2. Методы наращивания областей. Методы этой группы основаны на использовании локальных признаков изображения. Идея метода наращивания областей состоит в анализе сначала стартовой точки, затем ее соседних точек и т.д. в соответствии с некоторым критерием однородности, и в последующем зачислении проанализированных точек в ту или иную группу (количество стартовых точек должно быть равно количеству однородных областей на изображении). В более эффективных вариантах метода в качестве отправной точки используются не отдельные пиксели, а разбиение изображения на ряд небольших областей. Затем каждая область проверяется на однородность, и если результат проверки оказывается отрицательным, то соответствующая область разбивается на более мелкие участки. Процесс продолжается до тех пор, пока все выделенные области не выдержат проверку на однородность. После этого начинается формирование однородных областей при помощи наращивания.
Проведенный анализ показывает, что пороговая сегментация и сегментация по критерию однородности на основе средней яркости часто не дает желаемых результатов. Такая сегментация обычно приводит к появлению значительного числа небольших областей, не имеющих реальных прототипов на изображении. Наиболее эффективные результаты дает сегментация по критерию однородности на основе текстуры (или текстурных признаков).
Выделение контуров. Не редко приходится сталкиваться с задачей нахождения периметров, кривизны, факторов формы, удельной поверхности объектов и т.д. Все перечисленные задачи так или иначе связаны с анализом контурных элементов объектов.
Методы выделения контуров (границ) на изображении можно разделить на следующие основные классы:
· методы высокочастотной фильтрации;
· методы пространственного дифференцирования;
· методы функциональной аппроксимации;
Общим для всех этих методов является стремление рассматривать границы как область резкого перепада функции яркости изображения f(i,j); отличает же их вводимая математическая модель понятия границы и алгоритм поиска граничных точек.
В соответствии с поставленными задачами к алгоритмам выделения контуров предъявляются следующие требования: выделенные контура должны быть утоньщенными, без разрывов и замкнутыми. Таким образом, процесс выделения контуров несколько усложняется в связи необходимостью применять алгоритмы утоньшения и устранения разрывов. Однако и это не всегда дает желаемого результата – в большинстве случаев контуры получаются незамкнутыми и, как следствие, непригодными для ряда процедур анализа.
Разрешить возникшую задачу можно, производя оконтуривание алгоритмом прослеживания границ методом “жука”, который позволяет выделить замкнутые контура объектов [9]. Суть алгоритма состоит в следующем: на объекте выбирается некоторая стартовая граничная точка и долее происходит последовательное прослеживание контура до тех пор, пока не будет достигнута стартовая точка. В случае прослеживания контура по часовой стрелке для достижения стартовой точки осуществляется по пиксельное движение вправо, если пиксель находится вне объекта, и влево, если – на объекте.
Выделенный таким образом контур представляет собой замкнутый цепной код, т.е. последовательность координат граничных точек объекта, что очень удобно для решения поставленных задач.
4. Принципы действия цифровых фотокамер.
В цифровой, в отличие от оптической, фототехнике роль светочувствительного элемента выполняют CCD-матрицы или CCD-линейки, преобразующие изображение в последовательность электрических импульсов цифрового кода.
Механической основой для цифровых камер с CCD-матрицей служат полупрофессиональные и профессиональные фотоаппараты ведущих мировых производителей, в которых CCD-матрица ставится на место светочувствительной пленки. Такие фотоаппараты имеют сменную оптику, съемное запоминающее устройство, встроенную вспышку. Затвор таких камер отрабатывает выдержки от 1/40000 до нескольких секунд. Они применяются в основном для оперативной фотосъемки.
Принцип действия цифровой фотокамеры с CCD-линейкой аналогичен планшетному сканеру. Принимающий элемент (CCD-линейка) движется вдоль чувствительной зоны камеры, постоянно сканируя заданное пространство. Таким образом, принцип действия цифровой фотокамеры состоит в следующем: пучок лучей света от объекта съемки, проходя через линзу (или систему линз) объектива и диафрагму, попадает на матрицу CCD (Charged Coupled Device). Матрица CCD или, как ее еще называют, ПЗС (преобразователь свет-сигнал) представляет собой прямоугольную матрицу из светочувствительных элементов. Луч света, попадая на чувствительный элемент, преобразуется в аналоговый электрический сигнал. Аналоговые сигналы от CCD преобразуются в цифровые, обрабатываются и записывается в память. Преобразование сигналов в цифровую форму производится с помощью аналого-цифрового преобразователя ADC.
Кроме CCD, ADC и памяти в электрическую схему цифровой фотокамеры входят процессор DSP, который формирует изображение из цифровых потоков, и конвертор JPEG, сжимающий изображения для увеличения количества хранимых кадров.
Несколько слов об общих чертах современного цифрового фотоаппарата.
Широкий выбор уровней разрешения регистрируемых кадров от максимального в 1712 x 1368 до стандартного 1280 x 1024 и низкого 320 x 240, в основном ориентированного на задачи Internet. Использование для хранения изображений сменных карт флэш-памяти значительной емкости (не менее 8 MB). Здесь основными стандартами являются Smart Media, Compact-Flash, Memory Stick. В настоящее время предлагаются Smart Media карты емкостью от 2 до 32 MB. Однако в последнее время наметилась тенденция усиления позиций стандарта Compact-Flash. IBM удивила мир микродиском емкостью 340 MB. Столь высокая емкость позволяет записывать сотни кадров с максимальным разрешением (размер не компрессированного кадра 1600 x 1200 составляет около 4 MB).
Сменные карты не исключают наличия встроенной памяти. Она используется как буфер для ускорения процессов внутренней обработки кадров и записи последовательных кадров.
Стандартный набор функций автоматической установки параметров съемки: фокуса, выдержки, экспозиции, диафрагмы, расстояния фокусировки, ручной коррекции экспозиции. Почти обязательной чертой оптического видоискателя является возможность диоптрийной коррекции. Встроенная вспышка (до 5-6 различных режимов) дальностью действия не менее 3 м. Все чаще цифровые камеры оснащаются дополнительным цифровым USB выходом. Скорость передачи данных при этом возрастает в десятки раз, процесс перекачки больших кадров занимает всего несколько секунд.
В большинстве камер имеется дополнительный выход для просмотра изображения на TV.
Возможность съемки последовательных кадров через заранее заданные интервалы времени от 10-30 секунд до 3 часов. Автоматический выбор лучшего кадра из последовательно снятой серии одного объекта. Реализация панорамных съемок, когда несколько кадров объединяются в одно широкоугольное изображение.
Заключение
В заключение хочется сказать, что прежде чем совершить покупку следует четко определить для себя цели и задачи, которые вы собираетесь решать с помощью этого оборудования, так как его цена на порядок превышает цену оптической техники. Надеюсь, что представленная здесь информация поможет вам!
Список литературы:
1. web-site: www.21vek..ru
2. web-site: www.fotovideo.ru
3. Журнал «ТКТ».
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. «Компьютерные сети».
5. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений: Пер с англ. – М.: Радио и связь, 1986 – 400 с., ил.
6. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. – М: Мир, 1982. – Кн.2 – 480с., – ил.
7. Садыков С.С. Цифровая обработка и анализ изображений – Ташкент: НПО “Кибернетика” АН РУз – 1994 – 193 с.
8. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. – М: Сов. радио, 1979 – 312 с., ил.