Развитие и применение математических методов в задачах автоматизации обработки дискретных изображений
Диссертация
Для разработки такого комплекса программ необходимо приспособить, усовершенствовать известные, разработать новые эффективные методы и алгоритмы обработки бинарных контурных рисунков. В теории обработки изображений и распознавания образов существуют множество методов предварительной обработки рисунков. Одни из них носят универсальный характер и, следовательно, не эффективны при обработке… Читать ещё >
Содержание
- 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ОБРАБОТКИ КОНТУРНЫХ БИНАРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
- 1. 1. Характеристика задач обработки контурных рисунков
- 1. 2. Анализ существующих методов решения поставленных задач
- 1. 3. Нерешенные проблемы в системах обработки бинарных контурных изображений
- Выводы первой главы
- 2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ БИНАРНЫХ КОНТУРНЫХ РИСУНКОВ
- 2. 1. Основные понятия о дискретных изображениях
- 2. 2. Разработка метода улучшения дискретизации контура
- 2. 3. Усовершенствование метода обхода контуров дискретного рисунка
- 2. 4. Модификация методов и алгоритмов устранения помех и сглаживания контуров
- 2. 5. Модификация алгоритма утончения дискретного контура
- 2. 6. Разработка методов выделения угловых точек
- Выводы второй главы
- 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ КРИВОЙ
- 3. 1. Выбор метода приближения при восстановлении непрерывного контура
- 3. 2. Усовершенствование линейной аппроксимации дискретных точек методом наименьших квадратов
- 3. 3. Аппроксимация дискретного множества точек плоскости дугой окружности
- 3. 4. Восстановление непрерывного контура по его дискретному образу
- Выводы третьей главы
- 4. РЕШЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕЗА
- 4. 1. Постановка задачи учета зазора при резке лазерным лучом
- 4. 2. Разработка теории s-линий на основе математической модели реза лазерного луча
- 4. 3. Решение практических задач на основе теории в-линий
- 4. 4. Алгоритмы решения практических задач для линейно-круговых контуров
- Выводы четвертой главы
Список литературы
- Автоматизация оперативного управления сортировочной станцией на основе локальных информационно-управляющих систем / В. Н. Иванченко, Л. П. Кузнецов, H.H. Лябах, Ю. А. Самойленко // Труды РИИЖТа. 1984. — Вып.178. — С. 11−18.
- Агурский М.С. и др. Числовое программное управление станками / М.С. Агур-ский, И. А. Вульфсон, В. А. Ратмиров. М.: Машиностроение, 1970. — 379 с.
- Андреева A.A. Предварительная обработка в системах распознавания изображений // Анализ и синтез специализированных средств автоматики и вычислительной техники / Чувашский госуниверситет. Чебоксары, 1995. — С. 4−5.
- Андросов В.А. и др. Совмещение изображений в условиях неопределенности / В. А. Андросов, Ю. В. Бойко, А. И. Бочкарев // Зарубежная радиоэлектроника. -1985.-№ 4.-С. 54−70.
- Афанасьев Т.К. и др. Алгоритм выделения контура двойного изображения / Т. К. Афанасьев, В. И. Лебедев, А. Ф. Чернявский // Вестник Белорусского ун-та. Сер. 1.-1980.
- Березин И.С., Жидков Н. П. Методы вычислений. М.: Наука, 1966. — 632 с.
- Бопеев А.Д. и др. Метод радиусографической аппроксимации поперечного сечения обувной колодки / А. Д. Бопеев, В. А. Фукин, Ю. П. Зыбин // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1973. -№ 1. — С. 76−80.
- Борисенко Ю.А. и др. Сегментация изображений. Состояние и проблемы / Ю. А. Борисенко, A.A. Златопольский, И. Б. Мучник // Автоматика и телемеханика. -1987.-№ 7.-С. 3−56.
- Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений / Под ред. Г. С. Хуанга. М.: Радио и связь, 1984. — 221 с.
- Василенко Г. И., Тараторкин A.M. Восстановление изображений. М.: Радио и связь, 1986.-304 с.
- Верхаген К. и др. Распознавание образов: Состояния и перспективы / К. Верха-ген, Р. Дейн, Ф. Грун. М.: Радио и связь, 1985. — 104 с.
- Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. -М.: Мир, 1987.-272 с.
- Горелик А.Л., Скрипкин В. А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 1984. -208 с.
