СПОСОБ ДВУМЕРНОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ДИСКРЕТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2025 года по МПК G06V10/25 

Изобретение относится к области информационных технологий, а именно к технологиям обработки изображений, и может быть использовано в системах технического зрения при решении задач предварительной обработки изображений для нахождения объектов на них.

Известен способ двумерной дискретной фильтрации объектов (Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений // М.: Техносфера, 2019. С. 999-1004), заключающийся в формировании обработанного изображения путем попиксельного обхода обрабатываемого изображения окном, размеры и значения весовых коэффициентов которого совпадают с размерами и значениями интенсивностей яркости элементов заданного эталонного изображения (эталона), после чего в результате порогового преобразования, применяемого к элементам обработанного изображения, определяют области, содержащие объекты, схожие с эталоном.

Недостатком способа является низкая эффективность, обусловленная неопределенностью задания эталона, пороговых значений и слабой устойчивостью к аффинным и прочим трансформациям объектов на изображениях.

Известен способ двумерной дискретной фильтрации объектов (Обработка многомерных сигналов. В 2-х книгах. Кн. 1. Линейная многомерная дискретная обработка сигналов. Методы анализа и синтеза / Под ред. А.В. Богословского. М.: Радиотехника, 2013. С. 107-110), заключающийся в формировании видеосигнала изображения, измерении отсчетов функции автокорреляции и энергии изображения, выборе эталона, измерении отсчетов его автокорреляционной функции, нормировании отсчетов входного и эталонного изображений относительно измеренной энергии входного изображения, синтезе двумерного дискретного фильтра, формировании обработанного изображения и осуществлении порогового обнаружения объекта.

Недостатком указанного способа является низкая эффективность, обусловленная пренебрежением влияния функции взаимной корреляции фона и эталона, а также размерами обнаруживаемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ двумерной дискретной фильтрации объектов заданного размера (Патент RU 2742871 С1, МПК G06К9/36, G06К9/40, G06К9/56, опубл. 11.02.21, Бюл. №5), заключающийся в формировании видеосигнала изображения, измерении отсчетов функции автокорреляции и энергии изображения, выборе эталона, формировании «окна эталона» с размерами, превышающими размер эталона и объекта, измерении отсчетов автокорреляционной функции по сформированному окну, нормировании измеренных отсчетов изображения и окна эталона относительно измеренной энергии входного изображения, выборе апертуры двумерного дискретного фильтра в диапазоне от (m+1)×(n+1) до (2m+l)×(2n+l), где m×n - линейные размеры обнаруживаемого объекта, синтезе двумерного дискретного фильтра и осуществлении порогового обнаружения объекта синтезированным фильтром.

Недостатком указанного способа является высокая вероятность ложного обнаружения объектов, обусловленная тем, что для синтеза двумерного дискретного фильтра используются отсчеты автокорреляционной функции и энергия, измеренные по всему изображению, в пределах которого могут быть как ложные, так и истинные объекты, что снижает точность их обнаружения.

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение вероятности ложного обнаружения объектов за счет уточнения наличия объекта в обнаруженном участке изображения двумерным дискретным фильтром, синтезированным с использованием отсчетов автокорреляционной функции и энергии, измеренным только в пределах поля заданного размера вокруг области изображения, в пределах которого наличие объекта известно, но не известно истинный он или ложный.

Указанный технический результат достигается тем, что осуществляется формирование видеосигнала изображения, измерение отсчетов автокорреляционной функции и энергии изображения, выбор эталона, формирование окна эталона с размерами, превышающего размеры эталона и обнаруживаемого объекта, измерение отсчетов автокорреляционной функции окна эталона, нормирование отсчетов видеосигнала изображения и окна эталона относительно измеренной энергии видеосигнала изображения, задание апертуры фильтра, синтез двумерного дискретного фильтра, обнаружение объектов синтезированным фильтром, для каждого обнаруженного объекта выделение поля заданного размера, в пределах которого повторно измеряют отсчеты автокорреляционной функции и энергию изображения, с помощью которых синтезируют новый двумерный дискретный фильтр и уточняют наличие объекта.

Сущность изобретения заключается в том, что для каждого обнаруженного объекта выделяют поле заданного размера, в пределах которого повторно измеряют отсчеты автокорреляционной функции и энергию изображения, с помощью которых синтезируют новый двумерный дискретный фильтр и уточняют наличие объекта.

