4.1.4. Математическая постановка задачи............................................. 41

4.1.5. Специальные требования к техническому обеспечению............ 42

4.2. Описание алгоритма «Обработка и кодирование сегментов»....... 42

4.2.1. Назначение и характеристика....................................................... 42

4.2.2. Используемая информация.......................................................... 42

4.2.3. Результаты решения..................................................................... 43

4.2.4. Алгоритм решения....................................................................... 43

4.2.5. Требования к контрольному примеру......................................... 44

4.2.6. Список условных обозначений................................................... 44

4.3. Описание программы «Обработка и кодирование сегментов»..... 45

4.3.1. Вводная часть............................................................................... 45

4.3.2. Функциональное назначение........................................................ 45

4.3.3. Описание информации................................................................. 45

4.3.4. Используемые подпрограммы..................................................... 46

4.3.5. Описание логики.......................................................................... 47

4.3.6. Настройка программных средств................................................ 48

4.4. Описание контрольного примера................................................... 48

4.4.1. Назначение................................................................................... 48

4.4.2. Исходные данные......................................................................... 49

4.4.3. Результаты расчета....................................................................... 51

4.4.4. Результаты испытания программы.............................................. 54

5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ....................... 56

5.1. Расчет затрат на разработку «Подсистемы линейной сегментации» 56

6. ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА...................... 61

6.1. Актуальность безопасности труда.................................................. 61

6.2. Анализ опасных и вредных производственных факторов............. 62

6.3. Техника безопасности при работе с компьютером........................ 64

6.4. Организация рабочего места оператора......................................... 68

6.5. Расчет защитного заземления......................................................... 69

6.6. Требования к параметрам микроклимата....................................... 73

6.7. Пожаробезопасность...................................................................... 73

6.8. Выводы........................................................................................... 74

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................... 75

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................... 77

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 РУКОВОДСТВО ПРОГРАММИСТА..................... 79

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РУКОВОДСТВО ОПЕРАТОРА.............................. 85

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ............................................ 96

ВВЕДЕНИЕ

Компьютерная графика и обработка изображений с помощью электронно-вычислительных машин в настоящее время являются одними из наиболее важных аспектов использования ЭВМ во всех сферах человеческой деятельности. Зрительное восприятие человеком информации является одним из наиболее информативных способов передачи информации, в то же время, являясь наиболее удобным для человека способом представления и понимания. Не случайно и основным интерфейсом общения человека и машины выбран графический. Текущее состояние развития вычислительных мощностей оборудования позволяют использовать их не только для передачи информации от машины к человеку, но и разрабатывать алгоритмы, дающие ЭВМ возможность принимать и понимать информацию в той форме, в которой ее воспринимает человек, делая общение между человеком и машиной удобным и не требующим дополнительных преобразований информации. Это позволяет еще больше увеличить область применения ЭВМ, как в науке и промышленности, так и на бытовом уровне.

Система автоматизированного анализа пространственной структуры изображений позволяет выделять в исходном изображении структурные элементы, предварительно подвергая изображение различного рода фильтрациям для выделения критически важных участков. Она также позволяет производить синтез изображений по описаниям, полученным в результате их  анализа. Здесь следует отметить существенную разницу в требованиях к объему, необходимому для хранения изображений, представленных в исходной (растровой) форме и изображений, а точнее их описаний, полученных в результате обработки их в системе. Уровень сжатия информации с помощью анализа структурных единиц и последующего их кодирования является выигрышным по сравнению с современными технологиями сжатия изображений. Также нужно добавить, что способ хранения информации в виде, описанном выше, позволяет воспроизводить изображения без ухудшения качества, являясь разновидностью векторного способа представления графической информации.

Подсистема линейной сегментации позволяет выделять участки (сегменты) линий, образованных в результате пересечения различного рода кривых, а также выделять узлы образующиеся за счет этих пересечений, получая координаты необходимых точек и передавая их в другую подсистему для представления в виде цепных кодов. Подсистема тесно связана со многими другими подсистемами, такими, как подсистема фильтрации, позволяющая устранить шумы и получить изображение в наиболее удобной для обработки форме, а также подсистемой цепного кодирования, представляющей линии в виде цепных кодов – коды, позволяющие использовать относительные значения соседних точек, тем самым занимая значительно меньший объем информации по сравнению с растровым изображением.

