Применение обработки видеоизображений для автоматизации учета круглого лесоматериала на предприятиях деревообрабатывающей промышленности
Диссертация
Задаче определения геометрических параметров твердых тел с использованием систем технического зрения уделялось много внимания такими исследователями, как Левин, Кайзер, Потмесил, Чэн и Ме-диони, Агарвал, Диматео, Торлегард, Ге и другими. Однако их реализация в указанных выше условиях промышленного производства не позволяет получить удовлетворительных результатов, либо затраты на их реализацию… Читать ещё >
Содержание
- 1. Бесконтактные измерения геометрических размеров круглого лесоматериала
- 1. 1. Особенности бесконтактных измерителей геометрических размеров круглого лесоматериала
- 1. 2. Вычисление геометрических размеров объекта контроля на основе обработки видеоинформации
- 1. 3. Структура системы измерения объема круглого лесоматериала на основе обработки видеоизображений
- 1. 4. Выводы
- 2. Разработка и оптимизация алгоритма многокритериальной нечеткой фильтрации видеоизображения
- 2. 1. Анализ методов фильтрации шумов на изображении
- 2. 2. Проектирование структуры комбинированного многокритериального нечеткого фильтра
- 2. 3. Разработка алгоритма определения принадлежности пикселей потенциальной границе
- 2. 4. Оценка качества фильтрации видеоизображений комбинированным нечетким фильтром
- 2. 5. Выводы
- 3. Локализация контура объекта алгоритмом нечеткого маркерного водораздела
- 3. 1. Особенности методов выделения контуров объекта
- 3. 2. Модификация метода сегментации маркерным водоразделом с применением нечеткой решающей процедуры
- 3. 3. Разработка алгоритма фильтрации ошибочных контуров с использованием априорной информации о форме объекта
- 3. 4. Выводы
- 4. Разработка алгоритма расчета объема объекта по геометрическим параметрам
- 4. 1. Использование вариаций количества ракурсов видеосъемки для определения объема тела вращения
- 4. 2. Расчет объема при аппроксимации объекта цилиндрами с постоянным и переменным радиусом
- 4. 3. Оценка точности измерений объема
- 4. 4. Выводы
- 5. Реализация системы расчета объема твердых тел в реальном масштабе времени
- 5. 1. Основные характеристики системы измерения объема
- 5. 2. Методика проведения и результаты эксперимента
- 5. 3. Программно-аппаратная реализация системы
- 5. 4. Выводы
Список литературы
- B.F. Alexander and К.С. Ng. 3D Shape Measurement by Active Triangulation Using an Array of Coded Light Stripes. In Proc. SPIE: Optics, Illumination and Image Sensing for Machine Vision II, vol. 850, pp. 199−209, 1987.
- R.R.Martin. Methodology of Wound Volume Estimation from Scanner Data. 1996.
- Ge Y. Noncontact 3D Biological Shape Measurement from Multiple Views, PhD thesis, 1994.
- A.K.I. Torlegard. Body Measuring System with Analitical Stereophoto-grammetry through Mirrors. In Symp. on Close-Range Photogrammet-ric Systems, pp. 236−244, Champaign, Illinois, 1975.
- R.L. Keizer. A Structured Light System and its Use for Noncontact 3D Measurement of the Human Body Surface. PhD thesis, Rutgers The University of New Jersey, 1991.
- M. W. Vannier, T. Pilgram, G. Bhatia, B. Brunsden, and P. Commean. Facial Surface Scanner. IEEE Computers and Applications, 72 80 pp., November 1991.
- J.L. Posdamer and M.D. Altschuler. Surface Measurement by Space-encoded Projected Beam System. Computer Graphics and Image Processing, 18:1−17, 1982.
- B.F. Alexander. High Accuracy Non-Contact Three Dimensional Shape Measurement. PhD thesis, Monash University, Australia, 1989.
- P. L. Dimatteo, J. A. Ross, and H. K. Stern. Arrangement for Sensing the Geometric Characterisitcs of an Object. United States Patent, November 1979.
- M. Potmesil. Generating Three-Dimensional Surface Models of Solid Objects from Multiple Projections. PhD thesis, Rensselaer Polytechnic Institute, 1982.
