Пояснительная записка к дипломной работе на тему: «Система автоматизированного анализа пространственной структуры изображений. Подсистема центроидной релаксации»

Скачать 0.89 Mb.

Название	Пояснительная записка к дипломной работе на тему: «Система автоматизированного анализа пространственной структуры изображений. Подсистема центроидной релаксации»
страница	7/24
Дата публикации	23.12.2014
Размер	0.89 Mb.
Тип	Пояснительная записка

100-bal.ru > Информатика > Пояснительная записка

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 24

2.РАЗРАБОТКА ЗАДАЧИ «ПОДСИСТЕМА ЦЕНТРОИДНОЙ РЕЛАКСАЦИИ»

2.1.Описание постановки задачи

2.1.1.Характеристика задачи

Задача «Центроидная релаксация» входит в состав системы «Автоматизированный анализ пространственной структуры изображений» и предназначена для автоматизации процесса анализа геометрических характеристик структурных элементов изображения. Целесообразность автоматизации задачи обусловлена необходимостью изучения выделенных структурных элементов изображения. Изучению сопутствует процесс автоматизированных вычислений, который сложно и долго выполнять без ЭВМ, так как объем рассматриваемых данных достаточно велик. Дополнительно в задаче существует необходимость выполнения некоторых преобразований изображения для дальнейшего использования в системе ААПСИ.

Задача включает в себя следующие подзадачи:

построение фильтра для исследования изображения;
вычисление центра масс для каждого пиксела изображения;
вычисление кривизны структурных элементов;

Каждая задача описывается отдельным алгоритмом.

2.1.2.Входная информация

Входной информацией для задачи является файл *.fld полученный после обработки исходного изображения подсистемой центроидной фильтрации.

Формат входного файла приведен в приложении 3.

2.1.3.Выходная информация

Выходной информацией задачи является файл *.rlx, содержащий структурное описание изображения. Создаваемый файл сохраняется в тот же каталог, откуда был открыт входной файл.

Формат выходного файла описан в приложении 3.

2.1.4.Математическая постановка задачи

Математическое описание построения кольцевого фильтра

Кольцевой фильтр необходим для исследования изображения с помощью локального метода. Именно кольцевой фильтр позволяет наиболее верно вычислить кривизну структурных элементов изображения.

Алгоритм вычисления точек кольцевого фильтра основан на соотношении сторон прямоугольного треугольника.

Рис. 2.1
Исходя из рисунка, точка P(x,y) – является точкой фильтра, если выполняется следующее условие:

(2.1)
Математическое описание вычисления центра масс

Под “массой пиксела” в данной работе понимается значение цвета пиксела/9/. Для вычисления центра масс относительно текущей точки, необходимо вычислить сумму “масс” пикселей попавших в фильтр, центр которого находится в текущей точке.

, (2.2)
где N – количество пикселов в фильтре,

p(i, j) – “вес” пиксела.

Рассчитываются вес пикселей по оси Ox:

, (2.3)
и вес по оси Oy:

, (2.4)
Смещение по оси Оx к центру “тяжести” пикселей, относительно текущей точки:

, (2.5)
Смещение по оси Оy к центру “тяжести” пикселей, относительно текущей точки:

, (2.6)
Координаты центра тяжести P(i, j):

, (2.7)

, (2.8)
где u,v – координаты центра фильтра.

Математическое описание алгоритма вычисления кривизны

Кривизна вычисляется для точки, принадлежащей линии. Поэтому необходимое условие выполнения алгоритма – совпадение центра фильтра и точки на линии. Геометрическое расположение фильтра и линии показано на рис. 2.2
Вычисление кривизны

P₁

C_f – центр фильтра; P₁,P₂ – точки линии, попавшие в фильтр;

r – радиус фильтра; h – смещение центра масс от центра фильтра;

l - расстояние от центра масс до точки пересечения линии рисунка и фильтра; M – центр масс; О – центр окружности на изображении;

R – радиус окружности на изображении;

Рис.2.2
Рассмотрим треугольник ΔС_fMP₂ .Из соотношения гипотенузы и катетов в прямоугольных треугольниках, следует:

(2.9)
Из прямоугольного треугольника ΔOMP₂ следует:

(2.10)
Из (2.9) выразим l² , получим:

(2.11)
Подставив в (2.10), получим:

(2.12)
Раскроем скобки:

(2.13)
Для получения h, сделаем несколько преобразований:

, (2.14)

, (2.15)

, (2.16)
Нормируем h по r :

(2.17)
Дифференцируем (2.17) по r /10/ :

(2.18)
Из выше приведенной формулы видно, что кривизна обратно пропорциональна радиусу исследуемой линии. Так как линии могут быть различны по виду, не одинаковы на отдельных участках, то, соответственно, и кривизна этих участков будет различаться. К тому же при изменении радиуса кольцевого фильтра наблюдается изменение вычисленной кривизны для одной и той же точки линии. Рассмотрим различные виды линий.