1. РАЗРАБОТКА «ПОДСИСТЕМЫ ЛИНЕЙНОЙ СЕГМЕНТАЦИИ» В СОСТАВЕ «СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ ИЗОБРАЖЕНИЙ»

1.1. Обоснование целесообразности разработки системы

1.1.1. Назначение системы

Система автоматизированного анализа пространственной структуры изображений  осуществляюет обработку различного рода изображений, которая включает в себя их фильтрацию, анализ структурных элементов изображений, получение описания изображений, визуализацию, сегментацию и кодирование полученных данных об изображении. Обобщенная структурная схема системы представлена на рис. 1.1.

Структурная схема системы автоматизированного анализа

пространственной структуры изображений

Рис. 1.1

Процесс обработки изображения начинается с его фильтрации. На входе системы имеется изображение, полученное каким-либо способом и еще не подготовленное к обработке. На данном этапе в зависимости от состава изображения выполняется подбор фильтров для обработки изображения. С помощью различного рода выбранных фильтров устраняются случайные помехи, лишние точки, не несущие информации о структурных элементах изображения, выделяются основные элементы. Данная обработка осуществляется в подсистемах формирования центроидных фильтров и центроидной фильтрации. После фильтрации изображение можно подвергать дальнейшей обработке в следующих подсистемах:

- подсистема центроидной релаксации, которая осуществляет выделение кривых, углов, окружностей, определение их геометрических характеристик;

- подсистема линейной сегментации, выполняющая обработку пересекающихся линий, образующих узлы и сегменты;

- подсистема цепного кодирования, позволяющая в дифференциальном кодированном виде представить линии;

- подсистема визуализации, осуществляющая графическое представление файлов описания изображения, полученных в результате работы подсистем распознавания изображений.

1.1.2. Обоснование цели создания системы

Количество информации, обрабатываемой на ЭВМ, неизменно увеличивается. Это связано и с увеличением требований к качеству данных, и с увеличением объемов самих данных, обусловленным научно-техническим прогрессом. Несмотря на непрерывное увеличение производительной мощности рабочих станций,  каналов передачи данных, массивов хранения информации, вычислительных ресурсов не всегда бывает достаточно для своевременной и качественной обработки информации. В результате происходит увеличение объемов обрабатываемой информации за счет ухудшения ее качества.

При обработке графических данных постоянно возникают вопросы, связанные с требованиями к электронно-вычислительным ресурсам. Графические изображения всегда требовали обработки больших объемов данных. Необходимо иметь возможность оптимизировать ресурсоемкие операции по обработке изображений за счет разработки алгоритмов анализа и понимания данных, представленных в растровом виде, позволяющих получать описания этих данных, приводя их к векторному виду. Векторная и кодированная формы представления информации имеют ряд преимуществ:

- значительное уменьшение объемов хранимой информации;

- увеличение скорости и качества синтеза изображений;

- аккумуляция информации с целью последующего использования.

1.1.3. Назначение «Подсистемы линейной сегментации»

В процессе обработки любого графического изображения возникает необходимость выделения его структурных единиц. Одними из основных таких единиц являются различного рода линии, присутствующие почти в каждом изображении. Линии, в свою очередь могут пересекаться, разделяясь таким образом на сегменты и образуя узлы пересечения. Выявление узлов и сегментов является важной задачей анализа любого изображения. Данная подсистема предназначена для автоматизации алгоритма нахождения узлов и линий на растровом изображении, преобразуя точки растра в координаты узлов и сегментов линий, образованных ими.

1.1.4. Характеристика организационной и функциональной структуры

Для синтеза изображения требуется наличие описания элементов изображения, которое получается в результате распознавания его элементов. Для построения изображения, состоящего из различного рода линий, требуется описание этих линий, которое может быть представлено в виде цепных кодов. Для получения данных кодов необходимо произвести анализ изображения на наличие узловых точек, определяющих начало и конец линии, а также области пересечения линий. Данную обработку производит подсистема линейной сегментации, структурная схема которой представлена на рис. 1.2.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18