Метод сравнения с эталоном

Идентификация объектов в СТЗ чаще всего производится методами сравнения с эталоном. При этом, как правило, СТЗ решают одну из двух задач. Первая задача заключается в получении изображения одного объекта и сравнении со всеми эталонами заданного класса. По совпадению выбирается наилучший эталон и осуществляется идентификация объекта, а затем при необходимости находятся параметры его положения и ориентации [20].

Вторая задача заключается в получении изображения нескольких объектов и поочередном их сравнении с эталоном того объекта, который необходимо выделить. После этого вычисляются его положение и ориентация в рабочей зоне робота.

Метод состоит в установлении совпадения двух точечных изображений. Если совпадение имеет место, считается, что предмет опознан. Преимущество метода наложения эталона заключается в независимости от конкретного вида и сложности объекта. В случае двумерных систем распознать ключ не сложнее, чем круг или любую другую фигуру. С другой стороны, этот метод распознавания может отнять много времени при использовании вычислительной машины. Покажем возникающие затруднения на примере. На рисунке изображены контуры, соответствующие кубу и пирамиде. Пусть ставится задача методом совпадения изображений определить, содержит ли эта фигура где-нибудь квадрат. Изготовим эталон из ряда черных клеток, образующих квадрат, окруженный снаружи и внутри белыми клетками. Наложим его на фигуру и будем перемещать до установления совпадения. Могут возникнуть затруднения по многим причинам:

- эталон должен иметь правильный размер, иначе необходимо изготовить множество эталонов, отличающихся друг от друга лишь масштабным увеличением;

- неизвестно, в каком месте фигуры находится предполагаемый квадрат. Поэтому поиск необходимо проводить двояко - по сдвигу и вращению;

- сказывается пространственное квантование. Даже при правильном наложении эталона совпадение не идеальное, а лучшее из возможных. По этим причинам метод сравнения с эталоном для роботов представляет интерес лишь при наличии информации, позволяющей заранее вычислить размер эталона и привести число сравнений к реально осуществимому.

Метод сравнения с эталоном оказывается интересным в отдельных случаях. Благодаря тому, что способы изготовления оптических корреляторов (и даже электронных корреляторов, например диссектора изображений) известны, до сих пор этот метод применялся в оптических устройствах, которые на роботах не устанавливались. Однако при этом всегда заранее известны размеры используемых эталонов, а предметы расположены и ориентированы надлежащим образом. Речь идет лишь о том, чтобы опознать объект из заданного множества объектов. Робот должен решать более сложные задачи. Полное совпадение объекта с эталоном в пространстве выбранных признаков, как правило, не достигается, поэтому задается допустимое различие между эталоном и изображением, в пределах этого различия и проверяется их совпадение.

Брагин и Войлов [17] дают такую трактовку этого метода. Если обозначить исходное изображение объекта F(i, j), эталон Е (j, i), а вычисленное различие T, то процедуру сравнения можно формально записать как

; (2.1)

. (2.2)

Здесь индексы i и j характеризуют положение элементов в дискретном цифровом изображении.

Совпадение эталона с объектом проверяется по правилу

≥T, (2.3)

где D - заданное пороговое различие.

Если условие не выполняется, то необходимо заменить эталон или перейти к другому изображению.

Покажем особенности метода сравнения с эталонами при использовании некоторых систем признаков. Если в качестве признаков выбраны площадь и периметр изображения, размеры вписанных и описанных фигур, момент инерции и подобные геометрические свойства, то следует учесть масштабирование и на этапе предварительной обработки нормировать изображения по какому-либо параметру. Например, площадь описанного прямоугольника или окружности нормируется квадратом периметра изображения, а периметр - значением корня квадратного из площади изображения [21].

Перейти на страницу: 1 2

Другое по теме:

Технология озвучивания и монтаж звукового ряда рекламного ролика в условиях формата изображения 35 мм (традиционный вариант) с применением персонального компьютера (программа Nuendo)
Данная работа рассматривает особенности озвучивания и монтаж звукового ряда в условиях формата изображения 35 мм (традиционный вариант) с применением персонального компьютера (программа Nuendo). Нельзя не отметить, что в на ...

Контроль качества конденсаторов переменной ёмкости
Функциональная электроника - это новое перспективное направление в современной электронной базе РЭС. Устройства функциональной электроники основаны на использовании динамических неоднородностей и физических принципов интеграци ...

©  www.techvarious.ru - 2019