- Горелик А.Л. и др. Современное состояние проблемы распознавания / А. Л. Горелик, И. Б. Гуревич, В. А. Скрипкин. М.: Радио и связь, 1985. — 161 с.
- Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. М.: Мир., 1976. -512 с.
- Дыков А.Н. Уплотнение дискретного изображения контуров швейных изделий: Республиканский фонд алгоритмов и программ. Киев: ИК АН УССР, 1974.
- Завьялов Ю.С. и др. Методы сплайн-функций / Ю. С. Завьялов, Б. И. Квасов, В. Л. Мирошниченко. М.: Наука, 1980. — 352 с.
- Иванов В.В. Методы вычислений на ЭВМ. Киев: Наукова думка, 1986. — 584 с.
- Иванченко В.Н. и др. Применение методов регрессионного анализа для моделирования сложных процессов / В. Н. Иванченко, Н. Н Лябах, А. Н. Гуда // Вестник ВНИИЖТа. 1985, — № 7. — С. 8−10.
- Иконика. Цифровая обработка и фильтрация изображений // Проблемы кибернетики. Вып. 38. М.: ВИНИТИ, 1978.
- Китчин П.В., Пью А. Обработка бинарных изображений // Техническое зрение роботов. -М.: Машиностроение, 1987. С. 30−47.
- Клевенский А.Е. Об одном алгоритме замены плоской контурной линии, заданной координатами точек, эквивалентным контуром из дуг окружности и прямых // Вычислительная техника в машиностроении: Сб. тр. Минск, 1966. -С.119−128.
- Ковалев С.М., Шабельников А. Н. Моделирование процессов управления замедлителем на основе композиционных цепочек нечеткого вывода // Известия ТРТУ. 2000. — № 2 (16). — С. 75−78.
- Колесников А.Н., Гришина Е. В. Параллельный алгоритм утонынения бинарных изображений // Автометрия. -1995. -№ 6. С 7−14.
- Коллатц JL, Крабе В. Теория приближений. Чебышевские приближения. — М.: Наука, 1978.-272 с.
- Кучеренко К.И., Очин Е. Ф. Двумерные медианные фильтры для обработки изображений // Зарубежная радиоэлектроника. 1986. — № 6 — С. 50−61.
- Лебедев В.И., Ревинский Э. И. Алгоритмы отслеживания границы на изображениях // Материалы респ. конф. математиков Белоруссии. Гродно, 1980. -Ч. 1.-С. 85.
- Лоран П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация. М.: Мир, 1975. — 496 с.
- Лоусон Ч., Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов. -М.: Наука, 1986.-231с.
- Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул.-М.: Высшая школа, 1988. 240 с.
- Макачев А. и др. Инструментальные средства для изготовления моделей и штампов / А. Макачев, М. Литвиненко, А. Чайкин // САПР и графика. 1998. -№ 8.-С. 17−21.
- Мурашов Л.В. и др. Опыт работы по автоматизации подготовки раскроя / Л. В. Мурашов, С. А. Голякин, C.B. Наумович // Швейная промышленность. 1996. -№ 2.-С. 34−35.
- Мурашов Л.В. Модуль автоматизированного рабочего места конструктора в САПР // Швейная промышленность. 1997. — № 5. — С. 26.
- Наумович C.B., Сверщевский Г. А. Система автоматизированного проектирования раскроя одежды // Швейная промышленность. 1995. — № 3. — С. 25−26.
- Обработка изображений и цифровая фильтрация / Под редакцией Хуанга. М.: Мир, 1997.- 318 с.
- Павленко Ю.С. Об одном способе автоматической аппроксимации контуров швейных изделий // Известия вузов. Технология легкой промышленности. -1973, — № 1, — С. 95−99.
- Павлидис Тео. Алгоритмы машинной графики и обработки изображения. М.: Радио и связь, 1986. — 398 с.
- Петров A.A. Алгоритмическое обеспечение информационно-управляющих систем адаптивных роботов. Алгоритмы технического зрения) // Итоги науки и техники. Техническая кибернетика. -М., 1984. Т. 17. — С. 251−294.
- Погорелов A.B. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1968. — 176 с.
- Погорелов A.B. Дифференциальная геометрия. М.: Наука, 1969. — 176 с.
- Попов Е.П. и др. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы / Попов Е. П., А. Ф. Верещагин, С. Л. Зенкевич. М. Наука, 1978. — 400 с.
- Принципы автоматизации процесса подготовки раскроя швейных изделий / В. И. Тук, В. И. Борисов, С. С Редин, М. С. Кнутарев // Швейная промышленность. 1994. — № 1.-С. 5−8.
