Elektronikus és Információs Rendszerek Intézete NovSU, [e-mail védett]

Figyelembe veszik a kontúrelemzés módszereit, amelyek optimálisak a valós idejű rendszerekben az objektumok kontúrjainak videoszekvenciában történő elkülönítésére.

Kulcsszavak: kontúr, képfeldolgozás, kontúrelemzés, videomegfigyelő rendszer

Bevezetés

A kontúrozáson alapuló képszegmentálást figyelembe vesszük ennek a problémakörnek a megoldásában, mivel a kép helyzetének, forgatásának és méretarányának megváltoztatása alig befolyásolja a számítások mennyiségét. Ezenkívül a kontúrok teljesen meghatározzák a kép alakját, gyengén függnek a színtől és a fényességtől, és tartalmazzák a tárgy további osztályozásához szükséges információkat. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy ne vegyük figyelembe a kép belső pontjait, és ezáltal jelentősen csökkentsük a feldolgozott információk mennyiségét a két változó függvényének elemzéséből egy változó függvényébe való átmenet következtében. Ennek következménye az a lehetőség, hogy a feldolgozó rendszer működését a valósághoz közelebb álló időskálán biztosítsák.

Alapfogalmak

A képkontúr alatt a fényerő értékének térben kiterjesztett törését, csökkenését vagy hirtelen változását értjük.

Az ideális csepp rendelkezik az 1a. Ábrán bemutatott modell tulajdonságokkal - ez egy összekapcsolt képpontok összessége, amelyek mindegyike egy téglalap alakú fényerő ugrás mellett helyezkedik el, amint azt az 1. ábra vízszintes profilja mutatja. A valóságban optikai korlátozások, mintavétel stb. homályos fényváltozáshoz vezethet. Ennek eredményeként pontosabban egy 1b. Ábrán bemutatotthoz hasonló ferde profil modellezi őket. Egy ilyen modellben a fényerő-különbség pont bármely pont, amely a profil ferde szakaszán fekszik, és maga a különbség az összes ilyen pont által alkotott összekapcsolt halmaz.

1. ábra Az ideális (a) és ferde (b) fényerő-különbségek modellje

A fényerő különbsége akkor tekinthető kontúrnak, ha annak magassága és dőlésszöge meghaladja bizonyos küszöbértékeket.

Megjegyezzük a kontúr kiválasztása során felmerülő számos problémát:

A kontúr megszakad olyan helyeken, ahol a fényerő nem változik elég gyorsan;

Hamis kontúrok, a képben zaj jelenléte miatt;

Túlságosan széles kontúrvonalak az elmosódás, a zaj vagy az alkalmazott algoritmus hiányosságai miatt;

Pontatlan pozícionálás abból a tényből fakadóan, hogy a vonal kontúrjai nem nulla, hanem egy szélességűek.

Differenciális módszerek

A határok észlelésének egyik legkézenfekvőbb és legegyszerűbb módja a fényerő megkülönböztetése a térbeli koordináták függvényében.

Az f (x1, x2) fényerőértékű, az x1 tengelyre merőleges kép kontúrjainak detektálása biztosítja a df / dx1 részleges és az x2 tengelyre merőleges derivatívát - a df / dx2 parciális derivált. Ezek a származékok jellemzik a fényerő változásának sebességét az x1, illetve az x2 irányban. A derivált tetszőleges irányú kiszámításához használhatja a fényerő gradienst:

f grad (x1, x2) \u003d f (x1, x2).

A gradiens egy olyan vektor a kétdimenziós térben, amely az f függvény leggyorsabb növekedésének irányába orientált (x1, x2), és amelynek hossza arányos ezzel a maximális sebességgel. A gradiens modulusát a képlet kiszámítja

2. ábra A színátmenet grafikus ábrázolása

Egy tetszőleges irányú kontúr kiválasztásához a fényerő mező gradiens modulját fogjuk használni. A képekhez származékok helyett diszkrét különbségeket veszünk.