Сущность способа поясняется фиг. 1, где обозначено: 1 - кадр изображения; 2.1, 2.2 и 2.3 - объекты, обнаруженные известным способом; 3.1, 3.2 и 3.3 - поля, выделенные вокруг соответствующего объекта. При этом объект 2.1 является ложным.

Согласно прототипу, при синтезе двумерного дискретного фильтра используются отчеты автокорреляционной функции и энергия, измеренные по всему изображению. При этом из фиг. 1 видно, что в пределах кадра обнаружены все три объекта, один из которых ложный объект 2.1.

Согласно изобретению, вокруг обнаруженных объектов выделяют поле заданного размера, в пределах которого повторно измеряют отсчеты автокорреляционной функции и энергию изображения, с помощью которых синтезируют новый двумерный дискретный фильтр и уточняют наличие объекта.

Заданный размер поля может быть определен, например, размерами (4m+l)×(4n+l), где m×n - линейные размеры обнаруживаемого объекта. Как видно из фиг. 1 в пределах этих полей нет других объектов, следовательно, отсчеты автокорреляционной функции и энергия изображения, полученные только в пределах этого поля и используемые для синтеза фильтра, будут определяться только характеристиками объекта, что повышает точность синтеза фильтра.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, схема которого представлена на фиг. 2, где обозначены: 4 - телевизионная камера; 5 - блок запоминания; 6 - измеритель отсчетов функции автокорреляции изображения и его энергии; 7 - банк эталонов; блок 8 - измеритель отсчетов функции автокорреляции эталона; 9 - блок синтеза двумерного дискретного фильтра; 10 - блок пространственной обработки изображения; 11 - пороговое устройство; 12 - устройство хранения результатов обработки; 13 - блок формирования полей вокруг обнаруживаемых объектов; 14 - устройство принятия решения. Назначение всех блоков схемы ясно из их названия, которые могут быть выполнены с использованием промышленно выпускаемые радиотехнические элементов и устройств.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство работает аналогично прототипу с некоторыми отличиями, которые заключаются в следующем. После завершения процесса обнаружения объектов и запоминания в блоке 12, в блоке 13 вокруг обнаруженных объектов формируются поля, каждое из которых повторно поступает в блок 5, и далее в блоках 6-11 выполняются аналогичные действия над сформированными полями. После чего в блоке 14 осуществляется окончательное принятие решения об обнаружении объектов в случае, когда максимальный отсчет обработанного изображения в области объекта оказывается меньше максимального значения отсчетов в соответствующем обработанном поле.

Изобретение относится к области обработки изображений и может быть использовано в системах технического зрения при решении задач предварительной обработки изображений для нахождения объектов на них. Техническим результатом является снижение вероятности ложного обнаружения объектов за счет иерархической обработки изображения для уточнения наличия объекта. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляется формирование видеосигнала изображения, измерение отсчетов автокорреляционной функции и энергии изображения, выбор эталона, формирование окна эталона с размерами, превышающими размеры эталона и обнаруживаемого объекта, измерение отсчетов автокорреляционной функции окна эталона, нормирование отсчетов видеосигнала изображения и окна эталона относительно измеренной энергии видеосигнала изображения, задание апертуры фильтра, синтез двумерного дискретного фильтра, обнаружение объектов синтезированным фильтром; для каждого обнаруженного объекта выделение поля заданного размера, в пределах выделенного поля повторно измеряют отсчеты автокорреляционной функции и энергию изображения, с помощью которых синтезируют новый двумерный дискретный фильтр и уточняют наличие объекта. 2 ил.

Способ двумерной иерархической дискретной фильтрации объектов, включающий формирование видеосигнала изображения, измерение отсчетов автокорреляционной функции и энергии изображения, выбор эталона, формирование окна эталона, превышающего размеры эталона и обнаруживаемого объекта, измерение отсчетов автокорреляционной функции окна эталона, нормирование отсчетов видеосигнала изображения и окна эталона относительно измеренной энергии видеосигнала изображения, синтез двумерного дискретного фильтра, обнаружение объекта синтезированным фильтром, отличающийся тем, что для каждого из них выделяют поле заданного размера, в пределах которого повторно измеряют отсчеты автокорреляционной функции и энергию изображения, с помощью которых синтезируют новый двумерный дискретный фильтр и уточняют наличие объекта.