- Применение лазерной техники в народном хозяйстве: Аналит. обзор. М.: ВНТИЦентр, 1992. — Вып. 43.-78 с.
- Применение цифровой обработки сигналов / Под ред. Э. О. Оппенгейма. М.: Мир, 1980.-552 с.
- Программный лазерный раскрой текстильных материалов / A.A. Бирюков, А. Р. Молгачев, Л. М. Сафонов и др. -М.: Легкая индустрия, 1978. 192 с.
- Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. — 2 кн.
- Распознавание образов. Теория и приложения / Г. И. Белявский, Г. Я. Корабельников, Ю. Н. Логвинов, Фалькович М. А. Ростов-на-Дону: изд-во РГУ, 1993.- 123 с.
- Ремез Е.Я. Основы численных методов Чебышевского приближения. Киев: Наукова думка, 1969. — 623 с.
- Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. М.: Мир, 1989. -504 с.
- Роджерс Д. Математические основы машинной графики. М.: Машиностроение, 1980.-240 с.
- Розенфельд А. Распознавание и обработка изображений с помощью вычислительных машин. М.: Мир, 1972. — 232 с.
- Розенфельд А. Распознавание//ТИИЭР. 1981. — Т. 69, № 5.-С. 120−133.
- Способы подготовки программ и интерполяторы для контурных систем числового управления станками. М.: Машиностроение, 1970.
- Стечкин С.Б., Субботин Ю. Н. Сплайны в вычислительной математике. М.: Наука, 1976.-248 с.
- Субботин Ю.Н. Кусочно-полиномиальная интерполяция // Сб.: Поиск экстремума: Труды III Всесоюзного симпозиума по экстремальным задачам. Томск: ТГУ, 1969.
- Техническое зрение роботов / Под ред. А. Пью. М.: Машиностроение, 1987. -240 с.
- Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления и функционального анализа. -М.: Наука, 1989 623 с.
- Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. М.: Мир, 1982. — 304 с.
- Фурман Я.А. и др. Цифровые методы обработки и распознавания бинарных изображений / Я. А. Фурман, А. Н. Юрьев, В. В. Яншин. Красноярск: КГУ. -247.
- Шерман Г. Квазитопологический метод распознавания линейных изображений / / Автоматический анализ сложных изображений: Сб. тр. М.: Мир, 1969.
- Яншин В.В., Калинин Г. А. Обработка изображений на языке СИ для IBM PC. Алгоритмы и программы. М.:Мир, 1994. — 240 с.
- Abe Keiichi, Mizutani Fuynki, Wang Caihua. Thinning of gray-scale images with combined sequvential and parallel conditions for pixel removal // IEEE Trans. Syst., Man. and Cybern. 1994. — 24, № 2. — P. 224−229.
- Angelopoulos G., Pitas I. A fast implementation of two-dimensional weighted median filters // Proc. 12-th IAPR Int. Conf. Pattern Recogn. Jerusalem, Oct. 9−13, 1994. -Vol. 3. Conf. C and D. — Los Alamitos (Calif.) etc., 1994. — P. 140−142.
- Bangham J. Andrew et al. Scale Space From Nonlinear Filters / J. Andrew Bangham, Paul D. Ling, Richard Harvey // IEEE Trans, on Patt. Anal and Mach. Intell. 1996. -Vol. 18, № 5.
- Bresenham Jack. Pixel-processing fundamentals // IEEE Comput. Graph and Appl-1996.- 16, № 1.- P. 74−82.
- Carrasco R.C., Forcada M.L. A Note on the Nagendraprasad -Wand-Gupta thinning algorithm. // Pattern Recogn. Lett. 1995. — 16, № 5. — P. 539−541.
- Corner detection using bending value/ Wang Mao-Jian J., Wn Wen-Yen, Huang Li-ang-Kai, Wang Der-Meei. // Pattern. Recogn. Lett. 1995 -16, № 6. — P. 575−583.
- Di Zenro S. et al. Run-based algorithms for binary image analysis and processing I S. Di Zenro, I. Singue, S. levialdi // IEEE Trans. Pattern Anal, and Mach. Intel. 1996. -18, № 1. — P. 83−89
- Dineen G.P. Programming Pattern Recognition // Proc. Western Joint Computer Conf. Los Angeles, 1956.
- Duda R.O., Hart P.E. Use of Hough transformation to detect lines and curves in pictures // CACM. V. 15, № 1. — 1972.