Roberts operátor

A diszkrét gradiens kiszámításának egyik lehetősége a Roberts operátor. Mivel bármely két, egymásra merőleges irányú különbség felhasználható a gradiens modulusának kiszámításához, az átlós különbségeket a Roberts operátor veszi:

A különbség meghatározását két véges impulzusválaszú szűrő (FIR szűrők) alkotják, amelyek impulzusválaszai 2x2 maszknak felelnek meg

Ennek a kezelőnek a hátrányai közé tartozik a zajra való nagy érzékenység és a régióhatárok orientációja, a kontúrban történő törések lehetősége, valamint a kifejezett középpont hiánya. Egy előnye van - alacsony erőforrás-intenzitás.

Sobel és Prewitt üzemeltetők

A gyakorlatban kényelmesebb a Sobel és Prewitt operátorokat használni a diszkrét gradiensek kiszámításához. A Sobel operátor számára a sarokelem zajának hatása valamivel kisebb, mint a Prewitt operátoré, ami jelentős, ha derivatívákkal dolgozunk. Az egyes maszkok együtthatóinak összege nulla, azaz ezek az operátorok nulla választ adnak állandó fényerőtartományokban.

A FIR szűrők 3x3 maszkok.

Sobel operátor maszkok:

Operátor Prewitt maszkok:

A Sobel operátor 2-es súlyozási tényezőt használ a középső tételeknél. Ezt a megnövelt értéket arra használják, hogy csökkentse az anti-aliasing hatást azzal, hogy nagyobb súlyt ad a középpontoknak.

A rotációs invariancia kérdésének kezelésére úgynevezett diagonális maszkokat alkalmaznak az átlós irányú diszkontinuitások kimutatására.

Sobel operátor átlós maszkok:

Prewitt átlós maszkjai:

Központi elem és alacsony erőforrás-intenzitás jelenlétében ezt a kezelőt a zajra való nagy érzékenység és a régiók határainak orientációja, valamint a kontúr megszakításainak lehetősége jellemzi.

3. ábra: A határ kiválasztása a Sobel operátor részéről: a) eredeti kép; b) a Sobel operátor használatának eredménye

Laplacian

Magasabb rendű differenciáloperátorok használhatók a fényerő-különbségek kiemelésének problémájának megoldására, például a Laplace operátor:

Diszkrét esetben a Laplace operátor megvalósítható lineáris képfeldolgozási eljárásként 3x3 ablakkal. A második deriváltakat közelíthetjük a második különbségekkel:

A laplacián mind pozitív, mind negatív értékeket elfogadja, ezért a kontúrok kiválasztásának operátorában abszolút értékét kell megadnia. Így kapunk egy eljárást a határok kiválasztására, amely érzéketlen az orientációjukra

A Laplacian szerepe a szegmentálási problémákban arra redukálódik, hogy nulla keresztezésű tulajdonságát használja a kontúr lokalizálására és annak kiderítésére, hogy a kérdéses pixel a kontúr sötét vagy világos oldalán van-e.

A laplakiai fő hátránya nagyon magas zajérzékenység. Ezenkívül lehetségesek a kontúr rései, valamint megduplázódása. Előnyei közé tartozik az a tény, hogy érzéketlen a területek határainak orientációjára, és alacsony az erőforrás-intenzitás.

Helyi feldolgozás

Ideális esetben az élfelismerési módszereknek csak olyan képpontokat kell kiválasztaniuk a képben, amelyek az útvonalon fekszenek. A gyakorlatban a pixelek ez a sokasága ritkán adja meg elég pontosan a körvonalat a zaj, az életlen folytonosság a szabálytalan megvilágítás miatt stb. Ezért az éldetektálási algoritmusokat általában rutinok összekapcsolásával egészítik ki az éleket tartalmazó élpontok halmazának létrehozására.

