ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Нахождение признаков изображения объекта

Цель работы: ознакомление с одним из методов поиска признаков изображения объекта, заданного в форме многоугольника.

Время выполнения работы :4 учебных часа.

Теоретическая часть

В предыдущих лабораторных работах Вы познакомились с такими предварительными этапами обработки изображения, как фильтрация и оконтуривание.

В данной лабораторной работе переходим к одному из основных этапов обработки изображений – выделение характреристических признаков объекта.

За характеристические признаки объекта обычно принимают величины углов фигуры и длины их сторон (для многогранников) и значения радиуса для дуг окружностей.

Для деталей сложной формы, имеющих технологические отверстия, характерными признаками также являются расстояния от центра отверстий до некоторых углов детали.

Вообще, могут учитываться такие параметры объектов, как периметр и площадь.

Существуют несколько различных методов поиска характеристических признаков объекта. В данной работе в качестве признаков изображения объекта, заданного в форме многоугольника, используются его углы и стороны. Для поиска углов используется метод «пересекающихся прямых».

В основу данного метода положен контроль изменения угла между двумя смежными линиями, движущимися по контуру фигуры. На рис.1 приведена иллюстрация этой идеи.

Рис.1

Две линии соединены между собой в центральной точке CenterPos и движутся по контуру фигуры, причем все три точки 1, CenterPos и 2 всегда лежат на контуре фигуры.

Отрезки должны двигаться по часовой стрелке по контуру. Поэтому возникла задача обеспечения движения всех трех точек 1, CenterPos и 2 одновременно в одну сторону. Это значит, что перед началом движения отрезков необходимо найти на контуре пикселы, смежные с точками 1, CenterPos и 2, движение по которым приведет к разнонаправленному перемещению линий (назовем их «запрещенными»), и запретить движение отрезков по ним. Этим самым обеспечивается однонаправленность движения отрезков. В процессе движения по контуру на каждом шаге ведется просчет угла А между двумя отрезками. При этом наблюдается закономерность: при приближении отрезков к углу фигуры угол между отрезками начинает уменьшаться, а после прохода угла фигуры – увеличивается. На прямых сторонах фигуры угол A остается относительно стабильным и приближается к 180 градусам.

Таким образом, по изменению угла А можно зафиксировать наличие угла на контуре. Угол будет зафиксирован, когда значение А  будет иметь минимальное значение.

     Угол A вычисляется по формуле:

          X1, Y1 – координаты конца отрезка 1 по осям x и y соответственно;

     X2, Y2 – координаты конца отрезка 2 по осям x и y соответственно;

     CenterPosX, CenterPosY – координаты точки CenterPos по осям x и y соответственно.

Необходимо отметить, что контуры объектов зачастую имеют неровный характер. Поэтому необходимо ввести порог изменения угла для предотвращения нахождения ложных углов контура объекта.

Если порог меньше определенного значения, то угол не фиксируется.

В данной работе осуществляется нахождение характеристических признаков типа «линия» и «угол» для многоугольников. Найденные значения признаков выводятся на экран.

Задание

1. Запустить файл программы Contur . exe. В опции Mode установить режим идентификации.

2. Используя опции меню Fail / Open выбрать файл с контуром изображения. На экране появится контур, на котором указаны вычисленные углы (величины сторон также вычислены).

3. Для каждого предложенного преподавателем контура необходимо вычислить его признаки.

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Задание.

4. Контуры изображений и численные значения соответствующих им признаков.

Контрольные вопросы

1. Поясните метод пересекающихся прямых.

2. Какие признаки могут использоваться для распознавания объектов произвольной формы и объектов, которые можно аппроксимировать многоугольниками.

3. Поясните методику проведения машинных экспериментов.