Функциональное назначение системы

Автоматизация процесса анализа пространственной структуры изображений подразумевает реализацию в системе определенных средств и функций. Следует выделить ряд функциональных особенностей, которыми должна обладать система ААПСИ:

– возможность автоматического и ручного построения, а также изменения уже созданных фильтров для обработки изображений;

– фильтрация изображения от шумов и различных искажений;

– выделение осевых линий структурных элементов изображения;

– автоматизированный анализ кривизны структурных элементов изображения;

– выявление сегментов и узлов структурных элементов изображения;

– кодирование структурных элементов изображения цепным и дифференциальным цепным кодом;

– сжатие изображения для более компактного хранения с последующей возможностью извлечения;

– визуализация полученных результатов работы с возможностью их сохранения.

Особенности системы и условия ее эксплуатации

Система ААПСИ предназначена для работы с цифровыми монохромными изображениями, полученными посредством сканирования или растровых редакторов. Для получения приемлемого качества при сканировании необходимо разрешение сканера минимум 600 dpi (точек на дюйм). Полученные таким образом изображения имеют размер порядка нескольких мегапикселей и должны сохраняться в формате без сжатия, чтобы избежать искажений. Изображение должно быть в формате GreyScale (цвета от белого до черного, промежуточные – оттенки серого). Таким образом, объем графической информации, обрабатываемый системой, достаточно велик и составляет десятки мегабайт. Эти особенности накладывают ограничения на использование непроизводительных и медленных алгоритмов.

 

Требования к функциональной структуре

Построение системы автоматизированного анализа пространственной структуры изображений предполагает модульную структуру. Общий интерфейс и возможность доступа ко всем модулям в составе системы должна обеспечивать оболочка. Из оболочки системы ААПСИ вызываются следующие модули: подсистема формирования центроидных фильтров, подсистема центроидной фильтрации, подсистема центроидной релаксации, подсистема сегментации, подсистема цепного кодирования, подсистема визуализации данных. Обмен данными между подсистемами происходит посредством файлов.

Подсистема формирования центроидных фильтров служит для создания масок, используемых при центроидной фильтрации изображения. Подсистема предполагает наличие графического интерфейса для создания, редактирования и средств визуализации полученных масок.

Подсистема центроидной фильтрации служит для автоматизированной обработки изображения различными фильтрами для выделения осевых линий на изображении. Результатом обработки является файл структурного описания изображения.

Подсистема центроидной релаксации служит для анализа изображения посредством вычисления кривизны структурных элементов с применением кольцевого фильтра. Результатом обработки является файл структурного описания изображения.

Подсистема сегментации служит для выявления сегментов и узлов структурных элементов изображения. Результатом обработки является файл описания сегментов и узлов изображения.

Подсистема цепного кодирования предназначена для эффективного представления структурных элементов изображения, таких как – непрерывные кривые и линии, в кодированном виде с использованием методики цепного кодирования. Результатом работы подсистемы является файл с последовательностью кодов сегментов и узлов изображения.

Подсистема визуализации данных служит для графического представления полученных результатов на каждом этапе обработки изображения. Результатом работы подсистемы является файл цветного изображения.

 

Требования к техническому обеспечению

Задача обработки изображений в системе ААПСИ связана с автоматическим анализом больших массивов графической информации. Преобразования, проводимые в системе, должны проводиться в процессе интерактивного взаимодействия с пользователем, поэтому паузы на обработку не должны превышать нескольких минут. Исходя из этого, сформулированы требования к техническим характеристикам персонального компьютера, на котором будет функционировать система. Требования сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Технические характеристики персонального компьютера

Наименование	Значение
Частота процессора, МГц	от 900
Объем оперативной памяти, Мб	от 128
Разрешение экрана монитора	не менее 1024x768

 

Требования к информационному обеспечению

Система ААПСИ предназначена для обработки изображений, содержащих небольшое количество цветов. Вследствие неточностей и технических особенностей полиграфии, шумов и аппроксимаций, вносимых оборудованием (сканер или любое иное дискретизирующее графику устройство) в изображении появляются шумы различной природы. Система ААПСИ позволяет избавиться от этих шумов. Однако настоящую систему сложно применять к изображениям, тоно-цветовая шкала которых имеет непрерывный характер, например художественным фотографиям или картинам с плавными переходами цветов. В таких графических данных становится сложно выделить четко обозначенные линии, поэтому сфера применения системы ограничивается изображениями искусственного происхождения с цветовой палитрой оттенков серого.

Основным видом информации, обрабатываемом в системе ААПСИ, является графическая информация в растровом представлении. Такой вид данных воспринимается человеком непосредственно и целостно, поэтому необходимо обеспечить средства наглядной визуализации изображений на различных этапах обработки.