- B.C. Vemuri and J. K. Aggarwal. 3-D Model Construction from Multiple Views and Intensity Data. In Proceedings of CVPR'86, 435 437 pp., Miami Beach, Florida, June 1986.
- M. Oshima and Y. Shirai. Object Recognition Using Three-Dimensional Information. IEEE Trans, on Pattern Analysis and Mach. Intell., 5(4):353−361, 1983.
- Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. М.: Наука, 1967 г., 416 с.
- Хуанг Т., Шрейбер В., Третьяк О. Обработка изображений. В кн. Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин. // Под. ред. Г. Эндрюса и J1. Инло. Москва, 1973.
- Садыков С.С. Цифровая обработка и анализ изображений. Ташкент: НПО «Кибернетика» АН РУз, — 1994. 193 с.
- Горелик A.A., Гуревич И. Б., Скрипкин В. А. Современное состояние проблемы распознавания. Некоторые аспекты. М.: Радио и связь, 1985. 158 с.
- Распознавание образов. Обзор, Г. Надь, ТИИЭР, т.56, № 5, 1968.
- Себестиан. Процессы принятия решений при распознавании образов. Киев.: Техника, 1965.
- Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений. В кн.: Математика сегодня. М.: Знание, 1974, с. 5−49.
- Беллман Р., Заде Л. А. Принятие решений в расплывчатых условиях. В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. -М.: Мир, 1976, с. 172−215.
- Борисов А.И., Кокле Э. А. Распознавание размытых образов по признакам. Кибернетика и диагностика, Рига, 1970, № 4, с. 135 147.
- Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения: Пер. с англ./ Под ред. Р. Р. Ягера. М.: Радио и связь, 1986.-408 с.
- Васин В.В., Власов О. В., Дудник П. И. и др. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения), М., «Советское радио», 1970, стр. 680.
- Бенжамин Р. Анализ радио- и гидролокационных сигналов. Пер. с англ. — М.: Воениздат, 1969. — 255 с.
- Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. М.: Машиностроение, 1981. — 240 с.
- Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983. — 312 с.
- Interavia Air Letter, 1958, № 3978, 3989.
- Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 2. Акустические методы контроля: Практ. пособие/ И. Н. Ермолов, Н. П. Алешин, А. И. Потапов- Под. ред. В. В. Сухорукова. -М.:Высш. шк., 1991. -283 с.
- Мольков Н.П., Усачёв М. В. Применение ЭВМ при идентификации сложных сигналов: XXVI Гагаринские чтения // Материалы международной молодежной науч.-техн. конф. Москва, 2000. — 532 с.
- Ланге Ю.В. Акустические низкочастотные методы неразрушающе-го контроля многослойных конструкций.- М.: Машиностроение, 1991.
- Физическая акустика. В 4 т. Под ред. У. Мэзона. Т.1. Методы и приборы ультразвуковых исследований.- М.: Мир, 1966. 592 с.
- М.А.Гладштейн, М. А. Шаров. Акустический датчик для охранной сигнализации//Датчики и системы. 2001. № 12. стр. 20−22.
- Васильев В.Н., Гуров И. П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам СПб.: БХВ -Санкт-Петербург, 1998. — 240 с.
- Толкова Е.И. Интерференционные методы построения тройной корреляционной функции удаленного объекта в одной экспозиции // Оптика атмосферы и океана. № 4, том 8, 1995 год, стр. 602
- Korolenko P.V., Embaukhov S.V. Laser interferometr with a multibeam cavity. // SPIE Proceedings, V.3574, p.791−797, 1999
- Долгих Г. И. Исследование волновых полей океана и литосферы лазерно-интерференционными методами. Владивосток: Дальнау-ка, 2000.
- Коста Дж., Манджини С., Оттонелло П., Пьяно Е. Измерения теплового расширения при помощи спекл-интерферометра // Приборы для научных исследований. № 1, 1987, стр. 81−85.
- В. К. P. Horn. Robot Vision. The MIT Press, 1986.
- M. Rioux. Laser Range Finder based on Synchronized Scanners. Applied Optics, 23(21):3837−3844, 1984.
- L.A. Gerhardt and W.I. Kwak. An Improved Adaptive Stereo Ranging Method for Three-Dimensional Measurements. In Proceedings of CVPR'86, pp. 21−26, Miami Beach, Florida, 1986.