A kontúrpontok összekapcsolásának egyik módja a képpontok jellemzőinek elemzése minden kontúrként megjelölt képpont kis szomszédságában. Minden pont, amely bizonyos szempontok szerint hasonló, összekapcsolt állapotban van, és képpontok kontúrját képezi, amelyek megfelelnek ezeknek a kritériumoknak. Ebben az esetben két fő paramétert használunk a kontúr pixelek hasonlóságának megállapításához: a gradiens operátor válaszértékét, amely meghatározza a kontúr pixelek értékét, és a gradiens vektor irányát.

Egy adott szomszédságban lévő pixel kombinálva van egy központi pixellel (x, y), ha a hasonlósági kritériumok mind méretben, mind irányban teljesülnek. Ezt a folyamatot a kép minden pontján megismételjük, miközben a megtalált társított képpontokat tároljuk, amint a szomszédság közepe mozog. Az adatok elszámolásának egyszerű módja az, hogy minden egyes összekapcsolt kontúr pixelkészlethez különböző fényerő értéket rendelünk.

Canny határérzékelő

A Canny határérzékelő három fő szempontra összpontosít: jó észlelés (megnövekedett jel / zaj arány); jó lokalizáció (a határ helyzetének helyes meghatározása); egyetlen válasz egy határra.

Ezekből a szempontokból építik fel a hibák költségének objektív függvényét, amelynek minimalizálásával megtalálható a képpel való konvolúció optimális lineáris operátora.

Az algoritmus zajérzékenységének csökkentése érdekében a Gauss-féle első deriváltat alkalmazzuk. A szűrő alkalmazása után a kép kissé elmosódik. Így néz ki a Gauss-maszk:

A simított kép gradiensének kiszámítása után csak a kép gradiensének maximális pontjai maradnak a szegély körvonalában. A határ irányára vonatkozó információkat arra használjuk fel, hogy pontosan a határ közelében lévő pontokat eltávolítsuk, és ne szakítsuk meg magát a határt a gradiens helyi maximumai közelében.

A gradiens irányának meghatározására a Sobel operátort használják. A kapott irányértékeket négy szög egyikére kerekítjük - 0, 45, 90 és 135 fok.

Ezután két küszöböt használva eltávolítják a gyenge határokat. Ebben az esetben a határtöredéket egészében dolgozzák fel. Ha a gradiens értéke valahol a nyomon követett töredéken meghaladja a felső küszöböt, akkor ez a töredék is "érvényes" határ marad azokon a helyeken, ahol a gradiens értéke e küszöb alá esik, amíg az alsó küszöb alá nem esik. Ha az egész töredékben nincsenek olyan pontok, amelyek értéke meghaladja a felső küszöbértéket, akkor azt törölni kell. Ez a hiszterézis csökkenti a kimeneti határok közötti törések számát.

A zajcsökkentés beépítése az algoritmusba növeli az eredmények robusztusságát, ugyanakkor növeli a számítási költségeket, és torzításhoz, valamint a határok részletességének elvesztéséhez vezet. Az algoritmus kerekíti az objektumok sarkát, és elpusztítja a határokat a csatlakozási pontokon.

Ennek a módszernek a hátrányai a megvalósítás bonyolultsága és a nagyon magas erőforrás-intenzitás, valamint az a tény, hogy az objektum sarkainak némi lekerekítése lehetséges, ami a kontúr paramétereinek megváltozásához vezet.

A módszer előnyei közé tartozik az alacsony zajérzékenység és a területek határainak tájolása, az a tény, hogy egyértelműen azonosítja a kontúrt, és lehetővé teszi az objektum belső kontúrjainak azonosítását. Ezenkívül kizárja a kontúr hibás felismerését, ha nincs tárgy.

4. ábra A határok kiválasztása a Canny módszerrel: a) az eredeti kép; b) a Canny algoritmus általi feldolgozás után

Elemzés gráfelmélettel

a grafikon ábrázolása és a grafikonon végzett keresés alapján a legkevésbé költséges utakra, amelyek megfelelnek a jelentős kontúroknak, fel lehet építeni egy olyan módszert, amely jól működik zaj jelenlétében. Ez az eljárás meglehetősen bonyolultnak bizonyul és több feldolgozási időt igényel.

