Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 58
Текст из файла (страница 58)
9.4), а при взмеревни площадей — «зону внтересав, охватывающую весь интересующий исследователя объект (например, а на рис. 9.6). Выбранная указанным способом последовательность прямоугольных юшульсов при измерении горизонтальпьп размеров и плошадей сопоставляется в логической схеме И с последовательностью калиброванных по частоте следовавыя счетных импульсов, поступающих с выхода генератора у» Таким образом, чысло импульсов, поступжошвх ва счетчик, оказывается пропорциональным длине измеряемого отрезка Ь или площади Я выбранного фрагмента изображения. При построении взмерительных систем решаныцее значение приобретают вопросы обеспечения требуемой точности измерений.
Предельное значение точности измерения определяется параметрами разложеши (стецевью дискретизации). При изучении юображенвй, в поле сканирования которых находится большое количество отдельных обьектов, ыли исследоваивв массивов изображений могут быть юмерены статистические характеристики — гистограммы распределения обьектов по плошади р(О7 (см. З !.5). Эти данные используют в системах автоматической классифвкации и распознавания изображений [Зз!.
Тополегвческяе характеристики. Топологическими назьпаются свойства, ыввариаытные к так называемым резиыообразвым преобразованиям. Если представить плоскость юображения в виде резиновой пленки и после формирования и фиксацви на ней изображения подвергнуп пленку деформации,то топологические характеристики объектов и всего изображения не должыы юмеюпъся независимо от вида деформации. Очевидно, что такие характеристики, как размеры, расстояввя, углы, плошдде, не могут быль отнесены к топологнческим. К топологыческвм относятся такие характериспехи, как число объектов в заданном поле сканироваыия, связносп и соответствующее число одно-, двух; треивязных и т.
д. объектов, число пересеченвй и др. Важнейшей топологической глрактеристикой являепж с«язлесзиь. В теории распознавания образов свюным комлоневтом ьшожества считают такое его подмножества, в хатором любые две точки могут быть соедвнеиы кривой, целвком принадлежащей подмножеству. По принципу связности фактически формируется представление об отдельном объекте в поле нзображевня.
В подмножестве свюных компонентов могут быть объединены элементы изображения по признаку превьппеиил заданного порога яркости (фор мируются изодеисы — линии равыой яркости), по призыаку цвет- ности н т.д. В качестве примера на рве. 9.8 представлено изображение с объектами, сформированными из трех связных компоыеытов: а, Ь и с (фон). 271 с Испи выделенное подмножество включает другие связные хомпоневты, то их пазывают дырамн этого подмножества; любой й[рс элемент дыры находвпн внутри выделенного подмношства. Если выделенное подмно- !'~/ нвство связное н не имеет дыр, его назьша1м ют односвязвым; при наличии дыр подмно- ~ФХ жество называют многосаювым. К числу информатввньп топологичесхих характеристик относят число Эйлера — разность махра«ха.
к аеанвщг ече- ду количеством связных компонентов и чиста ееъ««то«лом дыр на фигуре. Топологические харахтериспгкн используют при описании объектов в качестве признаков для их классификации, в системах распознавания образов и др. Для решены укезанных задач топологические характеристики используют совместно с метрическими, а в некоторых случаях — и с двиамкческимв. Некоторые трудности, возникающие при измерении метрических характеристик, при определенви топологвческих параметров снимаются полностью (например, влияние нелинейности сканирования) или существенно снижаются (напрвмер, влиявве нелинейности амплитудных характеристик системы). Однако возникают значительные проблемы, свюаввые непосредственно с самой природой дисхретвости растра как в вертикальном, так в в горюонтальном направлениях (в случае использования двумерной дискретюации юображевия), При скшшровапии юображешш от каждого выделенного по свяжгости объекта формируется несколько импульсов сигнала юобрюкения (в различных строках).
Число этих сигналов определжтся соотношением размера обьекта и шага разложения. Болыпвнство юаествых методов счета обмктов основаны на использовании прнвцвпа распознавания сигнала «первой встречна разлагающего элемента с обьектом и автоматического счета этих сигналов, число которых оказывается равным числу обмктов в поле юображеиич. Дзл обьехтов сравнительно простой формы (круглых, овальных, прямоугольных и т. и.) задача решается путем сопоставления временибго положения аидеоимпульсов в смежных строках.
