Проведение контуров и определение границ

Сегментация

Сегментацией называется процесс подразделения сцены на составляющие части или объекты. Сегментация является одним из основных элементов работы автоматизированной системы технического зрения, так как именно на этой стадии обработки объекты выделяются из сцены для дальнейшего распознавания и анализа. Алгоритмы сегментации основываются на двух фундаментальных принципах: разрывности и подобии.

В первом случае основной подход базируется на определении контуров, а во втором – на определении порогового уровня и расширении области. Эти понятия применимы как к статическим, так и к динамическим (зависящим от времени) сценам.

Основой проведения контуров является определение разрывов в интенсивности представления образа объекта. В идеальном случае эти методы определяют пикселы, лежащие на границе между объектом и фоном. На практике данный ряд пикселов редко полностью характеризует границу из-за шума, разрывов на границе вследствие неравномерности освещенности и других эффектов, приводящих к размытию изображения. Таким образом, алгоритмы обнаружения контуров сопровождаются процедурами построения границ объектов из соответствующих последовательностей пикселов, например, методом локального анализа.

Локальный анализ. Одним из наиболее простых подходов соединения точек контура является анализ характеристик пикселов в небольшой окрестности (например, в окрестности размером 3×3 или 5×5) каждой точки (х, у) образа, который уже подвергся процедуре обнаружения контура. Все точки, являющиеся подобными, соединяются, образуя границу из пикселов, обладающих некоторыми общими свойствами.

Для установления подобия пикселов контура необходимо определить:

1) величину градиента, требуемого для построения контурного пиксела;

2) направление градиента.

Первая характеристика обозначается величиной . Пиксел контура с координатами подобен по величине в определенной ранее окрестности пикселу с координатами , если справедливо неравенство:

, (25-8)

где Т – пороговое значение.

Направление градиента устанавливается по углу вектора градиента:

, (25-9)

где - угол (относительно оси х), вдоль которого скорость изменения имеет наибольшее значение.

Тогда можно сказать, что угол пиксела контура с координатами в некоторой окрестности подобен углу пиксела с координатами при выполнении следующего неравенства:

, (25-10)

где А – пороговое значение угла.

Основываясь на этих предположениях, мы соединяем точку в некоторой окрестности с пикселом, имеющим координаты , если удовлетворяются критерии по величине и направлению. Двигаясь от пиксела к пикселу и представляя каждую присоединяемую точку как центр окрестности, процесс повторяется для каждой точки образа. Так воссоздается контур объекта.

Дата добавления: 2014-12-17