9.13Геометрическая модель биологических данных. Система геометрических признаков при распознавании объектов

После реализации алгоритма препарирования контуров (см. схему распознавания) необходимо распознавание видимых односвязных геометрических контуров и определение некоторых геометрических параметров (размеров).

Эту процедуру удобно разделить на три этапа:

1. Н а первом этапе производится предварительная обработка и подготовка изобразительной информации(блок 1)

на выходе блока 1 формируются совокупности точек х и у ,а также переменная k=1,2,3,…,M – это номер односвязного контура. Эти данные явдяются исходными для блока 2.

2. На этом этапе происходит распознание форм контуров (блок2). Каждому распознанному контуру присваивается порядковый номер. Алгоритм распознания работает по принципу совпадения или несовпадения площади фигуры, найденной двумя различными способами.

Первый способ позволяет определить площадь фигуры по имеющимся координатам ее точек. Для жтого используют формулы треугольника или трапеции. Площадь фигуры, найденную таким образом называют интегральной и обозначают S_u.

Площадь той же фигуры можно найти по второму способу. З системы геометрических параметров фигуры, характеризующих ее размеры (также вытянутость, компактность и т.д.). Площадь фигуры найденную таким образом называют геометрической и обозначают S_Г.

3. На третьем этапе происходит формирование признаков, характеризующих целевое назначение классифицируемых объектов и определение числовых значений их геометрических параметров (блок 3).

Методика распознавания контуров по геометрическим признакам обладает высокой помехоустойчивостью. Ограничением к ее применению служат заранее сформированный перечень фигур, подлежащих распознанию, и то, что контуры должны иметь форму простейших фигур (шар, прямоугольник, трапеция и т.п.)

Последнее ограничение не является слишком жестким, т.к. окружающие нас трехмерные объекты, которые требуется распознать машине, как правило состоят из отдельных деталей правильной геометрической формы, классифицируемых с помощью систем набором δ_i признаков.

Представим структуру блока 2 (см. рисунок) в деталях. Операции, связанные с распознаванием контуров носят циклический характер. Число циклов М равно числу контуров в исходном изображении. Признак k=M несет информацию об этом числе контуров и поступает в блок 2 вместе с массивом точек x_i , y_i

Этим сигналом запрещается поступление на информационный клапан другой очередного сигнала k→(k+1), обеспечивающего цикличность работы всего блока 2.

Сигнал k→(k+1) означает, что обработка k-го контура закончена и можно подать последовательность точек очередного (k+1)-го контура.

Процедура нормализации (блок 1)здесь рассматривается как вспомогательная и выполняется по определенному алгоритму. При определении параметров δ_i (блок 2) происходит вычисление некоторых условно введенных геометрических параметров δ_i, при которых определяются площади односвязных контуров и распознаются сами типы контуров.

δ ₁ – максимальный горизонтальный размер фигуры.

δ₂ – максимальный вертикальный размер фигуры.

δ₃ – минимальное расстояние от центра тяжести (точка Θ) по оси абсцисс (Ох).

δ₄ – максимальное расстояние от центра тяжести до линии контура вдоль оси ординат (Оу)

δ₅ – максимальное расстояние от центра тяжести вдоль оси Ох.

δ₆ – минимальное расстояние от центра тяжести вдоль оси Оу.

Эти параметры определяются по следующим соотношениям.

где - наибольшие и наименьшие значения координат точек фигуры.

- координаты точек контура, удовлетворяющих условию:

= при этом δ₅≥ δ₃

- координаты точек контура, удовлетворяющих условию:

= при этом δ₄≥ δ₆

процедура обработки контуров происходит после вычисления параметров δ_i (блок 3). Распознавания сложных пространственных объектов производится на основе системы целевых признаков, состоящих из плоских контуров на плоских изображениях объекта.

Результатом операции, выполняемых в блоке 3, будет не только присваивание номеров распознавания односвязным контурам и определение их геометрических размеров, но и выявление вспомогательных точек η, μ, Θ, λ, которые в дальнейшем используются при синтезе контуров и формировании целевых признаков.