Виявлення контурів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(Перенаправлено з Виділення границь)
Перейти до: навігація, пошук

Ви́явлення ко́нтурів (англ. edge detection) — це назва набору математичних методів, спрямованих на виявлення точок цифрового зображення, в яких яскравість зображення змінюється різко, або, формальніше, має розриви. Точки, в яких яскравість зображення змінюється різко, зазвичай утворюють набір відрізків кривих ліній, що називаються контурами (англ. edge). Аналогічна задача знаходження розривів в одномірних сигналах відома як виявлення сходинок[en], а задача знаходження розривів сигналу в часі відома як виявлення змін[en]. Виявлення контурів є основним інструментом в обробці зображень, машинному зорі та комп'ютерному зорі, особливо в областях виявлення ознак та виділяння ознак.[1]

Призначення[ред.ред. код]

Виявлення контурів Кенні, застосоване до фотографії

Метою виявлення різких змін яскравості зображення є фіксування важливих подій та змін у властивостях світу. Може бути показано, що за досить загальних припущень стосовно моделі формування зображення, розриви яскравості зображення, ймовірно, відповідають:[2][3]

  • розривам в глибині,
  • розривам в орієнтації поверхні,
  • змінам у властивостях матеріалу та
  • відхиленням в освітленні сцени.

В ідеальному випадку, результатом застосування до зображення детектора контурів може бути набір з'єднаних кривих, що позначають межі об'єктів, межі забарвлення поверхонь, а також усі криві, що відповідають розривам в орієнтації поверхонь. Таким чином, застосування алгоритму виявлення контурів до зображення може значно зменшувати кількість даних, що підлягають обробці, відфільтровуючи інформацію, яка може розглядатися як менш значуща, але зберігаючи важливі структурні властивості зображення. Якщо крок виявлення контурів є успішним, то подальшу задачу інтерпретування інформаційного вмісту первісного зображення може бути істотно спрощено. Проте не завжди можливо отримувати такі ідеальні контури в картинах реального світу середньої складності.

Контури, виділені з нетривіальних зображень, часто пошкоджено фрагментацією, що означає, що криві контурів не є з'єднаними, відсутні відрізки контурів, а також є хибні контури, що не відповідають досліджуваному явищу в зображенні — ускладнюючи таким чином подальшу задачу інтерпретування даних зображення.[4]

Виявлення контурів є одним з основних кроків в обробці зображень, аналізі зображень, розпізнаванню образів у зображеннях, та в методиках комп'ютерного бачення.

Властивості контурів[ред.ред. код]

Контури, виділені з двовимірного зображення тривимірної сцени, може бути класифіковано або як залежні від точки огляду (англ. viewpoint), або як незалежні від неї. Незалежний від точки огляду контур зазвичай відображає властивості, притаманні тривимірним об'єктам, такі як забарвлення поверхні та її форма. Залежний від точки огляду контур може змінюватися при зміні точки огляду, і зазвичай відображає геометрію сцени, таку як затуляння одного об'єкту іншим.

Типовий контур може бути, наприклад, межею між блоками червоного та жовтого кольорів. З іншого боку, лінія (яку може бути виділено детектором хребтів[en]) може бути невеликою кількістю пікселів іншого кольору на в іншому незмінному тлі. Тому зазвичай для лінії може бути по одному контуру з кожного з її боків.

Контури мають досить важливе значення в багатьох застосуваннях обробки зображень, особливо в системах машинного зору, які аналізують сцени штучних об'єктів за фіксованого освітлення. В останні роки, однак, було послідовно (й успішно) проведено дослідження методів комп'ютерного зору, які не покладаються на виявлення контурів як на крок передобробки.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Umbaugh, Scott E (2010). Digital image processing and analysis : human and computer vision applications with CVIPtools (вид. 2nd). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 9-7814-3980-2052.  (англ.)
  2. H.G. Barrow and J.M. Tenenbaum (1981) "Interpreting line drawings as three-dimensional surfaces", Artificial Intelligence, vol 17, issues 1-3, pages 75-116. (англ.)
  3. Lindeberg, Tony (2001). Edge detection. У Hazewinkel, Michiel. Encyclopedia of Mathematics. Springer. ISBN 978-1-55608-010-4.  (англ.)
  4. T. Lindeberg (1998) "Edge detection and ridge detection with automatic scale selection", International Journal of Computer Vision, 30, 2, pages 117--154. (англ.)

Література[ред.ред. код]