Спосіб субпікселної локалізації краю об`єкта на зображенні

Спосіб субпікселної локалізації краю об'єкта на зображенні, що включає реєстрацію зображення об'єкта в запам'ятовуючому пристрої, встановлення прямокутних областей зображення для подальшого визначення границь об'єкта, визначення прямокутної області для пошуку країв, використання низькочастотної фільтрації і визначення 3 38796 4 ку до та після фільтрації, яка є координатою краю WS - розмір сторони вікна. об'єкта, при цьому після визначення прямокутної Дисперсія сигналу в знайденому вікні приблиобласті для пошуку країв визначають параметри зно приймається за дисперсію шуму на зображенні шуму на зображенні, виконують низькочастотну й дане значення приймається як вхідне для побуфільтрацію, знаходять параметри гауссоїди за дови низькочастотного гауссового фільтра прирозподіленням примежової кривої в точках максиглушення шум у. мального градієнта, формують однонаправлений Далі на основі параметрів примежової кривої гауссовий фільтр, виконують повторну фільтрацію знаходять параметри гауссового фільтра для поданого вікна зображення та знаходять спільну точвторної фільтрації. Оскільки максимальне значенку на примежових кривих вхідного зображення та ня градієнта нормованої примежової кривої визназображення, отриманого в результаті повторної чається як: фільтрації. æ dl ö 1 ç ÷ = . (2) На Фіг.1 - приклад виконання кроків локалізації è dx ø max s 2p краю об'єкта на зображенні, на Фіг.2, Фіг.3 - синтезоване зображення з шумом та фільтроване, а також фрагменти осцилограм виділеного рядка на ділянці перепаду яскравості; Фіг.4 - зашумленого зображення; Фіг.5 - фільтрованого зображення; Фіг.6 - примежових кривих фільтрованих зображень. Спосіб здійснюється наступним чином: реєструють зображення об'єкта в запам'ятовуючому пристрої, встановлюють прямокутні області зображення для подальшого визначення границь об'єкта, визначають прямокутної області для пошуку країв та визначають параметри шуму. Шум на зображенні має гауссову щільність імовірності з дисперсією, що залежить від рівня сигналу. Тому для знаходження параметрів шуму необхідно оцінити дисперсію. Для цього на зображенні, як правило, послідовним скануванням використовують квадратне вікно в області зображення, що має найменшу дисперсією сигналу (Фіг.1): i + WS -1 j + WS -1 å 2 D = sш = X =I å (Mx - g(x, y))2 y =j . WS 2 (1) де g(x, y ) - яскравість піксела зображення; Mx - математичне очікування (середнє значення) сигналу у вікні; i, j - координати верхнього лівого кутка досліджуваного вікна; H- (x ) = де s - ступінь згладженості фільтра Для реальної примежової кривої, оскільки мінімальне значення в результаті дискретизації dx=1, то вираз (2) набуває вигляд: æ dl ö (I -I )Dx . ç ÷ = max min (3) dx ømax è DIs 2p де Imax - максимальне значення яскравості примежової кривої; Imin - мінімальне значення яскравості примежової кривої; DI - максимальна зміна яскравості на примежовій кривій між двома сусідніми пікселами фотоприймального пристрою, що має максимальне значення градієнта. Тоді функція розсіювання за законом Гаусса для такої примежової кривої буде мати вигляд: æ ö DI x2pD I2 ÷ dx . (4) G( x) = expç ç ÷ (Imax - Imin) (Imax - Imin)2 Dx2 ø è На основі отриманих параметрів однонаправлений гауссовий фільтр. Формула (4) дозволяє розрахувати, відповідно, й функцію розсіювання для будь-якої примежової кривої, а сама примежова крива визначається: x æ ö DI x 2p DI2 ÷ dx . (5) ò expç ç 2 Dx 2 ÷ (Imax - Imin)Dx è (Imax - Imin) ø -¥ Виконують повторну фільтрацію, та знаходять спільну точку на примежових кривих вхідного зображення та зображення, отриманого в результаті повторної фільтрації, яка є координатою краю об'єкта на зображенні. Спосіб субпікселної локалізації краю об'єкта на зображенні протестований на реальних та синтезованих зображеннях. Координати краю синтезованого незашумленого зображення були відомими, а координати краю зашумленого зображення визначалися запропонованим способом для кож ного рядка матриці (Фіг.2). При цьому після приглушення шуму в результаті фільтрації всього зображення для кожного рядка та стовпця матриці, де знаходилась примежова крива визначалися параметри гауссоїди, тобто ступінь розмиття, розмірність фільтра та його вагові коефіцієнти, за якими синтезувалися однонаправлені фільтри, відповідно, горизонтальні та вертикальні. Дані дослідження дали змогу розрахувати похибку субпікселної локалазації краю, яка складає менше 10% ширини піксела. 5 38796 6 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 38796 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601