×
01.04.2020
220.018.1253

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОИСКА ОБЪЕКТОВ НА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении систем технического зрения различного назначения, а также для анализа и синтеза фильтров при обработке цифровых изображений. Техническим результатом является повышение вероятности правильного обнаружения и снижение занятости вычислительного ресурса и ресурса памяти. Способ поиска и распознавания объектов на цифровых изображениях основан на измерении энергетических спектров входного изображения и эталона, адаптивной пространственной фильтрации и пороговой обработке, при котором формируют матрицы из коэффициентов разложения энергетических спектров входного и эталонного изображений в двумерные ряды Фурье по косинусам, по полученным матрицам синтезируют дискретный двумерный фильтр и производят адаптивную пространственную дискретную фильтрацию входного изображения, сравнивают результат фильтрации с порогом, согласно изобретению входное изображение и изображение эталона предварительно обрабатывают детекторным полем, а апертуру фильтра согласуют с размерами эталона. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано при построении систем технического зрения различного назначения, а также для анализа и синтеза фильтров при обработке цифровых изображений.

Известен способ поиска и распознавания объектов на цифровом изображении, основанный на пошаговом совмещении нормализованных изображений распознаваемых объектов, центрированных и вписанных в одинаковых размеров ячейки таблицы распознаваемых объектов, и изображений шаблонов, центрированных и вписанных в аналогичные ячейки таблицы шаблонов (см. патент RU 2234127 С2, 05.06.2002 «Способ компьютерного распознавания объектов»). В данном способе является обязательным наличие процедуры предварительной нормализации (приведение объекта на изображении к стандартному виду - изменение масштаба, поворот в требуемое положение и пр.), центрирования, что ведет к увеличению времени поиска и, соответственно, распознавания. И только потом, построчно снизу вверх или сбоку, поочередно совмещают строки или столбцы таблицы объектов с таблицей шаблонов для окончательного распознавания.

Также известны способы поиска и распознавания объектов на цифровом изображении, основанные на выделении контуров одного цвета на изображении с их последующим представлением в виде коэффициентов преобразования Фурье (см., например, US Patent 6563959 B1, 13.05.2003, «Perceptual similarity image retrieval method») и на выделении замкнутого контура, максимально совпадающего с границами объекта с последующим поочередным наложением шаблонов, хранящихся в памяти компьютера (см. патент RU 2250499 CI, 17.11.2003 «Способ компьютерного распознавания объектов»), где в случае совпадения контуров заранее известных шаблонов с обнаруженными объектами последние фиксируются как распознанные. В первом случае степень схожести двух объектов на разных изображениях определяется по ряду коэффициентов, но этот способ очень чувствителен к качеству входного изображения и затрачивает много времени при его обработке, если изображение объекта представляется на сложном неоднородном фоне. Недостатком второго способа является низкая вероятность правильного обнаружения и распознавания, если изображение границ объекта размыты и имеют малый контраст, т.е. имеет место влияние характеристик фона на характеристики объекта, и таким образом бывает сложно выделить границы только объекта без составляющих фона, кроме того, при повороте распознаваемого объекта относительно идентичного шаблона, может быть принято решение о нераспознавании.

В качестве прототипа выбран способ поиска и распознавания объектов на цифровых изображениях (Патент РФ RU 2458397 С1. Способ поиска и распознавания объектов на цифровых изображениях, заявка №2011111070/08, 23.03.2011), основанный на измерении энергетических спектров входного изображения и эталона, адаптивной пространственной фильтрации и пороговой обработке, при котором составляют матрицы из коэффициентов разложения энергетических спектров входного и эталонного изображений в двумерные ряды Фурье по косинусам, по полученным матрицам синтезируют дискретный двумерный фильтр, производят адаптивную пространственную дискретную фильтрацию входного изображения и сравнивают результат фильтрации с порогом.