Окружность. При обработке фильтрами различных радиусов (рис 2.3), кривизна остается постоянной (рис.2.4), т.к. радиус окружности – величина постоянная.

Окружность

a) обработка фильтром большого радиуса;	б) обработка фильтром маленького радиуса;
Рис.2.3

График зависимости кривизны от радиуса фильтра для окружности

Рис.2.4
Кривая. При обработке фильтрами различных радиусов (рис 2.5), кривизна постоянно меняется (рис.2.6), т.к. изменяется радиус окружности, которую можно вписать между центром фильтра и точками линии, попавшими в фильтр.

Угол. При обработке фильтрами различных радиусов (рис 2.7), кривизна меняется пропорционально изменению радиуса фильтра (рис.2.8), т.к. пропорционально изменяется радиус окружности, которую можно вписать между центром фильтра и точками линии, попавшими в фильтр.

Кривая

a) обработка фильтром большого радиуса;	б) обработка фильтром маленького радиуса;
Рис.2.5

График зависимости кривизны от радиуса фильтра для кривой

Рис.2.6

Угол

a) обработка фильтром большого радиуса;	б) обработка фильтром маленького радиуса;
Рис.2.7

рафик зависимости кривизны от радиуса фильтра для угла

Рис.2.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 24

Похожие:

	Пояснительная записка к дипломной работе на тему: «Система многомасштабного... Авторское выполнение научных работ на заказ. Контроль плагиата, скидки, гарантии, прямое общение с		Пояснительная записка к дипломной работе на тему: «Автоматизированная... «Автоматизированная система ввода плана эвакуации для разработки паспортов безопасности учебных заведений рф»
	Пояснительная записка к дипломной работе на тему : «Развитие операций... Государственный институт последипломного образования руководителей и специалистов металлургического комплекса Украины(гипомет)		Пояснительная записка к курсовой работе на тему: “Цифровой диктофон” ...
	Пояснительная записка к дипломной работе На тему: «Имитационные модели... Лвс филиалов предприятия в единую корпоративную сеть. Проведён анализ качества обслуживания возможных технологий удалённого подключения...		Реферат Дипломный проект на тему «Автоматизированная система управления... Дипломный проект на тему «Автоматизированная система управления санаторным комплексом «Валуево». Подсистема «Диетпитание» состоит...
	Реферат по теме: система автоматизированного проектирования. V вариант Группа: 494 В настоящее время созданы и при-меняются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутин-ных процедур и операций,...		Пояснительная записка к дипломной работе На тему: «Разработка системы... На тему: «Разработка системы автоматизации функций формирования scorm совместимых метаданных для информационных ресурсов»
	Рабочая программа по дисциплине в проектирование изделий в сапр Целью преподавания дисциплины «Проектирование изделий в сапр» является изучение этапов и составляющих процесса трехмерного автоматизированного...		Реферат в дипломной работе 106 На тему: Модифицирующее вещество для пропитки древесины, придающее огнестойкость композиции
	Пояснительная записка (на титульном листе подписи студента, консультанта,... Презентация представляет собой наглядное пособие, с помощью которого студент иллюстрирует свой доклад к дипломной (курсовой) работе....		Курсовая работа По дисциплине «Политэкономия» На тему «Денежная система и денежное обращение» ...
	Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Разработка... Курсовая работа содержит: страниц – 20, источников – 8, рисунков – 7, таблиц – 2		Пояснительная записка к курсовой работе на тему Гитарный симулятор... Объектом исследования является популярная мобильная платформа Android, и ее использование для разработки игр
	Подсистема памяти современных компьютеров Озу на уровне 256 Мбайт–1 Гбайт. В этом же пространстве располагается и постоянная память — пзу, или rom (Read Only Memory), которая...		Подсистема памяти современных компьютеров Озу на уровне 256 Мбайт–1 Гбайт. В этом же пространстве располагается и постоянная память — пзу, или rom (Read Only Memory), которая...

Школьные материалы