Спосіб ідентифікації об’єктів за імовірнісними характеристиками їх шаблонів

Реферат: Винахід належить до обчислювальних систем опрацювання інформації і може бути використаний для автоматичного виявлення та розпізнавання зображень та об'єктів. Спосіб ідентифікації об'єктів за імовірнісними характеристиками їх шаблонів полягає в тому, що при опрацюванні послідовності непохідних елементів, яка представляє розпізнаваний об'єкт, використовують значення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик фрагментів зображення, обчислених за еталонними шаблонами образів. В результаті такого опрацювання формується набір імовірнісних характеристик, які використовують як ознаки форми об'єкта. UA 114747 C2 (12) UA 114747 C2 UA 114747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до обчислювальних систем опрацювання інформації і може бути використаний для автоматичного виявлення та розпізнавання об'єктів за їх зображеннями. Відомий спосіб фрактального розпізнавання образів, який ґрунтується на використанні детермінованих чи імовірнісних ознак. [Новейшие методы обработки изображений. / Под ред. А.А. Потапова - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - С. 496]. В ході опрацювання зображення на якому, крім об'єктів, є фонові завади вектори дескрипторів групуються навколо сигнатур об'єктів залишаючи слабозаповненим вільний простір. Розміри кластерів у просторі дескрипторів визначаються заданою мірою схожості ознак всередині кластера. Варіації міри Ідентичності ознак змінюють розміри кластера і число об'єктів, які можна віднести до даного класу при розпізнаванні. Такий підхід дозволяє виділити об'єкт за контурами елементів фракталу, при опрацюванні зображення. Недоліком такого способу є необхідність кластеризації зображень, а некоректно вибраний розмір фрагмента призводить до спотворення оцінок розмірності, оскільки, крім фрактального зображення, в область аналізу попадає фон, розмірність якого інша. Крім того, необхідно формувати масив еталонних фрактальних зображень, що призводить до додаткових затрат пам'яті і необхідності в значних обчислювальних ресурсах. Відомий також проекційний спосіб ідентифікації об'єктів, який реалізують шляхом оцінювання значення імовірнісних характеристик фрагментів їх зображень, розташованих вздовж визначених напрямків [Пат. 103281 Україна, МГЩ2006) G06K 9/64. Спосіб ідентифікації об'єктів за імовірнісними характеристиками фрагментів їх зображень / Мельничук С.І. (Україна). - заявка № а 2012 12161; заявл. 23.10.2012, опубл. 25.09.2013, Бюл. № 18.]. Суть способу полягає в тому, що при побудові проекції формують відображення зображення в сигнал, значення якого представляють як результат обчислення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик фрагментів зображення, розташованих вздовж визначених напрямків. Основним недоліком такого способу є необхідність формування масивів еталонних проекцій, що зумовлює додаткові затрати пам'яті. Крім того, виконання значної кількості обчислень при реалізації алгоритмів кореляційного опрацювання ускладнює алгоритмічну та програмну реалізацію. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є спосіб шаблонного опрацювання, що ґрунтується на порівнянні з еталоном [Е.А.Бутаков, В.И. Островський, И.Л.Фадеев Обработка изображений на ЭВМ – Μ.: Радио и связь, 1987. С. 240]. Суть способу полягає у тому, що послідовність непохідних елементів, яка представляє розпізнаваний об'єкт, порівнюється з послідовностями непохідних елементів, які представляють еталонний образ. Рішення приймається на користь образу, для якого буде досягнуто найкраще в деякому смислі узгодження однієї з еталонних послідовностей. Проте, використання поелементного порівняння потребує значних обчислювальних затрат та характеризується низькою ефективністю при наявності спотворень, зокрема зашумленості І, як наслідок, суттєво звужує застосування такого способу. В основу винаходу - Спосіб ідентифікації об'єктів за Імовірнісними характеристиками їх шаблонів - поставлена задача розробки нового способу розпізнавання об'єктів шляхом використання значення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик фрагментів зображення обчислених за еталонними шаблонами образів, що дозволяє спростити алгоритмічну і програмну реалізацію а також забезпечити покращення достовірності розпізнавання у випадках суттєвої зашумленості. Як такі характеристики використовують ентропію, розподіл ймовірностей станів, дисперсію, середнє квадратичне відхилення та центральні моменти різних порядків. Вирішення поставленої задачі стає можливим завдяки тому, що при опрацюванні послідовності непохідних елементів, яка представляє розпізнаваний об'єкт, для порівняння використовують значення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик фрагментів зображення обчислених за еталонними шаблонами образів. Значення імовірнісної характеристики стаціонарних процесів, що обчислюються за елементами шаблонних фрагментів зображення прямує до постійної величини, яка залежить від характеристик зображення та наявних спотворень. В ході опрацювання таких фрагментів відбувається зміна результуючого значення відповідної імовірнісної характеристики, що використовується як ознака форми об'єкта. В результаті запропоновано спосіб, у якому ідентифікацію об'єктів здійснюють шляхом оцінювання значення імовірнісних характеристик фрагментів зображення обчислених за еталонними шаблонами образів, що забезпечує покращення достовірності а також кількісних та якісних характеристик цифрових систем розпізнавання. 1 UA 114747 C2 5 10 15 20 Суть винаходу пояснюється тим, що при опрацюванні послідовності непохідних елементів, яка представляє розпізнаваний об'єкт, використовують значення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик фрагментів зображення обчислених за еталонними шаблонами образів. Винахід пояснюється кресленням, де зображено схему схема обчислення оцінки ентропії за еталонним шаблоном. Спосіб здійснюють таким чином. Наприклад. Для ідентифікації (розпізнавання) об'єкта, за його зображенням 1, використовують цифрові значення (код) кольору відповідних точок (пікселів), отриманих при оцифровуванні. Для кожного образу створюється окремий еталонний шаблон. При опрацюванні (див. креслення) шаблон 2 визначає фрагмент зображення 3, за яким обчислюється оцінка ентропії, значення якої в подальшому використовується як ознака форми. У випадку ідентифікації одного об'єкта, наближення оцінки ентропії до нульового значення визначає ступінь його відповідності до задіяного еталонного шаблону образу об'єкта. У випадку множинної ідентифікації об'єктів використовують набір еталонних шаблонів, за яким розраховується набір оцінок ентропії мінімальне значення якого, визначає приналежність отриманого зображення до відповідного образу об'єкту. Описаний спосіб забезпечує спрощення алгоритмічної та програмної реалізації, можливості використання в малопродуктивних обчислювальних системах а також зменшення чутливості до рівномірного спотворення зображень, що зумовлена впливом навколишнього середовища при оцифровуванні. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 Спосіб ідентифікації об'єктів за імовірнісними характеристиками їх шаблонів, який полягає у тому, що послідовність непохідних елементів, яка представляє розпізнаваний об'єкт, порівнюється з послідовностями непохідних елементів, що представляють еталонний образ, який відрізняється тим, що для порівняння використовують значення однієї або декількох сумісно імовірнісних характеристик, обчислених за елементами фрагмента зображення, який виділяють із зображення еталонними шаблонами образів. 2 UA 114747 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3