Измерение цифровых снимков. (В8)

Цифровое изображение хранится в памяти компьютера, в общем случае, в виде прямоугольной матрицы, элементы которой несут информацию об оптических плотностях или цвете элементарных участков изображения, а номера i строки и j столбца элемента определяют его положение в матрице. Нумерация строк и столбцов матрицы цифрового изображения начинается с нуля.

Рис.2.1

Координаты центров пикселей определяют в левой прямоугольной системе координат о_C x_C у_C (рис.2.1.a), началом которой является левый верхний угол цифрового изображения и в правой - о_C x_C у_C (рис2.1.b), началом которой является левый нижний угол цифрового изображения. В обеих системах координат ось x параллельна строкам, а ось y – столбцам матрицы цифрового изображения.

Левая система координат принята при записи изображений в файл во всех форматах и используется в большинстве программ по обработке изображений. В фотограмметрии традиционно применяется правая система координат снимка, и в большинстве современных цифровых фотограмметрических систем используют именно эту систему координат.

Пиксельные координаты (единицей измерения, в этом случае, является пиксель) центров пикселей в системе координат цифрового изображения о_C х_C у_C определяют по формулам:

. (2.1)

Для измерения координат точек цифрового изображения его визуализируют на экране дисплея. Если пиксель изображения на экране дисплея соответствует пикселю исходного цифрового изображения, то с помощью “мыши” или клавиатуры компьютера можно навести измерительную марку, формируемую в виде цифрового изображения на экране дисплея, на точку изображения с точностью до одного пикселя.

Для получения подпиксельной (субпиксельной) точности можно увеличить матрицу изображения на экране монитора относительно исходного цифрового изображения. В этом случае каждый пиксель исходного изображения будет изображаться матрицей n×n пикселей, численное значение всех элементов a'_ij которой будут равны численному значению элемента матрицы исходного изображения.

Пиксельные координаты точек увеличенного изображения можно измерить с точностью до 1/n пикселя исходного изображения (рис. 2.).

Рис..2.2

Пиксельные координаты (в пикселях исходного изображения) элемента a'_ij увеличенного изображения определяют по формуле:

, (2.2)

в которых: i,j - номера строки и столбца элемента матрицы исходного изображения, в котором находится элемент a'_ij увеличенного изображения:

i’,j’ - номера строки и столбца элемента a`_ij подматрицы n×n;

n – коэффициент увеличения изображения.

Например, для элемента a’₂₃ (рис. 2) пиксельные координаты:

Значения физических координат центров пикселей цифрового изображения можно определить по значениям их пиксельных координат, если известны физические размеры стороны пикселя изображения Δ (предполагается, что пиксель имеет форму квадрата).

Значения физических координат определяют по формулам:

. (2.3)

Например, координаты центра пикселя, соответствующего элементу a’₂₃ (рис.2.2) при величине Δ=20 мкм будут равны х_c = 34 мкм и y_c = 50 мкм.