*DIVISY*
 

        

     


обработка изображений

обзор технологий



Профессиональные видеоконференции DiViSy
для цифровой обработки изображений 


Реализация профессиональных видеоконференций DiViSy - DiViSy IP21 (Image Processing) предназначена для анализа и обработки цифровых изображений в различных областях промышленного производства, науки, медицины, экологии, и ряде других специализированных отраслей. Каждая область применения данной системы имеет свои специфические возможности, которые учитываются при адаптации системы под конкретные требования заказчиков. 

  Назначение и возможности системы.
  Режимы работы системы.
  Сохранение результатов работы системы
  Математические преобразования изображений
  Геометрические измерения
  Псевдоцвет
  Работа с базовым изображением

Назначение и возможности системы.

Система DiViSy IP21 обеспечивает ввод, оцифровку (с помощью специализированных плат) и отображение на экране монитора видеоинформации, поступающей с различных источников видеоввода, таких как видеокамеры, видеомагнитофоны, приборы ночного видения, тепловизоры, рентгеновские и ультразвуковые аппараты, и т.п., а также обработку этих изображений с целью повышения их качества и выявления трудно различимых деталей изображений. 
Входящая в комплект системы плата (платы для нескольких источников) видеоввода производит преобразование в цифровую форму аналогового сигнала для его последующей обработки. В зависимости от требований, предъявляемых к цифровому изображению, могут использоваться различные платы. Управление системой может производиться как с использованием клавиатуры, так и с использованием манипулятора «мышь». Для достижения наиболее высокой производительности работы пользователя системы предусмотрен набор комбинаций «горячих» клавиш для выполнения всех возможных операций.

Система DiViSy IP21 предоставляет пользователям следующие основные возможности:

Отображение видеоинформации на экране компьютерного монитора с частотой до 25 кадров в секунду. Для подключения источника видеосигнала на каждой плате имеются два видеовхода: один Composite-video, один S-video. 

Масштабирование изображения, как с увеличением его в 2, 4 раза, так и с уменьшением его в 2, 4 раза.

Интегрирование последовательности кадров видеосигнала для уменьшения шумов и повышения контрастности изображения. Количество интегрируемых кадров может изменяться в диапазоне от 2 до 300.

Изменение яркости и контрастности входного видеосигнала.

Изменение яркости и контрастности оцифрованного изображения, в том числе изображения, полученного в результате интегрирования.

Преобразование оцифрованного изображения с помощью одной или последовательности математических операций - фильтров. Фильтрация может быть применена как ко всему изображению, так и к произвольно выбранной прямоугольной области изображения.

Расчет и отображение гистограммы распределения яркости точек изображения или выбранной прямоугольной области.

Нормализация всего изображения или выбранной прямоугольной области.

Измерение линейных размеров элементов изображения.

Калибровка для последующих измерений.

Сохранение изображений в виде файла.

Копирование изображений в системный буфер для последующей их обработки другими программами.

Загрузка изображений из графического файла или системного буфера.


Режимы работы системы.

Система DiViSy IP21 работает в двух основных режимах: режим цифрового видео реального времени и режим стоп кадра.
Сразу после включения система всегда входит в режим «реального времени и на экране начинает отображаться информация, поступающая от устройства видеоввода. 
Режим «живого» видео предназначен для просмотра видеоинформации, поступающей от различной аппаратуры, в виде «как есть» для предварительного анализа ситуации. После обнаружения интересного кадра для более тщательного исследования система может быть переведена в режим стоп кадр. При этом, если в настройках указана необходимость интегрирования какого-либо числа кадров, то после перехода в режим стоп кадра происходит накопление этих кадров, их интегрирование и результат этого процесса отображается на экране.
В режиме реального времени на основной части экрана (рабочем столе) отображается изображение, поступающее от видеокамеры. Частота кадров определяется настройками устройства видеоввода и производительностью компьютера.
Для каждого нового кадра отображается гистограмма распределения яркости точек изображения. Кадр в том виде, как он приходит от устройства видеоввода отображается в контрольном окне (внизу слева) в уменьшенном размере.

Перед отображением на рабочем столе кадр может быть дополнительно обработан с помощью следующих средств, которые могут применяться по отдельности или в произвольных комбинациях:

· Изменение яркости

· Изменение контраста

· Нормализация изображения в соответствии с гистограммой распределения яркости

· Инверсия яркости (негатив – позитив)

· Повышение резкости изображения (встроенный фильтр sharpen)

· Окраска точек из выбранного диапазона уровней яркости псевдоцветом (красным, зеленым, синим)


Все преобразования могут действовать как на весь кадр, так и на выделенную прямоугольную зону произвольного размера:
Для более подробного изучения изображения система может быть переведена в режим стоп кадра. При этом переходе может быть также произведено интегрирование произвольного числа (2-300) последовательных кадров и после интегрирования система переходит в режим стоп кадра с отображением результирующего кадра.