5. ábra: A p és q pixel közötti kontúrelem

A kontúrelem határ két szomszédos p és q képpont között. A kontúrelemeket a p és q pont koordinátái határozzák meg. Az 5. ábra kontúr elemét párok (xp, ur) (xq, yq) határozzák meg. A kontúr a kontúrelemek egymáshoz kapcsolódó sorozata.

A minimális költségút grafikonon való megtalálásának problémája a számítás komplexitása szempontjából nem triviális, és az optimalitást fel kell áldozni a számítási sebesség javára.

A megvalósítás bonyolultsága és a magas erőforrás-felhasználás a fő hátránya egy ilyen elemzésnek, amelynek előnye az alacsony zajérzékenység.

Következtetés

A munkában bemutatott módszerek a kontúrok valós idejű rendszerekben történő kinyerésének optimális megközelítéseit írják le. A módszerek lehetővé teszik a kontúrozási problémák széles körének megoldását, amelyeket sok olyan területen alkalmaznak, ahol a kép szegmentálása szükséges.

Irodalom

1. Gonzalez R., Woods R. Digitális képfeldolgozás. M.: Tekhnosfera, 2005. S. 812-850.

2. Yane B. Digitális képfeldolgozás. M.: Technosphere, 2007. S. 331-356.

3. A számítógépes képfeldolgozás módszerei / Szerk. V.A. Soifer. Moszkva: Fizmatlit, 2003. S. 192-203.

4. Pret U. Digitális képfeldolgozás. M.: Mir, 1982, 499-512.

5. Lásd: http://www.cs.berkeley.edu/~jfc/

Az Adobe Photoshop a világ legnépszerűbb fotószerkesztője, amely igazán jó dolgokat hoz létre. Ma megtudhatja, hogyan lehet csak a körvonalát egy képből megszerezni. Ez hasznos lehet például egy gyermek számára színezés létrehozásához.

A bonyolult részletességgel nem rendelkező egyszerű rajzokat a legkönnyebben a Toll eszközzel lehet nyomon követni. Így gyorsabb és könnyebb lesz. Bonyolultabb részleteket tartalmazó képek esetében a munka köre némileg eltér.

Lépésről lépésre

1. Töltse be az eredeti képet a Photoshopba.

2. Most kezdjük el a szűrők használatát. Menjen a "Szűrő" - "Stilizálás" - "Élek kiválasztása" menübe.

A kép így fog kinézni:

3. Most nyissa meg a "Szűrő" menüt, és lépjen a "Vázlat" - "Fénymásolás" menüpontra. Megnyílik egy ablak, amelynek jobb oldalán be kell állítania a következő paramétereket: "Detailing" - 9; Sötétedés - 5. Kattintson az OK gombra. Megjegyzés: ezen a ponton nem szükséges szigorúan betartani az utasításokat. Kísérletezzen a részletek és az árnyalatok értékével, hogy az Ön számára legmegfelelőbb megjelenést kapja.

4. Lépjen a Kép\u003e Beállítások\u003e Fényerő / Kontraszt menüpontba, és állítsa be a csúszkákat, amíg a legjobb eredményt el nem éri.

A kész képet mentse a számítógépére JPEG formátumban. Ha gyereknek készített kifestőt, egyszerűen nyomtassa ki a képet egy nyomtatóra.

Vonalak, formák és állatok rajzolása gyerekeknek. Rajzoljon pontról pontra az íráskészség fejlesztése érdekében.

A gyönyörű kézírás és a sikeres írástanulás a ceruza helyes használatától, ügyes nyomástól és mindenféle vonalak vonzásának képességétől függ. Kezdje azzal, hogy megtanulja, hogyan rajzoljon vonalakat és alakzatokat pontok szerint, majd kérje meg gyermekét, hogy pontok szerint rajzolja és színezze az állatokat.