- Duda R.O., Hart P.E. Pattern classification and scene analysis. New York, 1973.
- Fraser W. and Hart I.F. On the computation of national approximation to continuous functions // CACM. 1963. — № 3.
- Fraser W. A Servey of Methods of Computing Minimax and Near-Minimax Polynomial Approximations for Functions of a Single Independent Variable // JACM. -1965.-№ 3.
- Freeman H. On the digital-computer classification of geometric line pattern // Proc. Nat Electron. Conf. № 18. — P. 312−324.
- Ge Yaorong, Fitzpatrick J. Michael. On the Generation of Skeletons from Discrete Euclidean Distance Maps // IEEE Trans, on Patt. Anal and Mach. Intell. 1996. -V. 18, № 11.
- Heijmans Henk J.A.M., Ronse Christian. Annular filters for binary images // Rapp. Cent. wisk. en. Inf. 1996. — BS — R9604. — P. 1−20.
- Hlavac Vaclav et al. Improvement of the curvature computation / Vaclav Hlavac, Tomas Pajdla, Milos Sommer // Proc. 12-th IAPR Int. Conf. Pattern Recogn. Jerusalem, Oct. 9−13, 1994. — Vol. 1. Los Alamitos (Calif.) etc., 1994. — P. 536−538.
- Kashyap R.L. A robust variable length nonlinear filter for edge enhancement and noise smoothing // Proc. 12-th IAPR Int. Conf. Pattern Recogn. Jerusalem, Oct. 9−13, 1994. — Vol. 3. Conf. C and D. — Los Alamitos (Calif.) etc., 1994.-P. 143−145.
- Kopowitr Jack, Plante Stephen. Corner detection for chain coded curves // Pattern Recogn. 1995. — 28, № 6. — P. 843−852.
- Lee C.L. Wang P. S.P. A new thinning algorithm // Proc. 12-th IAPR Int. Conf. Pattern Recogn. Jerusalem, Oct. 9−13, 1994. — Vol. 1. Los Alamitos (Calif) ect., 1994. -P. 546−548
- Li. C.H., Lee C.K. Image Smoothing Using Parametric Relaxation // Graph. Modes and Process. 1995.-57, № 2.-P. 161−174.
- Lix Ireton M.A., Xydeas C.S. Detection of the extreme points of closed contours // IEE Proc. I. 1992. — 132, № 2. — P. 198 -205.
- Lopez-Raya J.T. A criterion on thinning in digital pictures // J. Intell. and Rob. Syst. 1994.- 11, № 1−2. -P.175−180.
- Mashly I.F. Methods for Fitting rational approximation // JACM. 1963. — № 3.
- Mason S.J., Clemens J.K. Caracter Recognition in an Experimental Reading Machine for The Blind // Recognizing Pattens. P. 156−167. Kolers P.A., Eden M., eds. -MIT Press, Cambridge, Mass., 1968.
- Montanari U. A note on minimal length polygonal approximations to digital contour // CACM. 1970. — V. 13. — P. 41−47.
- Naccache N.J., Shinghal R. SPTA: A Proposed Algorithm for Thinnig Binary Patterns// IEEE Trans. On Syst., Man. and Cybern. 1984. — V. SMC-14, № 3.-P. 409−418.
- Nelson Radal C. Findin line segments by stick growing // IEE Trans. Pattern Anal, and Mach. Intell. 1994. -16, № 5. — P. 519−523.
- Pei Soo-Cheng, Horng Ji Hwei. Corner point detection using nest moving averase // Pattern Recogn. — 1994. -27, № 12. -C. 1533−1537.
- Rosenfeld A. Connectivitty in digital pictures / / J.Assoc. Computing Machinery. -Vol. 17, № 1.- 1970.
- Rosenfeld A., Kak A.C. Digital Picture Processing. Second Edition. — New York: Academic Press, 1982. — V. 1. — 454 p. V. 2. — 386 p.
- Sidi Ropoulos W.D., Baras John S., Berenstein Carlos A. Optimal filtering of digital binary images corrupted by union // IEEE Trans. Image Process 1994. — 3, № 4. -P. 382−403.
- Smith Stephen M. Flexible filter neighbourhood designation // Proc. 13-th IAPR Int. Conf. Pattern Recogn. Vienna, Aug. 25−29, 1996. — Vol. 1. Track A. Computer Vision. — Los Alamitos (Calif.) etc., 1996. — P. 206−212.