Недостатком прототипа является низкая вероятность правильного обнаружения, обусловленная неоднозначностью выбора апертуры фильтра, а также требование значительных вычислительных ресурсов и ресурса памяти при обработке изображений высокого разрешения.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение вероятности правильного обнаружения и снижение занятости вычислительного ресурса и ресурса памяти.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе поиска и распознавания объектов на цифровых изображениях, основанный на измерении энергетических спектров входного изображения и эталона, адаптивной пространственной фильтрации и пороговой обработке, при котором формируют матрицы из коэффициентов разложения энергетических спектров входного и эталонного изображений в двумерные ряды Фурье по косинусам, по полученным матрицам синтезируют дискретный двумерный фильтр и производят адаптивную пространственную дискретную фильтрацию входного изображения, сравнивают результат фильтрации с порогом, согласно изобретению, входное изображение и изображение эталона предварительно обрабатывают детекторным полем, а апертуру фильтра согласуют с размерами эталона.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что входное изображение и изображение эталона предварительно обрабатывают детекторным полем, а апертуру фильтра согласуют с размерами эталона.

Обработка детекторным полем уменьшает размерность входного изображения и изображения эталона, что приводит к существенному уменьшению апертуры синтезируемого дискретного двумерного фильтра и одновременному сокращению времени обработки (снижению занятости вычислительного ресурса и ресурса памяти).

При адаптивной фильтрации апертура фильтра обычно не определяется, а адаптивность заключается в том, что импульсная характеристика синтезируется на основе измеренных коэффициентов разложения энергетических спектров входного изображения в двумерный ряд Фурье по косинусам. Количество таких коэффициентов заранее не устанавливается, что приводит к снижению эффективности обнаружения, и, как следствие, к увеличению вероятности ложных тревог, а во многих случаях - к уменьшению вероятности правильного обнаружения. В предлагаемом способе количество коэффициентов разложения энергетических спектров входного изображения в двумерные ряды Фурье по косинусам определяется размерами изображения эталона. При этом достигается максимальная эффективность обработки и потенциально высокая вероятность правильного обнаружения при минимальной вероятности ложных тревог.

В предложенном способе поиска объектов на цифровых изображениях, в отличие от прототипа:

выполняют предварительную обработку входного изображения и изображения эталона детекторным полем, размеры детекторов которого согласованы с размерами эталона. Обработка изображения детекторным полем как показано в [Пономарев, А.В. Детекторные поля / Пономарев А.В., Богословский А.В., Жигулина И.В. М.: Радиотехника, №7, 2018 г. С. 129-136. DOI 10.18127/j00338486-201807-23], приводит к формированию контурного изображения уменьшенной размерности;

апертуру дискретного двумерного пространственного фильтра определяют по размерам эталона [см. Богословский, А.В. Обработка многомерных сигналов. Кн. 1. Линейная многомерная дискретная обработка сигналов. Методы анализа и синтеза: монография / А.В. Богословский, Е.А. Богословский, И.В. Жигулина, В.А. Яковлев М.: Радиотехника, 2013. 168 с.].

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, структурная схема которого представлена на фигуре. На структурной схеме обозначены:

1 - датчик изображения;

2 - формирователь детекторного поля;

3 - блок измерения компонентов энергетического спектра;

4 - вычислитель;

5 - дискретный двумерный фильтр;

6 - банк изображений эталонов;

7 - формирователь детекторного поля;

8 - блок измерения компонентов энергетического спектра;

9 - пороговое устройство;

10 - устройство отображения.

Формирователи детекторного поля 2 и 7 предназначены для получения контурного изображения уменьшенной размерности и могут быть реализованы на сумматорах и микроконтроллерах.

Работа устройства аналогична работе устройства прототипа. Отличие заключается в том, что после формирования входного изображения с помощью датчика изображения 1:

видеосигнал изображения поступает на первый вход формирователя детекторного поля 2, где происходит его обработка детекторным полем, размеры детекторов которого согласованы с размерами эталона, поступающими со второго выхода банка изображений эталонов 6, в результате чего формируется контурное изображение уменьшенной размерности;

видеосигнал контурного изображения уменьшенной размерности поступает на первый вход блока измерения компонентов энергетического спектра 3, на второй вход которого поступают данные о размере эталона. В блоке 3 измеряются компоненты энергетического спектра видеосигнала входного изображения, количество которых определяется размером эталона;

с первого выхода банка изображений эталонов 6 на вход формирователя детекторного поля 7 поступает видеосигнал изображения эталона, где происходит его обработка детекторным полем;

