Система автоматизированного анализа пространственной структуры изображений Подсистема линейной сегментации (стр. 3 из 17)
1.1.7. Общая оценка экономической целесообразности создания подсистемы
Целью создания подсистемы линейной сегментации является интеграция ее с другими подсистемами в составе единой системы автоматизированного анализа графических изображений. Подсистема является неотъемлемой частью всей системы, целью создания которой является возможность получения описаний графических данных для уменьшения объемов хранимой и передаваемой информации. Существенное практическое значение имеет задача передачи графической информации по каналам связи. В настоящее время обширно используется сеть Интернет, однако передача информации на большие расстояния требует материальных затрат, напрямую зависящих от объемов передаваемой информации. Передача графических изображений в обычном растровом виде всегда связана с большими издержками. Большие объемы информации также сказываются на скорости передачи данных, что влияет на оперативность и своевременность получения информации.
Создание системы позволит изменить такие показатели, как:
- объем хранимой информации;
- скорость передачи информации;
- скорость синтеза изображений;
- объем знаний о графических изображениях;
- актуальность получения графической информации;
- возможность использования больших объемов графических данных в системах реального времени.
1.2. Основные требования к «Подсистеме линейной сегментации»
1.2.1. Основные цели создания подсистемы
Целью создания подсистемы является интеграция ее в состав системы автоматизированного анализа графических изображений вместе с другими подсистемами. Подсистема выполняет определенный функции, являясь частью всей системы, целью создания которой является возможность получения описаний графических данных для уменьшения объемов хранимой и передаваемой информации. Основной целью системы является уменьшение объемов хранимой, принимаемой, обрабатываемой и передаваемой информации, а, следовательно, и повышение скорости выполнения перечисленных операций. Система также позволит увеличить качество информации за счет оптимизации алгоритмов представления графической информации и экономии ресурсов.
1.2.2. Функциональное назначение подсистемы
Подсистема линейной сегментации предназначена для выполнения следующих функций:
- получение изображения из различных источников;
- первичная обработка изображения при необходимости;
- поиск узловых элементов изображения;
- поиск линейных сегментов;
- поиск принадлежности точек изображения узлам и сегментам линий;
- вывод координат распознанных сегментов линий;
- определение направлений кодирования сегментов.
1.2.3. Требования к функциональной структуре подсистемы
В связи с тем, что подсистема линейной сегментации предназначена для автоматизации процесса обработки графических изображений, то она неразрывно связана с другими подсистемами. При определении характеристик входного изображения решается задача его линейной сегментации – поиск сегментов линий, формирующих изображение. Входными данными является изображение, содержащее линии различной формы единичной толщины, расположенные в произвольном порядке, среди которых могут быть пересекающиеся и расположенные отдельно. Изображения данного типа формируются в результате работы подсистем фильтрации. Таким образом, нахождение узлов пересечений линий и сегментов этих линий, позволяет получить описание изображения, пригодное для кодирования в соответствие с выбранным методом.
1.2.4. Требования к техническому обеспечению
Для эффективного выполнения функций подсистемы линейной сегментации, необходим следующий комплекс технических средств:
- персональный компьютер IBM PC с процессором не ниже Pentium I;
- клавиатура;
- монитор;
- жесткий диск с объемом свободного пространства не менее 50 МБ;
- оперативная память объемом не менее 128 МБ.
Должны быть предусмотрены следующие возможности, обеспечивающие надежность ее функционирования:
- сохранение работоспособности подсистемы при неправильной работе других подсистем;
- дублирование информации;
- проверка вводимых данных на корректность.
1.2.5. Требования к информационному обеспечению
Система информации должна обеспечивать получение только таких данных, которые необходимы для правильного анализа изображений, быть четкой и краткой, создавать возможность своевременного поступления достоверных данных, нахождения взаимосвязанных характеристик, совместимости всех решаемых задач. Детальная схема информационного обеспечения должна точно определять:
- характеристики обрабатываемого изображения;
- взаимные связи всех характеристик в процессе решения;
- процедуры обработки описаний структурных элементов;
- формы обмена данными для согласования работы подсистем.
Система должна иметь такую форму организации информационного обеспечения, которая при минимально необходимом потоке первичных сведений на основе их централизованной обработки в совокупности со справочными элементами, позволит получить описания графических изображений с возможность последующего синтеза.
Следовательно, должны обеспечиваться:
- многократное использование данных;
- формализация процедур для машинной обработки данных;
- установка четкой последовательности обработки данных;
- правильное использование накопленной информации.
1.2.6. Требования к программному обеспечению
Программное обеспечение должно обеспечивать эффективное функционирование комплекса технических средств в целях решения задач подсистемы линейной сегментации. Предъявляются следующие требования к программному обеспечению:
- программы, реализующие задачи подсистемы, должны функционировать в среде операционной системы Microsoft Windows 98/Me/2000/XP/NT или выше;
- система должна быть автономной с точки зрения использования стороннего программного обеспечения;
- система должна быть способна функционировать с использованием только средств операционной системы.
1.3. Основные технические решения проекта подсистемы «Линейная сегментация»
1.3.1. Решения по комплексу технических средств
Комплекс технических средств подсистемы «Линейной сегментации» должен являться составной частью системы автоматизированного анализа пространственной структуры графических изображений и обеспечивать реализацию всех автоматизированных функций подсистемы (см. п. 1.2.2). Технические средства базируются на средствах обработки данных, на персональных ЭВМ и могут быть дополнены средствами ввода изображений (сканеры, планшеты рукописного ввода, цифровые фотокамеры) и вывода изображений (принтеры, плоттеры, графопостроители).
Планируемый комплекс технических средств для функционирования задач реализующих подсистему «Линейная сегментация» включает следующие технические средства:
- персональный компьютер IBM PC с процессором не ниже Pentium I;
- клавиатура;
- монитор;
- жесткий диск с объемом свободного пространства не менее 50 МБ;
- оперативная память объемом не менее 128 МБ.
1.3.2. Описание организации информационной базы
Информационная база разрабатываемой подсистемы включает в себя следующие структуры данных:
Формат входного массива точек
<M>
<N>
a11,a12,…,a1m
a21,a22,…,a2m
an1,an2,…,anm
где <M> - строка, содержащая число точек изображения по горизонтали;
<N> - строка, содержащая число точек изображения по вертикали;
aij– элемент массива точек, соответствующий точке изображения с координатами (i,j), может принимать значения «1» и «0».
Пример входных данных:
8
8
00000000
01000000
00100000
00010000
11111111
00000100
00000010
00000000
Соответствующее данному массиву изображение показано на рис. 1.3.
Соответствующее изображение 8х8
Рис. 1.3
Формат описания сегментов линий:
n1:x11,y11 [,x12,y12 [,x13,y13]]
n2:x21,y21 [,x22,y22 [,x23,y23]]
nk:xk1,yk1 [,xk2,yk2 [,xk3,yk3]]
где ni– номер i-го сегмента линии (идентификатор);
xi1,yi1 – координаты первой точки i-го сегмента линии;
xi2,yi2 – координаты второй точки i-го сегмента линии, указываются в том случае, если точка (xi2,yi2) является узлом;
xi3,yi3 – координаты направления кодирования от точки (xi1,yi1), указываются в том случае, если точки (xi1,yi1) и (xi2,yi2) являются узлами.