- P.J. Besl. Active optical Range Imaging. In J.L.G.Savz, editor, Advances in Machine Vision, pp. 1−63, Springer-Verlag, 1989.
- I. Reid and M. Brady. Model-based Recognition and Range Imaging for a Guided Vehicle. Image and Vision Computing, 10 (3): 197−207, 1992.
- Y. Shirai and M. Suwa. Recognition of Polyhedrons with a Range Finder. In Second International Joint Conference on Artificial Intelligence, pp. 80−87, Imperial College, London, 1971.
- P. R. M. Jones, G. M. West, D.H. Harris, and J. B. Read. The Loughborough Anthropometric Shadow Scanner (LASS). Endeavour, New Series, 13(4): 162 168, 1989.
- P. Saint-Mark, J. L. Jezouin, and G. Medioni. A Versatile PC-Based Ranging Finding System. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 7(2): 250−256, April, 1991
- E.L. Hall, J.K.B. Tio, C.A. McPherson and F.A. Sadjadi. Measuring Curved Surfaces for Robot Vision. Computer, pp. 42−54, 1982.
- A. Blake, D. McCowen, H.R. Lo and P.J. Lindsey. Trinocular Active Range-Sensing. IEEE Trans, on Pattern Analysis and Mach. Intell., 15(5):477−483, 1993.
- G. Loopuyt and M.BIaustein. A New Equipment for Photogrammetric Acquisition of Facial Data. In PROC. Biostereometrics'85, vol. 602, pp. 31−39, 1985.
- F. P. Ferrie and M. D. Levine. Integrating Information from Multiple Views. In Proceedings of IEEE Workshop on Computer Vision, 117 -122 pp., Miami Beach, Florida, November, 1987.
- Y. Chen and G. Medioni. Object Modelling by Registration of Multiple Range Images. Image and Vision Computing, 10(3): 145 155, April 1992.
- B. Bhanu. Representation and Shape Matching of 3D Objects. IEEE Transactions of Pattern Analysis and Machine Intelligence, 6(3): 340 -351, May 1984.
- C. H. Chen, Y. B. Sim, and J. K. Aggarwal. Generation of Volume/Surface Octree from Range Data. In Proceedings of CVPR'88, 254 260 pp., Ann Arbor, Michigan, June, 1988.
- N. Ahuja and J. Veenstra. Generating Octrees from Object Silhouettes in Orthographic Views. IEEE Transactions of Pattern Analysis and Machine Intelligence, 11(2): 137−149, February 1989.
- T. D. Pham, H. Yan. Color image segmentation using fuzzy integral and mountain clustering. Fuzzy Sets and Systems 107, 121 -130 pp., 1999.
- С. Т. Lin, I. F. Chung, L. K. Martin Sheu. A neural fuzzy system for image motion estimation. Fuzzy Sets and Systems 114, 281 304 pp., 2000.
- Обработка изображений и цифровая фильтрация. Под редакцией Т. Хуанга, М., «Мир», 1979.
- Fundamentals of Image Processing. Ian Т. Young, Jan J. Gerbrands, Lucas J. van Vliet. Delft University of Technology. 1998
- T.S. Huang, G.J. Yang, and G.Y. Tang, A Fast Two-Dimensional Median Filtering Algorithm. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1979. ASSP-27: p. 13−18.
- F. Zahedi, R. Thomas, A Maximum Homogeneity Based Median Filter. http://www.researchindex.com
- H. Shi, P. Gader, and W. Chen, Fuzzy Integral Filters: Properties and Parallel Implementation. Real Time Imaging, 4(2): 233−241, April 1998.
- M. Grabish. Fuzzy integrals as a generalized class of order filters. In Proceedings of European Symposium of Satellite Remote Sensing, Rome, Italy, 1994.
- Мольков Н.П., Усачёв M.B. Использование нечеткого анализа при фильтрации изображений: Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций // Материалы 10-й Международной науч.-техн. конф. Рязань, 2001. — 264 с.
- P. Bauer, U. Bodenhofer, Е.Р. Klement. A Fuzzy Algorithm for Pixel Classification based on the Discrepancy Norm. Proc. FUZZ-IEEE'96, Vol. Ill, pp. 2007−2012, New Orleans, September 1996.