с выхода формирователя детекторного поля 7 контурное изображение эталона поступает на вход блока измерения компонентов энергетического спектра 8, где измеряются компоненты энергетического спектра видеосигнала контурного изображения эталона;

с выхода блока измерения компонентов энергетического спектра 8 на второй вход вычислителя 4 поступают компоненты энергетического спектра видеосигнала контурного изображения эталона, с выхода блока измерения компонентов энергетического спектра 3 на первый вход вычислителя 4 поступают компоненты энергетического спектра видеосигнала контурного изображения уменьшенной размерности. В вычислителе 4 определяются отсчеты импульсной характеристики дискретного пространственного фильтра.

с выхода вычислителя 4 на второй вход дискретного двумерного фильтра 5 поступают отсчеты импульсной характеристики дискретного пространственного фильтра, где производится фильтрация контурного изображения уменьшенной размерности, поступившего с выхода формирователя детекторного поля 2 на первый вход дискретного двумерного фильтра 5.

Применение предлагаемого способа поиска объектов на цифровых изображениях позволит снизить объем обрабатываемых данных на несколько порядков и повысить вероятность правильного обнаружения объектов на цифровых изображениях, обладающих сложным неоднородным фоном.

Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявители не обнаружили аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам изобретения. Следовательно, заявленное изобретение «Способ поиска объектов на цифровых изображениях» соответствует критерию «новизна».

Способ поиска объектов на цифровых изображениях, основанный на измерении энергетических спектров входного изображения и эталона, адаптивной пространственной фильтрации и пороговой обработке, при котором формируют матрицы из коэффициентов разложения энергетических спектров входного и эталонного изображений в двумерные ряды Фурье по косинусам, по полученным матрицам синтезируют дискретный двумерный фильтр и производят адаптивную пространственную дискретную фильтрацию входного изображения, сравнивают результат фильтрации с порогом, отличающийся тем, что входное изображение и изображение эталона предварительно обрабатывают детекторным полем, а апертуру фильтра согласуют с размерами эталона.
СПОСОБ ПОИСКА ОБЪЕКТОВ НА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ
СПОСОБ ПОИСКА ОБЪЕКТОВ НА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 71-80 из 244.
17.08.2018
№218.016.7ce3

Фронтовое устройство форсажной камеры сгорания газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области авиационных газотурбинных двигателей, а именно к форсажным камерам сгорания авиационных газотурбинных двигателей. Техническим результатом изобретения является снижение потерь полного давления за счет применения в качестве стабилизаторов пламени тел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663965
Дата охранного документа: 13.08.2018
19.08.2018
№218.016.7dc5

Устройство выброса пиротехнических патронов

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано для защиты летательного аппарата от управляемых ракет. Устройство выброса пиротехнических патронов содержит корпус коробчатой формы с узлами крепления сменных кассет и контактный модуль для срабатывания пиротехнических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664254
Дата охранного документа: 16.08.2018
22.08.2018
№218.016.7e34

Способ повышения разрешения изображения

Способ повышения разрешения изображения заключается в приеме оптического излучения матричным фотоприемником (МФПУ), измерении и запоминании параметров выходных сигналов фоточувствительных элементов (ФЧЭ) МФПУ и формировании по их значениям изображения. При этом одновременно по всем ФЧЭ МФПУ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664540
Дата охранного документа: 20.08.2018
01.09.2018
№218.016.81f2

Система управления форсажной камерой сгорания

Изобретение относится к области автоматического регулирования газотурбинного двигателя (ГТД), а именно к системам управления режимами работы форсажной камеры сгорания с адаптивной системой подачи топлива. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности управления рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665569
Дата охранного документа: 31.08.2018
01.09.2018
№218.016.8217

Способ управления форсажной камерой сгорания

Изобретение относится к области автоматического регулирования газотурбинного двигателя (ГТД), а именно к способам управления режимами работы форсажной камеры сгорания с адаптивной системой подачи топлива. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности управления рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665567
Дата охранного документа: 31.08.2018
07.09.2018
№218.016.83bb