- Stiefel E. Phase methods for polynomial approximation // Approximation of Functions Elseiver Publ. Co. 1965.
- Teranishe Masahiko et al. Subjective contours are useful for extracting contours with very weak contrasts / Teranishe Masahiko, Ohnishi Noborn, Sugie Noborn //
- Proc. Int. Jt. Cons. Neural Networks. Nogoya, Oct. 25−29, 1993. — Vol. 1. IJCNN'93 Nagoya. — Nagoya, 1993. — P. 139−142.
- Ullman J.R. Pattern recognition techniques. Butterworths, London, 1972.
- Under S.H. Pattern Detection and Recognition//Proc. IRE. Oct. — 1959. -P. 1737−1752.
- Zahn С.Т. A Formal Description for Two-dimensional Pattens // Proc. Int. Joint Conf. On Art. Int. P. 621−628. Walker D.E., Norton L.M., eds. — May, 1969.
- Zhang T.Y. and Suen C.Y. A Fast P arallel Algorithm for Thinning Digital Patterns // Comm. ACM. -1984. V. 27. — P. 236−239.
- Син JI.И., Филькин Г. В. Об одном методе дискретизации непрерывного контура: Инф. листок. Ростов-на-Дону: Ростовский ЦНТИ, 1990. — № 504−90— 4 с. (Автор — 50%).
- Филькин Г. В., Син Л.И. Об аппроксимации дискретного контура при автоматическом раскрое материалов: Инф. листок. Ростов-на-Дону: Ростовский ЦНТИ, 1990. — № 540−90, — 4 с. (Автор — 50%).
- Филькин Г. В. и др. Автоматизация раскроя материалов на станках с ЧПУ: Инф. листок / Г. В. Филькин, Л. И. Син, Н. Б. Клименко. Ростов-на-Дону: Ростовский ЦНТИ, 1990. — № 301−91.- 4 с. (Автор — 33%).
- Син Л.И., Филькин Г. В. Некоторые алгоритмы обработки дискретных рисунков: Сб. научн. тр. Шахты: ШТИБО, 1994. — Вып.6. — С. 68−70. (Автор -50%).
- Филькин Г. В, Син Л. И. Аппроксимация дискретного контура и автоматическое создание программы на языке станков с ЧПУ // Сб. научн. тр. Шахты: ШТИБО, 1994, — Вып.6. — С. 71−73. (Автор — 50%).
- Син JI.И. Математическое обоснование алгоритмов обработки бинарных изображений // Радиотехника, оборудование и технологии сервиса: Сб. научн. тр. Шахты: ДГАС, 1997. — Вып. 26, 4.1. — С. 23−28.
- Син Л. И. Математические и алгоритмические методы обработки рисунков // Известия вузов. Естественные науки. Северо-Кавказский регион. 1997. — № 3. -С.15−17.
- Син Л. И. Математическая модель лазерной резки по контуру // Радиотехника, оборудование и технологии сервиса: Сб. научн. тр. Шахты: ДГАС, 1998-Вып. 26, ч.2.-С. 38−50.
- Син Л. И. Обработка бинарных рисунков в системах лазерной резки плоских материалов // Академические вести / Научно-метод. бюллетень ГАСБУ. 1998. -Вып. 52(121).-С. 3.
- Син Л. И. Математическая модель реза лазерного луча // Математика в индустрии: Труды междунар. конф. Таганрог: ТГПИ, 1998 — С.282−283.
- Син Л. И. Математические методы обработки дискретных контурных рисунков / ДГАС. Шахты, 1999. — 23 с. — Деп. в ВИНИТИ 1999, № 807-В99.
- Син Л. И. Восстановление бинарного изображения при автоматизированном раскрое плоских материалов // Известия вузов. Электромеханика 2000. — № 1. — С.102−104.
- Син Л. И. Аппроксимация дискретного контура в автоматизированных системах лазерной резки // Новые материалы и технологии на рубеже веков: Сб. материалов междунар. научн.-техн. конф. Пенза, 2000. — Ч. II. — С. 190 -192.
- Син Л. И. Геометрия следа лазерного луча при резке плоских материалов // Обозрение прикладной и промышленной математики М.: ТВП, 2000. — Т. 7, Вып. 2.-С. 415 -416.
- Син Л. И. Методы и алгоритмы обработки бинарных рисунков в автоматизированных системах лазерной резки // Управление в технических, социально-экономических и медико-биологических системах: Межвузовский сб. -Новочеркасск, 2001. С. 32 -34.