- P. Bauer, U. Bodenhofer, E.P. Klement. A Fuzzy Method for Image Pixel Classification and its Application to Print Inspection. Proc. IPMU'96 Vol. Ill, pp. 1301−1305, Granada, July 1996.
- U. Bodenhofer, E.P. Klement. Pixel Classification: A Fuzzy-Genetic Approach. Proc. IFSA'97, Vol. IV, pp. 38−43, Prague, June 1997.
- U. Bodenhofer. Genetic Algorithms: Theory and Applications. Lecture Notes, Johannes Kepler University Linz, February 2000.
- M. Fleck. Practical Edge Finding with a Robust Estimator. http://www.researchindex.com
- Мольков Н.П., Усачёв M.B. Использование нечеткого анализа для повышения информативности полутоновых изображений: Методы и устройства передачи и обработки информации // Межвузовский сборник научных трудов. С.-Петербург, 2001. — 208 с.
- R. L. Rao, L. Prasad, «Segmentation by Multiresolution Histogram Decomposition». http://www.researchindex.com
- Zack, G. W., W. E. Rogers, and S. A. Latt, Automatic Measurement of Sister Chromatid Exchange Frequency. 1977. 25(7): p. 741−753.
- Ridler, T.W. and S. Calvard, Picture thresholding using an iterative selection method. IEEE Trans, on Systems, Man, and Cybernetics, 1978. SMC-8(8): p. 630−632.
- S. Wang and R. M. Haralick, Automatic multithreshold Selection, Comput. Vision Graphics Image Process. 25, 1984, 46−67.
- N. Papamarkos and B. Gatos, A new approach for multithreshold selection, CVGIP: Graph. Models Image Process. 56, 1994, 357−370.
- M. J. Carlotto, Histogram analysis using scale-space approach, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 9(1), 1987, 121−129.
- N. Otsu, A threshold selection method from gray-level histograms, IEEE Trans. Systems Man Cybernet. 9(1), 1979, 62−69.
- А. P. Witkin, «Scale space filtering: a new approach to multy-scale description» Image understanding, S. Ullman and W. Richards, Eds., pp. 79−95, Ablex Publishing, N. J., 1984.
- Chow, C.K. and T. Kaneko, Automatic boundary detection of the left ventricle from cineangiograms. Computers and Biomedical Research, 1972. 5: p. 388−410.
- Mamdani, E.H. and S. Assilian, «An experiment in linguistic synthesis with a fuzzy logic controller,» International Journal of Man-Machine Studies, Vol. 7, No. 1, pp. 1−13, 1975.
- Sugeno M., Industrial applications of fuzzy control, Elsevier Science Pub. Co., 1985.
- Fuzzy Logic Toolbox User’s Guide, http://www.mathworks.com
- Усачёв M.B., Мольков Н. П. К вопросу выбора вида функции принадлежности при идентификации объектов на основе нечеткого анализа: XXVII Гагаринские чтения // Материалы международной молодежной науч.-техн. конф. Москва, 2001. — Том 4, 142 с.
- Image Processing Toolbox User’s Guide, http://www.mathworks.com
- Baraldi A., Blonda P. Image segmentation through contextual clustering. http://www.researchindex.com
- A.P.Dempster, N.M.Laird and D.B.Rubin, «Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm», J. Royal Statist. Soc. Ser. B, vol. 39, pp. 1−38, 1977.
- T.N.Pappas, «An adaptive clustering algorithm for image segmentation», IEEE Trans. On Signal Processing. Vol. 40, no. 4, pp.901−914,1992.
- Маврин Г. Н., Сафонов И. В. Алгоритм маркерного водораздела для сегментации зерен металлов/ DSPA2000, СПб, 2000.
- Soille P. and Vincent L., «Determining watersheds in digital pictures via flooding simulations», Proceeding SPIE, Vol. 1360, Visual Communications and Image Processing '90, Oct. 1990.
- Садыков С.С., Кан В.Н., Самандаров И. Р. Методы выделения структурных признаков изображений. Ташкент: Фан, 1990. 104 с.
