зонам НМЛ, упомянутым ранее.
Из-за использования таких форматов невозможна мгновенная остановка барабанов развертывающих узлов устройства ввода †выво информации. Однако это не означает, что они должны'оставаться неизменными в процессе обработки. Скорее наоборот. Быстрые методы геометрических преобразований АКИ в общем случае базируются совсем на других форматах (см. 3 6.3). Рассмотрим некоторые способы рациональной организации обмена информацией между ОП и ВЗУ при обработке АКИ на базе СЦОИ. Пусть информация об исходном изображении (рис, 6.4, а) размещена в построчном формате ввода — вывода (формат 1) во внешнем запо- 226 нающем устройстве (ВЗУ) с произвольным доступом (например, в МБ или НМД) и реализуется линейное преобразование, уравнения орого имеют вид хз=а,— 1 х,+а — 1 уз+а — З, уд —— а-! хе+а — 1 у +а-! (6.39) Вначале рассмотрим двухэтапную организацию обмена, при кото'ой на этапе 1 преобразованное изображение формируется в ВЗУ в рмате 1П, а на этапе 2 — в формате 1 (рис.
6.4, в, г). Формат П1 аз ется пос едством запи- Х/ Р У Р и во внешнюю память фраг- /7) ентов 3 в порядке их следоания слева направо, сверху низ. Каждый из фрагментов, ' свою оче ь записывается у/ Рад 'о внешней памяти в построчом фрагменте и имеет вид рямоугольника размером е Х Ье элементов и предва// нтельно формируется в оперативной памяти (ОП). По;следнее обеспечивается вы'1зоркой из внешней памяти ,.(ВП) в оперативную инфор аф ь ",Мации, отвечающей зоне ! '(рис..б.4, а), и обработкой лтой информации по уравне:,,ниям (6.39). Упомянутая зона :полностью определяетсяфраг(ментом 2 исходного изображе,,ния, соответствующим фраг'менту 3.
Целесообразность /формирования выходного изо- Графическая иллюстрация бражения в формате П! вы- формулы (6.43) аывается удобствами обработ',ки, связанными, в частности, с использованием методов ускорения ,преобразований (см. 9 6.3), а в формате 1 — характером визуализации результатов обработки в традиционных устройствах ввода — вы,'вода информации. Среднее время, затрачиваемое на обмен информацией между ОП ' н ВП на этапе 1, составит Рис. 6.6 '; б" 227 тд>=(г„+г,,) байи /(аф бф), (6.46) , где /„= тУ,/У, + Уз/т„, /,а — — т + аеЬе/т„— время выборки и за"писи данных, отвечающих зоне 1 и фрагменту 3 соответственно (где * т — среднее время поиска информации в ВП; У, — емкость блока ОП; ' т„— скорость обмена информацией между ОП и ВП); У, = А/зНе =- .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
