Научные руководители: доктор технических наук Селянинов Михаил Юрьевич, старший преподаватель Позняков Андрей Михайлович Выделение контуров при цифровой обработке изображения

Исследование проблемы выделения контуров на цифровых изображениях, реализация базового преобразования Хафа и набора модифицированных алгоритмов, анализ их рабочих характеристик. Цель работы Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Выделение простейших фигур на изображении; Группировка точек на изображении; Методы и алгоритмы Перебор; Локальная обработка; Преобразование Хафа; Использование графов. Введение в проблему Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Системы контроля качества; Системы слежения; Системы наведения на цель; Компьютерное зрение. Аналог – проект OpenCV. Актуальность: Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Детектор Канни Соотношение порогов: 10:50 100:150 Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Параметрическое задание прямой: Преобразование Хафа b – пересечение с осью ординат; Θ – угол наклона прямой. ρ – длина перпендикуляра к прямой; φ – угол наклона перпендикуляра. Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Базовый алгоритм: 1. Выбор сетки дискретизации; 2. Заполнение аккумулятора; 3. Поиск пика в аккумуляторе; 4. Выделение кривой; 5. Вычитание из аккумулятора; 6. Переход к пункту 3, если не выполнены ограничивающие условия. Преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

По парный перебор 7400 мс Методы перебора точек интереса Перебор дискретных значений 340 мс Исходное изображение Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Дискретизация; Вычислительная сложность n 2 ; Размеры аккумулятора. Проблемы Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Вероятностное преобразование Хафа; Прогрессивно вероятностное преобразование Хафа; Случайное преобразование Хафа; Комбинаторное преобразование Хафа; Иерархическое преобразование Хафа; Адаптивное преобразование Хафа; Градиентное преобразование Хафа. Модификации Подготовил: Исмаилов Рафаэль

10 % Вероятностное преобразование Хафа 20 %80 %100 % Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Зависимость времени выполнения алгоритма от уровня порога Прогрессивное вероятностное преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Прогрессивное вероятностное преобразование Хафа Неустойчивость результата Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Случайное преобразование Хафа Базовый алгоритм Случайное преобразование Исходное изображение Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Зависимость времени выполнения алгоритма от количества точек интереса Случайное преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Комбинаторное преобразование Хафа Базовый алгоритм K=1 Исходное изображение K=9 Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Зависимость времени выполнения от количества разбиений изображения Комбинаторное преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Размер накопительного пространства 3 х 3. Адаптивное преобразование Хафа Уменьшение размера ячейки каждую итерацию Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Плюсы: меньшее время выполнения алгоритма для одной кривой; меньший объем памяти для хранения аккумулятора; решение проблемы дискретизации, поскольку сетка дискретизации не регулярная и на каждой итерации уточняется. Адаптивное преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Исходное изображение Градиентное преобразование Хафа Накопительное пространство Восстановленное изображение Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Плюсы: Малые размеры накопительного пространства; Уменьшение времени поиска. Минусы: Присутствие шумов; Большое время обработки, при низком пороге; Потеря информации о концентрических окружностей. Градиентное преобразование Хафа Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Преобразование Хафа представляет контура в сжатой, удобной для анализа форме; Для предварительной обработки наилучшим образом подходит детектор Канни; Вероятностное преобразование Хафа наиболее простое в реализации, и дает удовлетворительные результаты; Для повышения точности работы метода нужно использовать аддитивное преобразование Хафа; Градиентное преобразование ускоряет и облегчает поиск окружностей, но может привести к потере информации. Выводы Подготовил: Исмаилов Рафаэль

Подготовил студент магистратуры Кафедры телекоммуникаций и информационных технологий Исмаилов Рафаэль Спасибо за внимание!