Разработка методов и алгоритмов векторизации растровых изображений в САПР

• Автор: Москаленко, Станислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВ А I. ОБЗОР МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ВЕКТОРИЗАЦИИ РАСТРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.

1.1 Этапы преобразования изображений из растровой формы в

векторную

1.2 Основные определения. Виды изображений

1.3 Сегментация изображений.

1.4 Обзор существующих методов первичной векторизации

1.4.1 Методы выделения осевых линий, основанные на

преобразовании Хафа

1.4.2 Методы выделения осевых линий, основанные на

сопоставлении контуров.
1.4.3 Методы выделения осевых линий, основанные на
графах объектных штрихов растра
1.4.4 Методы выделения осевых линий, основанные на
разбиении растра регулярной сеткой.
1.4.5 Методы выделения осевых линий, основанные на
разреженном просмотре растра.
1.4.6 Методы определения осевых линий, основанные на утоньшении линий методы скелетизации
1.4.7 Линейная аппроксимация
1.5 Постобработка результатов первичной векторизации.
1.6 Выводы.
ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ МОДЕЛЕЙ ОПИСАНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
2.1 Векторная модель, описывающая топологию объектов
изображений графических документов
2.2 Технология сопоставления графов для задач распознавания
графических образов.
2.3 Оптимизирующие критерии для процесса идентификации изоморфизма графов
2.4 Функция вычисления степени соответствия 1рафов
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПЕРВИЧНОЙ ВЕКТОРИЗАЦИИ
3.1 Алгоритм первичной векторизации линейных графических
объектов.
3.2 Алгоритм первичной векторизации площадных графических
объектов.
3.3 Алгоритм вычисления пороговых значений
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
4.1 Функциональноструктурные модели системы
4.2 Описание программной реализации модуля ТрейсИкс.
4.2.1 Модульность системы за счет технологии ааапплетов
4.2.2 Обзор общей логической схемы работы программы
4.2.3 Оценка производительности алгоритма вычисления
пороговых значений.
4.3 Оценка эффективности разработанных методов и алгоритмов.
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цель диссертационной работы состоит в разработке новых эффективных методов и алгоритмов векторизации графических документов в САГП5. Рассмотрены различные классы сложных графических документов с целью выявления основных особенностей их цифровой обработки, проведен анализ существующих методов обработки и векторизации растровых изображений. Разработаны новые модели описания растровых изображений графических документов и методы их построения. Разработана группа эффективных алгоритмов векторизации растровых изображений на основе предложенных моделей описания. Разработан алгоритм, интеграция которого в процесс векторизации автоматизирует работу данного процесса. Разработан метод сферических волн, использование которого в процедурах векторизации изображений повышает точность получаемого результата. Реализована программная версия предложенных алгоритмов, методов, и моделей, проведена оценка их эффективности. Научная новизна. Разработаны векторные модели описания графических документов, где каждая модель задается графами с определенным атрибутивным составом. Предложены алгоритмы построения этих моделей, имеющие в среднем линейную трудоемкость относительно площади растра, что является показателем эффективности. Разработаны эффективные алгоритмы векторизации графических документов, получающие предложенные модели описания растра. Разработан и исследован метод сферических волн, использование которого в процедурах процесса векторизации повышает эффективность вычисления важных топологических характеристик объектов изображения. Разработан алгоритм вычисления пороговых значений для автоматизации работы систем сегментации изображений и векторизации. Для представленных векторных моделей разработана функция, позволяющая оценивать степень их соответствия, что может быть применено в задачах распознавания графических образов. Практическая ценность. Предложенные в работе алгоритмы ориентированы на их практическое применение при разработке подсистем векторизации растровых изображений в САПР. Теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, использованы в НИР №4 «Модернизация программных компонентов системы геоинформационной поддержки на основе использования 3-0 моделирования». СЭДД ИОГВ. Выполнена реализация основных результатов в системе оцифровки проектно-конструкторской документации для ЗАО «Институт телекоммуникаций», Санкт-Петербург. Выполнено внедрение результатов в учебный процесс на кафедре Проектирования компьютерных систем СПбГУ ИТМО, дисциплина «Основы проектирования электронных средств». Эффективные алгоритмы первичной векторизации графических документов, обладающие линейной трудоемкостью вычисления относительно площади растра. Группа векторных моделей описания графических документов и эффективные алгоритмы их построения. Алгоритм вычисления пороговых значений для автоматизации процессов построения векторного представления и сегментации графических объектов на растре. Метод сферических волн, использование которого в процедурах векторизации изображений повышает точность получаемого результата. Оценочная функция, позволяющая определять- степень подобия графов разработанных векторных моделей. Реализация разработанных методов и алгоритмов, а таюке моделей описания растра в виде программного модуля. Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» (Йошкар-Ола, ). ИТМО (Санкт-Петербург, ). Санкт-Петербург, ). ИТМО (Санкт-Петербург, ). VI Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых (Санкт-Петербург, ). М.М. Русинова (Санкт-Петербург, ). VII Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых (Санкт-Петербург, ). XL научная и учебно-методическая конференция СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург, ). Публикации. Москаленко С. В., Гатчин Ю. А. Алгоритм вычисления пороговых значений для повышения автоматизма систем распознавания графических образов // Научно-технический вестник. СПб: СПбГУ ИТМО, . Вып. С. -. Москаленко С. В., Гатчин Ю. А. Оптимизация алгоритмов идентификации графового изоморфизма // Научно-технический вестник. СПб: СПбГУ ИТМО, . Вып. С. -4.