Rajzoljon pontról pontra, fokozatosan fejlesztve a készségeket

A vonalak rajzolása ceruzával vagy tollal kiváló gyakorlat, amely segít a kéz edzésében az írásban, fejleszti a kis izmokat, és megtanítja a babát arra, hogy valamit szilárdan tartson.

A szaggatott vonal útmutatásként szolgál, és segíti a gyermeket, mert bármikor lelassíthatja a rajz sebességét, növelheti vagy csökkentheti a ceruzára nehezedő nyomást, anélkül, hogy rontaná a képet, és ezért nem veszíti el érdeklődését.

Amint a gyermek megtanul vonalakat, egyeneseket és mindenféle hullámot rajzolni pontonként, lépjen tovább az ábrákra, majd az állatokra. A szaggatott vonalak meghajlítása eléggé fejleszti a rajzkészségedet ahhoz, hogy elkezdhesd tanulni a betűk és számok helyesírását.

Amikor felajánlja gyermekének egy nyomtatott anyagot egy képpel, amelyre pontról pontra szeretne rajzolni valamit, először kérje meg a gyermeket, hogy a jobb keze (vagy a bal keze) mutatóujjával kövesse nyomon a vonalakat. Ezután kérje meg, hogy az ujjával rajzoljon, ne a lepedőre, hanem mintha a kép fölött a levegőben lenne. Ismételje meg a gyakorlatot többször, majd fejezze be a feladatot ceruzával.

Amikor gyermeke megtanul rajzolni ceruzával, kínáljon neki tollat \u200b\u200bvagy jelölőt.

Ügyeljen arra, hogy felhívja az állatok pontjait, anélkül, hogy levenné a kezét a papírról.

Hogyan lehetne tovább fejleszteni a finommotorikus képességeket, a pontok alapján történő rajzolás mellett?

Ha gyermekét valamilyen okból nem érdeklik a pontrajzok, más módon is szórakozhat a finom motorikus készségek fejlesztésében.

Húzza össze a nagy gyöngyöket a húrokon, vagy rendezze a gyöngyöket;
Ragasszon egy nagy papírlapot vagy régi tapétát a falra, és gyermeke rajzoljon képeket erre a lapra. A függőleges felületre történő rajzolás több erőfeszítést igényel, és a tollak gyorsabban edzenek;
Amint gyermeke már elég erős ahhoz, hogy apró dolgokat tartson a kezében, és nem engedi el őket, ha kissé meghúzza, kezdje el tanítani cipőfűzőt kötni, vagy bármilyen szalagból vagy húrból fonni a szövevényt;
Ha újságokat vagy magazinokat olvas, adjon jelölést gyermekének, és kérje meg, hogy karikázza be az összes címsort;
A hüvelykujj és a mutatóujj közötti jó tapadást a legkönnyebben úgy lehet kialakítani, hogy a babot vagy akár a borsót egyik tálból a másikba toljuk, a tenyér helyett csak két ujjal.
A fagyos ablakok vagy a ködös fürdőszobai tükrök remek hely, ahol megtanulják a mutatóujjával rajzolni.

Ha kívánja, a mindennapi életben felhasználhatja gyermeke finom motorikus képességeinek fejlesztését, ez segít a jövőben gyorsabban megtanulni írni.

Fekete-fehér, vázlatos kép

"C" első betű

A második "és" betű

Harmadik "l" betű

Az utolsó bükk "t" bükk

A válasz "Egyszínű, vázlatos kép" kérdésre, 6 betű:
sziluett

Alternatív keresztrejtvény kérdések a sziluett szóhoz

Arc kontúrja

m. fr. lövés az árnyékból, az arc körvonalából

M. Lermontov verse

Kép, vázlat

A téma kivágott vázlata

A sziluett meghatározása a szótárakban

Az orosz nyelv magyarázó szótára. D.N. Ushakov A szó jelentése a szótárban Az orosz nyelv magyarázó szótára. D.N. Ushakov
sziluett, m. Az emberi alany egyszínű kontúrképe más színű háttérrel, rajzolva vagy kivágva. átruházás Valami homályos külső körvonalai, a sötétségben, a ködben láthatóak. Itt villogtak a fények, kunyhók sziluettjei. Csehov. Időről időre ...

