Принципы распознавания образов

Общая идея всех найденных алгоритмов заключается в следующем. Предположим, имеется изображение проекции некоторого трехмерного объекта из известного класса эталонных объектов. Тогда самый простой метод его распознавания будет заключаться в переборе всех возможных комбинаций проекций эталонных объектов и выбора среди них наиболее подходящих к изображенной проекции в соответствии с выбранной мерой сходства.

К наиболее целесообразным методам распознавания трехмерных объектов можно отнести следующие алгоритмы:

• Распознавание по контурному изображению проекции объекта. Здесь создается инвариантное по масштабу и углу поворота описание наблюдаемой проекции объекта по нескольким характерным точкам, лежащих на контуре объекта. Это описание позволяет сократить число перебираемых вариантов при распознавание трехмерных объектов.
• Распознавание 3D-объектов по адаптированным эталонам. В данном алгоритме для совмещения проекций трехмерных объектов предлагается выполнять имитационное моделирование эталонного объекта, учитывая направление источников света и атмосферные условия. Это позволяет точнее сопоставить наблюдаемую проекцию объекта с его эталонным аналогом при распознавании трехмерных объектов.
• Распознавание образов в условиях их неизвестной ориентации. Данный алгоритм подобен предыдущему с тем отличием, что здесь предполагается неизвестной ориентация трехмерного объекта в пространстве и для подбора нужной проекции необходимо перебирать все возможные варианты и проводить сравнение с наблюдаемой проекцией трехмерного объекта.
• Алгоритм распознавания и определения местонахождения повернутых объектов с измененным масштабом. В данном алгоритме формируется описание объекта на основе его контура. Для этого создается вектор, элементами которого являются расстояния от центра масс до точек, лежащих на контуре объекта. Затем, используя корреляционный подход, выполняется проверка соответствия одного описания другому путем сравнения с порогом величины взаимной ковариации.
• Распознавание образов по линиям контуров. Данный алгоритм также использует контурное описание проекции объекта, но в отличие от предыдущего выполняет векторизацию линий контуров, например, с использованием алгоритма Хафа. Затем для найденного объекта и проекции эталона находят границы, оставляя только самые длинные линии, и пытаются определить схожие комбинации расположения линий, относительно которых можно сопоставить изображения.

Предложенные выше алгоритмы позволяют увеличить скорость подбора нужной проекции.