- Beucher S. The watershed transformation applied to image segmentation. http://www.researchindex.com
- Ziou D., Tabbone S. Edge Detection Techniques An Overview. http://www.researchindex.com
- J.M.S.Prewitt. Object Enhancement and Extraction. In Picture Processing and Psychopictorics, B.S.Lipkin and al., Eds. Academic Press, New York, 1970.
- E.P.Lyvres and O.R.Mitchell. Precision Edge Contrast and Orientation Estimation. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 10(6):927−937, 1988.
- D.Marr and E.C.Hildreth. Theory of Edge Detection. Proceedings of the Royal Society of London B207, pp. 187−217, 1980.
- J.F.Canny. Finding Edges and Lines in Images. Technical report no. 720, Massachusetts Institute of Technology, 1983.
- J.F.Canny. A Computational Approach to Edge Detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8(6):679−698, 1986.
- Vincent L., Soille P., «Watersheds in Digital Spaces: An Efficient Algorithm Based on Immersion Simulations,» IEEE Transactions of Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 13, no. 6, June 1991, pp. 583 598.
- Усачёв M.B., Мольков Н. П. Использование нечеткого анализа при сегментации яркостных изображений: XXVIII Гагаринские чтения // Материалы международной молодежной науч.-техн. конф. Москва, 2002. — Том 6, 121 с.
- Фурман Я.А. Основы теории обработки контуров изображений: Учебное пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. -255 с.
- L.G.Brown. A Survey of Image Registration Techniques. 1992.
- L.Quan R. Mohr, F.Veillon. Relative 3d reconstruction using multiple uncalibrated images. In Proc. of the IEEE CVPR, pp. 543−548, 1993.
- E. Grossmann, J. Santos-Victor. The precision of 3D Reconstruction from Uncalibrated Views. In British Machine Vision Conference, Southampton 1998.
- E. Grossmann, J. Santos-Victor. Uncertainty analysis of 3D reconstruction from uncalibrated views. Image and Vision Computing 18 (2000) 685−696.
- C. Dorai, G. Wang, A. K. Jain, and C. Mercer. From Images to Models: Automatic 3D Object Model Construction From Multiple Views. Technical report, Department of Computer Science, Michigan State University, East Lansing, January, 1996.
- R.Pito. Automated Surface Acquisition Using Range Cameras, Dissertation Thesis, 1996.
- J.E.Banta, Y. Zhen, X.Z.Wang, G. Zhang, M.T.Smith and M.A.Abidi. A «best-next-view» algorithm for 3D scene reconstruction using range cameras. In Intel. Robotics and Сотр. Vision XIV session of Intel. Sys. And Advanced Manufacturing Symp. SPIE, 1995.
- Гайдышев И. Анализ и обработка данных: специальный справочник СПб: Питер, 2001. — 752 с.
- Грузман И.С., Спектор А. А., Киричук B.C., Косых В. П., Перетягин Г. И. Цифровая обработка изображений в информационных системах: Учебное пособие.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. -168.
- Шикин А.В., Боресков А. В. Компьютерная графика. Полигональные модели. М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 2000. — 464 с.
- Корриган Дж. Компьютерная графика: Секреты и решения: Пер. с англ. М.: Энтроп, 1995. — 352 с.
- Ю.В.Новиков, О. А. Калашников, С. Э. Гуляев. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю. В. Новикова. Практ. Пособие М.:ЭКОМ., 1998−224 е.: ил.
- Universal Serial Bus Specification, (http://www.usb.org) Revision 2.0, April 27, 2000−621 pp.
- IA-32 Intel ® Architecture Software Developer’s Manual Volume 3: System Programming Guide. http://developer.intel.com/design/processors/), 2001 696 pp.
- Зубков C.B. Assembler для DOS, Windows и UNIX. 2-е изд., испр. и доп. — M.: ДМК, 2000. — 608 е.: ил. (Серия «Для программистов»).
- Мольков Н.П., Усачёв М. В., Полулях Г. Л. Использование априорной информации при вычислении геометрических параметров тел вращения: Методы и устройства передачи и обработки информации // Межвузовский сборник научных трудов. С.-Петербург, 2003.
- Мольков Н.П., Усачёв М. В., Полулях Г. Л. Реализация системы вычисления объема тел вращения в реальном масштабе времени: Методы и устройства передачи и обработки информации // Межвузовский сборник научных трудов. С.-Петербург, 2003.