В режиме стоп кадра дополнительно к уже перечисленным средствам обработки изображения добавляются фильтры. Фильтры также могут применяться как ко всему изображению, так и к выделенной прямоугольной области. В программное обеспечение встроено 14 различных фильтров, наиболее часто применяемых при обработке изображений. В зависимости от выбранного режима воздействия фильтров (суммирование или замещение) при их активизации будет выполняться последовательная обработка несколькими фильтрами сразу (суммирование фильтров) или только одним фильтром. При последовательной обработки несколькими фильтрами, имеется возможность отмены последней операции и возврат к результату предыдущей обработки. 

Сохранение результатов работы системы

Система позволяет сохранять отдельные кадры в виде графических файлов формата Windows Bitmap (BMP). Эти файлы могут быть открыты и обработаны любой программой обработки изображений или вставлены в документ, презентацию, HTML – страницу.
При сохранении изображения в виде графического файла система позволяет строить имена сложной структуры с длиной до 256 символов.
Полное имя файла складывается из его пути, то есть полного имени каталога и собственно имени файла.
Поскольку в системе каждый кадр представляется в двух видах – исходный кадр, полученный от устройства видеоввода и обработанный кадр, который отображается на рабочем столе, то при сохранении кадра предоставляется выбор того, что сохранять. Обработанное изображение сохраняется со всеми пометками и результатами измерений, если они проводились.

Математические преобразования изображений

Система позволяет производить обработку изображений для проявления скрытой информации, позволяющей более точно обнаружить нужную деталь изображения. Часть таких алгоритмов преобразования встроена в систему в виде фильтров. В текущей версии системы реализованы следующие фильтры:
· Blur (сглаживание)
· Prewitt 3 x 3 vertical (выделение вертикальных границ)
· Prewitt 3 x 3 horizontal (выделение горизонтальных границ)
· Sobel 3 x 3 vertical / horizontal 
· Laplacian 3 x 3, 5 x 5
· Gaussian 3 x 3, 5 x 5

В базовую версию системы встроено 20 различных фильтров. В зависимости от областей применения наборы фильтров могут меняться как количественно, так и качественно. 

Геометрические измерения

Для того чтобы можно было измерить реальный размер какого-либо объекта на изображении, необходимо установить соответствие между размером его в точках (как он изображен на экране) и размером в мм, см, или других единицах измерения длины. Для установления этого соответствия проводится калибровка системы, для чего в поле зрения видеокамеры помещается предмет известного размера – эталон. После этого включается режим калибровки, во время которого характерный размер объекта эталона выделяется линией и система определяет его размер в точках. Далее необходимо ввести этот размер в реальных единицах и на основании этих значений система определит коэффициенты пересчета. Необходимо определить единицу измерения – мкм, мм, см, м. Если эта единица не задана, то все размеры продолжают считаться в точках. Система позволяет запомнить результаты нескольких калибровок. 
После того, как калибровка проведена, можно производить измерения линейных размеров, произвольных областей прямоугольной и эллиптической формы, ломаных линий. Для прямоугольных областей система определяет ширину, высоту и площадь, для эллиптических – диаметры и площадь, для ломаных линий – длину и размеры описывающего прямоугольника.
Результаты измерений отображаются поверх изображения. Ограничительные рамки рисуются штрих пунктирной линией заданного цвета, рядом с правым верхним углом отображаются цифровые значения измерений.
Измерения могут проводиться как в режиме живого видео, так и в режиме стоп кадра.
Результаты измерений могут быть сохранены вместе с обработанным кадром. При выключении системы сохраняется выбранная калибровка, но результаты проведенных измерений не сохраняются.

Псевдоцвет

Для большей наглядности при отображении изображения точки из выбранного диапазона яркости могут быть закрашены каким-либо цветом – «псевдоцветом».
При этом все точки, входящие в выбранный диапазон при включенном режиме псевдоцвета будут отображаться в выбранном цвете. Псевдоцвет сохраняется в обработанном изображении.

Работа с базовым изображением

Любое изображение с рабочего стола может быть задано «базовым», т.е. неизменным и по отношению к нему могут совершаться различные математические операции с текущим изображением. 

Далее выбранное базовое изображение может быть скомбинировано с текущим изображением с использованием следующих операций:

Вычитание из базового текущего изображения

Вычитание из текущего кадра базового

Сложение точек базового кадра и текущего

Умножение точек базового кадра и текущего

Логическое «и» точек базового кадра и текущего

Логическое «или» точек базового кадра и текущего

Логическое исключающее «или» точек базового кадра и текущего
Результат отображается во всплывающем окне и может быть взят в качестве нового базового кадра или сохранен в файле

Поставка систем DiViSy IP21 осуществляется как в базовой версии, так и с адаптацией к требованиям Заказчиков. Адаптация осуществляется на основании согласованных технических требований. 



вернуться к разделу обзор технологий


*DIVISY* Rambler's Top100
о компании   новости   продукты   цены   партнеры   глоссарий   обзор технологий   проекты   вакансии   СМИ о нас   e-mail   english page  на главную
© DiViSy, 2003  Rambler's Top100