Wikipédia Egy szó meghatározása a Wikipedia szótárban
A Silhouette a Seychelle-szigetek egyik szigete. Az Indiai-óceánban található, a Seychelle-szigetek államához tartozik.

Az élő nagy orosz nyelv magyarázó szótára, Dal Vladimir A szó meghatározása a szótárban Az élő nagy orosz nyelv magyarázó szótára, Vladimir Dal
m. fr. lövés az árnyékból, az arc oldalirányú körvonalából.

Az orosz nyelv magyarázó szótára. S.I.Ozhegov, N.Yu.Svedova. A szó jelentése a szótárban Az orosz nyelv magyarázó szótára. S.I.Ozhegov, N.Yu.Svedova.
-a, m. Egy tárgy egyszínű sík képe egy másik színű háttérrel. S. arc profilban. átruházás Valami körvonalai, a sötétségben, a ködben láthatóak. S. a hegylánc. Vonalak, ruhák kontúrja. Divatos s. ruhák. adj. sziluett, th, th.

Példák a sziluett szó irodalmi használatára.

A harcosok tisztábban kezdtek kölcsönhatásba lépni a légvédelmi tüzérséggel, tüzérség számára elérhetetlen magasságban működtek, a cél felett világos hátteret használtak, amelyet fénybombák hoztak létre, és ennek nyomán követték nyomon. sziluettek repülőgépünk, jelet adott a légvédelmi tüzéreknek, hogy szüntessék meg a tüzet, és támadásba kezdtek.

Anapa irányában, a felhők hátterében már látszottak sziluettek nehéz repülőgépek.

Egy nyíl fütyült közvetlenül a füle fölé, az íjász betette fegyverét a csigalépcsőbe, amely a sziluett - a bűvész már felemelte a kezét, és varázsolni készül.

Arszenyev főhadnagy felnézett a periszkópról és megdörzsölte a szemét: valamiféle fényről és sötétről álmodozott sziluettek hajók, de azonnal meggyőződött a hibáról.

A hajókról leszálló lények elképzelhetetlenek voltak sziluettekspirálok vagy virágzó arumvirágok, lila testtel és tengeri csillagszerű fejjel.

Ebben a cikkben megtudhatja, hogyan kell ecsettel festeni a létrehozott utak alapján.

Először hozzon létre egy dokumentumot, én nem használtam kitöltést vagy színátmenetet, mivel ezt maga is megteheti (remélem).

Egy eszközzel Toll (toll)hozzon létre egy sort. Ezt követően az egér jobb gombjának megnyomásával további menüt hívunk elő, ahol kiválasztjuk "Stroke path" (Stroke Path).

A mélyebb megértés érdekében a toll eszköz nem rajz, de ha ecsettel megsimogatunk egy vonalat, az tulajdonképpen egyenértékű az ecsettel meghúzott vonallal. Csak egy ecset segítségével azonnal szép vonalat húzni elég nehéz, ezért használtuk a tollat. Szóval, a Stroke menü.

Most válasszon Kefe, azaz amivel körbe akarjuk vonni a vonalunkat.

Pipa Szimulálja a nyomástfelelős a vonal vastagságáért. Ha ezt az opciót választja, akkor az ecsetparamétereimmel a vonal először vékonyabb lesz, majd a közepe felé megvastagszik, és a vége felé ismét vékonyabb lesz. Ha nem használja ezt az opciót, akkor a vonal azonos vastagságú lesz, megegyezik a korábban megadott kefe átmérőjével.

Tehát itt van, amit kaptam. Mivel maga a görbe, amelyet a toll hozott létre, már nincs szükségünk, töröljük - kattintson a jobb gombbal, hívja meg a kiegészítő menüt, ahol kiválasztjuk "Kontúr törlése" (Pass törlése).