Равенспю с заданной точностью моментов начала и конца видеовмпульсов свидетельствует о том, что этв снгнальг порождены одним обьектом н могут быль исключены ю счета. Сигнал «первой встречна разлагающего элемента с обьехтом распознается по првзпаху отсутствия сигнала с близкой по значеввю коордннатой (во временной области) в предыдущей строке. Такой сигнал подается на счетчик.
Изложенное иллюстирует рис. 9.8, где сигналы иэображения, 2П соответствующие строкам 1, 1+1, 1+2, ...,условно показаны штриховымв ливиями. Сопоставление сигналов стуок (и 1+ 1 свидетельствует об отсутствии корреляции во временном положенви вьшульсов смежвьи строк (в этом случае свгнап поступает на счетчвк импульсов).
Соцоставлсния сигналов последующих смежных строк 1+1 и 1+2; 1+2 и 1+3, ... показывают существенную корреляцию во времеийбм положении видеовмпульсов, что свидетельствует о принадлежности этих сигналов одному обмкгу (таию сигналы счетчиком не регистрируются). Таким образом, счетчиком импульсов регистрируется только сигнал «нервов встречна, т. е. каждый объект в поле изображения. Общее число обьектов в поле юображения а-и У= „'~„л — 2' ,и 1! /! где я — полное число пересечений л„' х-У вЂ” число сигналов смежных строк (совпадений). Для формироваюш одновременных сигналов смежных строк в системах с построчной разверткой используют цифровое запоминающее устройство с емкостью, соответствующей числу элементов изображения в одной строке.
Авахнзу топологических характеристик объектов вли нзображепвй в целом применительно к задачам распознавания посвшжпы многочисленные исследования [10). Двиамвчеение характеристики. К динамическим харшперистикам относят схорости перемещения объектов в поле иэображения, направления перемещения и траектории движения обмхтов, распределение скоростей в потохах движущвхся объектов, двнамику изменения размеров фрагментов, а также окраски объектов и др. С изучением динамвчесхлх характеристик свюаи анализ дввжущихся обьехтов ках черно-белых, так и цветных юображеввй. Примерами таках юображеннй и задач юмор«вил вх динамических характеристик могут слулапь изучение скоростей и траекторий движения кровотока в ыикрососудах, измерение скоростей в взавмпых траекторий перемещения траваюртвых средств, перемещения участков отдельных органов в диагностике (например, клапанов сердца) и др. Ряд методов, используемых в сканирующих системах для измерения скоростей движущихся обмхтов, основав на корреляционных првнципах взмерения.
Этв методы явились естественным развитием принципов измерении, использовавшихся в одномерных устройствах. В системах, основанных на измерелни юаимокорреляционной функции, путем стробировавия сигналов изображения исследуются два фрагмента изображения, расположенные один за другам в направлении перемещения изучаемых обьехтов в поле 273 сканвровавпя (1 н 2 на рвс 9.9, а). Свгналы, соответствующве выбранным фрагментам, поступают на коррелятор, который вычвслист взаимную корреляцнонаую функцию г Х() -~ й-)ъ (~)бб где т — время задержав сигнала л, (1).
Если сигналы л, (е) н лх (е) соответствуют стацнонарному случайному процессу> то макснмум Взаимной коррещщвощнщ фувкцнн т =е(7ч, где Ы вЂ” расстояние между выбранными фрапиентами; ч — скорость движения потока объектов (нлв поверхности объекта) (рнс. 9.9, 6). Таама обриом, юмсревне величины т приводнт к определеюпо скорости двжкевяя одиночного объекта влв потока частиц в выбранном напраялеввн. В случае юмеренвя текущнх звачевнй скоростей н направлений двпжепвя квазводпородных потоков могут быль использованы юавмохорреляцвоввые методы юмерещы с тремя выбранными фрагментамв стробнроианвя (1, 2, 3 па рис.
9.9, а) с целью юмеренвв состаашпопенх вектора скорости ч, н ч„последующего опредеаенвя текущего значении скорости ч в ее направления в плоскости сханвро ванна. Дла юмерепня скорости перемещепвя неоднородных потоков иаюльзустса метод, оспоианныв на измерении корреляционной функцпн сигнала и его спектральной плотности. Во мвопгх случаях регнстрацвн изображения преобразователь (камера) перемещается относительно сцены (сьемка с подвжапого носителя, панорамнроаанне камерой и др.). Возввкает кажущееся дввженве телевнзнопного юображення, называемое оптическим потоком.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
