Разработка методов коррекции пространственных искажений изображений в робототехнических комплексах

• Автор: Соловьев, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Содержание
Введение.
1. Теоретические обоснования методов коррекции пространственных искажений изображений

1.1. Классификация искажений изображений и методов их устранения .

1.2. Методы посзроения системы признаков, инвариантных

к пространственным искажениям изображений объектов

1.3. Методы коррекции пространственных искажений изображений, описываемых групповыми преобразованиями
2. Методы коррекции пространственных искажений, описываемых групповым преобразованием

2.1. Коррекция искажений, описываемых полной аффинной группой

2.2. Коррекция искажений при наличии реперных точек.

2.3 Коррекция нелинейных искажений путем аффинной или проекгивной

аппроксимации.
2.4. Методы построения системы инвариантов для групп вращения плоскости
3. Методы предварительной обработки изображений.
3.1. Улучшение качества изображений.
3.2. Бинаризация изображений.
3.3. Сегментация изображений
Выводы
4. Компьютерная реализация методов коррекции и распознавания
изображений .
4.1. Особенности компьютерной реализации алгоритмов коррекции и распознавания изображений
4.2. Распознавание объектов по спектральным аэрофотоснимкам
4.3 Восстановление карты местноеги для выбора маршрутов мобильного
Выводы
Основные результаты диссертационной работы.
Список использованных источников


Кроме этого алгоритмы системы распознавания робототехнического комплекса должны обладать высоким быстродействием (0. Таким образом, на этапе распознавания фактически производится сравнение изображения распознаваемого объекта с эталоном по некоторому набору признаков. К сожалению, в подавляющем большинстве случаев два изображения одного и того же объекта существенно отличаются друг от друга. Это отличие вызывается, во-первых, техническими погрешностями аппаратуры, во-вторых, изменением освещенности, в-третьих, изменением взаимного положения объекта и устройства получения изображения. Именно последняя причина, определяющая пространственные искажения изображения, вызывает основные трудности при создании систем технического зрения для робототехнических комплексов и, следовательно, одной из актуальных задач является поиск методов компенсации (восстановления) изображения при различных пространственных искажениях или набора признаков, инвариантных к данным искажениям. Основной целью диссертационной работы является анализ существующих и разработка новых методов и средств коррекции пространственных искажений сложных полутоновых изображений, обусловленных изменением взаимного положения устройства получения изображения и плоских объектов, с целью их распознавания и определения геометрических параметров в робототехнических комплексах. Проведение анализа искажений сложных многоградационных изображений плоских объектов, способов их математического описания, существующих методов и средств их устранения, используемых в сенсорных системах робототехнических комплексов. Разработка новых методов коррекции пространственных искажений, обусловленных изменением взаимного положения устройства получения изображения и объектов распознаваемой сцены. Разработка алгоритмов и программного обеспечения для проведения компьютерного моделирования и экспериментальных исследований методов коррекции пространственных искажений и предварительной обработки растровых монохромных изображений с целью выявления последовательностей операций, наиболее эффективных с точки зрения улучшения распознаваемости объектов и определения их геометрических характеристик, для робототехнических комплексов. Практическое применение некоторых решений поставленных задач демонстрируется на примере программного обеспечения специализированной информационно-измерительной системы летающей лаборатории [7] и построения кусочно-плоскостной объемной модели поверхности с последующим анализом возможности достижения мобильным роботом заданной точки поверхности []. Теоретические обоснования методов коррекции пространственных искажений изображений. Классификация искажений изображений и методов их устранения. Задача распознавания объектов, составляющих некоторую сцену, может быть сформулирована следующим образом. Имеется некоторая совокупность объектов различных форм, произвольным образом расположенных в пространстве. Известна также начальная форма (эталонная форма) каждого из возможных объектов в сцене. Требуется по изображению сцены распознать все объекты и определить их параметры положения в пространстве (в более общем случае - параметры преобразований, которым подверглись объекты относительно их эталонов). Впервые такая постановка задачи распознавания с точки зрения робототехники появилась в работе г []. Попытаться найти признаки инвариантные к имеющимся пространственным искажениям изображения и по этим признакам производить сравнение распознаваемого объекта с эталонными. Попытаться нормализовать изображение, устранив все имеющиеся пространственные искажения, и свести задачу распознавания объекта к последовательному сравнению изображения распознаваемого объекта в заданном положении с изображениями эталонов, например, с помощью метода “масок”. Комбинация 1-го и 2-го подхода, при котором устраняется часть пространственных искажений, а затем находятся более простые признаки, инвариантные к оставшимся пространственным искажениям. Хорошо известный метод «плавающих масок» [] и его модификации [] может применяться для окончательного сравнения с эталонами при использовании 1-го и 3-го подхода.