Полосовой усилитель четвертого порядка

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для усиления принимаемых сигналов в KB диапазоне. Техническим результатом является повышение динамического диапазона за счет снижения уровня шумов в избирательном усилителе высокой частоты путем повышения уровня сигнала в фильтре и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666231
Дата охранного документа: 06.09.2018
07.09.2018
№218.016.83d8

Способ модуляции амплитуды и фазы высокочастотных сигналов и устройство его реализации

Изобретение относится к радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в одновременном обеспечении заданных значений модулей и фаз передаточной функции в двух состояниях управляемого элемента в ограниченной двумя заданными частотами полосе частот. Способ модуляции амплитуды и фазы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665903
Дата охранного документа: 04.09.2018
09.09.2018
№218.016.85af

Устройство имитации теплового контраста объекта

Изобретение относится к области снижения заметности вооружения и военной техники, ввода в заблуждение средств поражения высокоточным оружием, а также обеспечения скрытности вооружения и военной техники от тепловизионных, оптико-электронных средств воздушно-космической разведки, и может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666296
Дата охранного документа: 06.09.2018
04.11.2018
№218.016.9a5b

Устройство оценки эффективности информационного обмена системы связи

Изобретение относится к электросвязи, в частности к устройствам оценки эффективности информационного обмена в системах связи. Технический результат - повышение точности оценки эффективности информационного обмена системы связи при изменении входного трафика за счет определения скорости и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671623
Дата охранного документа: 02.11.2018
17.11.2018
№218.016.9e88

Способ идентификации уводящей помехи

Изобретение относится к радиолокационным системам обнаружения и идентификации помех и может быть использовано при их разработке. Техническим результатом изобретения является повышение вероятности идентификации помех, обеспечивающих согласованный увод по дальности и скорости, за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672577
Дата охранного документа: 16.11.2018
Показаны записи 1-7 из 7.
20.07.2015
№216.013.6551

Способ сегментации изображения

Изобретение относится к средствам сегментации изображения. Техническим результатом является повышение быстродействия сегментации. В способе для выделения участков изображения, содержащих движущиеся объекты, производят обнуление пикселей с одинаковыми номерами в обоих кадрах последовательно с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557484
Дата охранного документа: 20.07.2015
13.01.2017
№217.015.79bd

Устройство оценки эффективности информационного обмена системы связи

Изобретение относится к электросвязи, в частности к устройствам оценки информационного обмена в системах связи. Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение точности оценки КПД передачи информации за счет учета при ее определении воздействия на систему связи помех путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599532
Дата охранного документа: 10.10.2016
25.08.2017
№217.015.bf46

Способ формирования маршрута носителя пеленгатора

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в бортовой пассивной РЛС и автоматической системе управления самолета. Достигаемый технический результат - формирование маршрута носителя пеленгатора, определяющего местоположение излучателя, при котором достигается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617127
Дата охранного документа: 21.04.2017
26.08.2017
№217.015.dad7

Способ обнаружения объектов, определения их геометрической формы и ориентации на изображениях

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении интеллектуальных систем технического зрения, видеонаблюдения, видеоконтроля. Техническим результатом является повышение информативности при обнаружении объекта в текущем кадре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623891
Дата охранного документа: 29.06.2017
04.02.2020
№220.017.fd7f

Способ повышения разрешающей способности видеосистем

Изобретение относится к технологиям обработки изображений и может быть использовано в системах технического зрения. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности видеосистем в m раз при использовании одной фоточувствительной поверхности. Для этого используется взаимный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712821
Дата охранного документа: 31.01.2020
17.02.2020
№220.018.0362

Способ формирования контурного изображения

Изобретение относится к технологиям обработки изображений и может быть использовано в системах технического зрения. Технический результат заключается в снижении чувствительности к шумам за счет уменьшения размерности формируемого изображения. Технический результат достигается тем, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714381
Дата охранного документа: 14.02.2020
27.05.2023
№223.018.71db

Способ структурной адаптации системы связи с учетом информационных потерь

Изобретение относится к электросвязи. Техническим результатом является поддержание требуемой эффективности информационного обмена системы связи в расширенной полосе пропускания и обеспечение допустимых информационных потерь. Он достигается тем, что для основной структуры системы связи с учетом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002796122
Дата охранного документа: 17.05.2023
+ добавить свой РИД