RU2242047C1 - Open system for automation of processing, analysis and recognition of images - Google Patents

Open system for automation of processing, analysis and recognition of images

Info

Publication number
RU2242047C1
RU2242047C1 RU2003107587/09A RU2003107587A RU2242047C1 RU 2242047 C1 RU2242047 C1 RU 2242047C1 RU 2003107587/09 A RU2003107587/09 A RU 2003107587/09A RU 2003107587 A RU2003107587 A RU 2003107587A RU 2242047 C1 RU2242047 C1 RU 2242047C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
database
unit
control
Prior art date
Application number
RU2003107587/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003107587A (en
Inventor
И.Б. Гуревич (RU)
И.Б. Гуревич
Д.М. Мурашов (RU)
Д.М. Мурашов
А.В. Хилков (RU)
А.В. Хилков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Информационные исследования" ("Изучение, анализ, оценивание, распознавание")
Гуревич Игорь Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Информационные исследования" ("Изучение, анализ, оценивание, распознавание"), Гуревич Игорь Борисович filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Информационные исследования" ("Изучение, анализ, оценивание, распознавание")
Priority to RU2003107587/09A priority Critical patent/RU2242047C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2242047C1 publication Critical patent/RU2242047C1/en
Publication of RU2003107587A publication Critical patent/RU2003107587A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: computers.
SUBSTANCE: system has block 34 for task execution, block 36 for processing results analysis, display 42 and database 60 for processing results. Also provided are central block 1 for control and exchange, user interface 2, working database 10, memory block 12 for long storage, system database 20, block 30 for controlling task execution, visualization block 40 and block 50 for control and adjustment.
EFFECT: higher efficiency.
5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к информатике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации обработки, анализа и распознавания изображений.The invention relates to computer science and computer engineering and can be used to automate the processing, analysis and recognition of images.

Анализ и распознавание изображений является приоритетным направлением информатики, прикладной математики и информационных технологий (см., например, А.Л.Горелик, И.Б.Гуревич, В.А.Скрипкин. “Современное состояние проблемы распознавания. Некоторые аспекты”. М.: Радио и связь, 1985. С.162; И.Б.Гуревич. “Проблема распознавания изображений” // “Распознавание, классификация, прогноз. Математические методы и их применение": Ежегодник / Под ред. Ю.И.Журавлева. М.: Наука, 1989. Вып.1. С.280-329.). Задачи анализа и распознавания изображений широко распространены в промышленности, медицине, автоматизации научных исследований, экологии, геологии, экономике, прогнозировании природных катастроф и чрезвычайных ситуаций, военном деле и других отраслях. Для решения этих задач созданы алгоритмическо-программные системы, использующие современные вычислительные средства (см., например, публикации WO 00/13142 A1, G 06 T 5/50, 09.03.2000; WO 00/26857 A1, G 06 T 11/00, 11.05.2000; WO 01/67389 A1, G 06 T 1/00, 13.09.2001; WO 99/53445 A1, G 06 T 17/00, 21.10.1999; WO 99/63320 A3, G 06 F 17/60, 09.12.1999; RU 2159958 C1, G 06 К 9/36, G 06 Т 1/00, 27.11.2000; RU 2160467 C1, G 06 К 9/00, 10.12.2000; ЕР 0393823 В1, G 06 T 7/20, 24.05.1995; ЕР 0637814 А2, G 06 T 15/10, 08.02.1995; ЕР 0666546 A1, G 06 T 11/00, G 06 T 11/60, 09.08.1995; ЕР 0681267 А2, G 06 T 1/20, 08.11.1995; ЕР 0725367 A1, G 06 T 15/50, 07.08.1996; RU 99113845 А, G 06 T 9/00, 27.04.2001; RU 99120046 A, G 06 K 9/46, 20.11.2001; RU 2172018 С2, G 06 T 1/60, Н 04 N 7/08, 10.08.2001; RU 2173880 С2, G 06 К 9/46, 20.09.2001).Image analysis and recognition is a priority area of computer science, applied mathematics and information technology (see, for example, A.L. Gorelik, I. B. Gurevich, V. A. Skripkin. “The current state of the recognition problem. Some aspects.” M. : Radio and communications, 1985. P.162; IB Gurevich. “The problem of image recognition” // “Recognition, classification, forecast. Mathematical methods and their application": Yearbook / Edited by Yu.I. Zhuravlev. M .: Nauka, 1989. Issue 1. P.280-329.). The tasks of image analysis and recognition are widespread in industry, medicine, automation of scientific research, ecology, geology, economics, forecasting natural disasters and emergencies, military and other industries.To solve these problems, algorithmic-software systems using modern computing tools have been created (see, for example, publications WO 00 / 13142 A1, G 06 T 5/50, 03/09/2000; WO 00/26857 A1, G 06 T 11/00, 05/11/2000; WO 01/67389 A1, G 06 T 1/00, 09/13/2001; WO 99/53445 A1, G 06 T 17/00, 10/21/1999; WO 99/63320 A3, G 06 F 17/60, 12/9/1999; RU 2159958 C1, G 06 K 9/36, G 06 T 1/00, 11/27/2000; RU 2160467 C1, G 06 K 9/00, 10.12.2000; EP 0393823 B1, G 06 T 7/20, 05.24.1995; EP 0637814 A2, G 06 T 15/10, 02/08/1995; EP 0666546 A1, G 06 T 11/00, G 06 T 11/60, 09/09/1995; EP 0681267 A2, G 06 T 1/20, 08/08/1995; EP 0725367 A1, G 06 T 15/50, 08/07/1996; RU 99113845 A, G 06 T 9/00, 04/27/2001; RU 99120046 A, G 06 K 9/46, 11/20/2001; RU 2172018 C2, G 06 T 1/60, H 04 N 7/08, 08/10/2001; RU 2173880 C2, G 06 K 9/46, 09/20/2001).

Информационно-вычислительные и математические аспекты проблемы рассмотрены достаточно подробно (см., например, Ю.И.Журавлев, И.Б.Гуревич. “Распознавание образов и распознавание изображений // Распознавание, классификация, прогноз. Математические методы и их применение": Ежегодник. Вып.2. М.: Наука, 1989. С.5-72; I.B.Gurevitch “The Descriptive Framework for an Image Recognition Problem" // Proceedings of The 6th Scandinavian Conference on Image Analysis, Oulu, June 19-22, 1989: in 2 volumes, V.1: Pattern Recognition Society of Finland, 1989. - Р.220-227; Ю.И.Журавлев, И.Б.Гуревич. “Распознавание образов и анализ изображений" // Искусственный интеллект: в 3-х книгах. Книга 2: Модели и методы: Справочник. М.: Радио и связь, 1990. С.149-191; Ю.И.Журавлев, И.Б.Гуревич. Методы и средства преобразования и обработки информации в задачах распознавания образов и анализа изображений // Параллельная обработка информации: в 5 т., т.5: Проблемно-ориентированные и специализированные средства обработки информации. - Киев: Наукова думка, 1990. - С.218-318).Information and computational and mathematical aspects of the problem are considered in sufficient detail (see, for example, Yu.I. Zhuravlev, I.B. Gurevich. “Pattern recognition and image recognition // Recognition, classification, forecast. Mathematical methods and their application": Yearbook Issue 2. M .: Nauka, 1989. P.5-72; IBGurevitch “The Descriptive Framework for an Image Recognition Problem" // Proceedings of The 6th Scandinavian Conference on Image Analysis, Oulu, June 19-22, 1989 : in 2 volumes, V.1: Pattern Recognition Society of Finland, 1989. - P.220-227; Yu.I. Zhuravlev, I.B. Gurevich. “Pattern recognition and image analysis" // Artificial Intelligence: 3 x nigah, Book 2: Models and Methods: Reference Book, Moscow: Radio and Communications, 1990. P.149-191; Yu.I. Zhuravlev, IB Gurevich, Methods and Means of Converting and Processing Information in Pattern Recognition Problems and image analysis // Parallel information processing: in 5 vols., vol. 5: Problem-oriented and specialized means of information processing. - Kiev: Naukova Dumka, 1990. - P.218-318).

Известен способ и система идентификации цифровых двухмерных объектов, в частности, распознавание в рамках известного алфавита (RU 2163394 С2, G 06 K 9/00, 20.02.2001). Способ предусматривает получение с помощью вычислительной системы сегментированных изображений объектов. По сегментированному изображению объекта генерируется обучающая выборка с использованием операций поворота и изменения масштаба, формируются описания в виде функциональных зависимостей статистических оценок признаков от размера сегментированных изображений объектов, измеряются размеры и вычисляются нормированные признаки формы выбранного объекта. Затем выбираются признаки формы, хранящиеся в памяти вычислительной системы, и осуществляется идентификация выбранного объекта на основе данных сравнения.A known method and system for identifying digital two-dimensional objects, in particular, recognition within the framework of the well-known alphabet (RU 2163394 C2, G 06 K 9/00, 02.20.2001). The method involves obtaining segmented images of objects using a computer system. A training sample is generated from the segmented image of the object using rotation and zooming operations, descriptions are generated in the form of functional dependences of the statistical estimates of the signs on the size of the segmented images of the objects, sizes are measured and normalized shape signs of the selected object are calculated. Then, the features of the form stored in the memory of the computer system are selected, and the selected object is identified based on the comparison data.

Ряд разработок касается методов адаптивного распознавания информационных образов и систем для их реализации. Так, в изобретении (RU 2132061 С1, G 01 N 33/48, G 06 K 9/62, 20.06.1999) описана адаптивная автоматическая сегментация и распознавание клеток на изображениях цитологических препаратов. В процессе сегментации границ оцифрованный кадр разбивается на фасеты и далее формируются границы структур клеток.A number of developments concern the methods of adaptive recognition of information images and systems for their implementation. Thus, the invention (RU 2132061 C1, G 01 N 33/48, G 06 K 9/62, 06/20/1999) describes adaptive automatic segmentation and recognition of cells in images of cytological preparations. In the process of border segmentation, the digitized frame is divided into facets and then the boundaries of the cell structures are formed.

Известно также устройство для обработки цветных изображений с адаптивной гибридной фильтрацией изображений (RU 2159958 С1, G 06 K 9/36, G 06 T 1/00, 27.11.2000). Устройство содержит блок управления, блок синхронизации, блоки формирования окрестности и апертуры, блоки вычисления норм, локальных дисперсий полезного сигнала, блок вычисления значений выражения фильтра и другие функциональные блоки. Система предназначена для обработки спектрозональных изображений, представляемых векторными сигналами.Also known is a device for processing color images with adaptive hybrid image filtering (RU 2159958 C1, G 06 K 9/36, G 06 T 1/00, 11/27/2000). The device comprises a control unit, a synchronization unit, neighborhood and aperture generation units, units for calculating norms, local dispersions of a useful signal, a unit for calculating filter expression values, and other functional units. The system is designed to process spectrozonal images represented by vector signals.

В другом изобретении описана система для адаптивного распознавания информационных образов (RU 2160467 С1, G 06 K 9/00, 12.10.2000), которая хотя и улучшает качество изображения, но имеет жестко фиксированные допустимые базисные функции обработки изображений.Another invention describes a system for adaptive recognition of information images (RU 2160467 C1, G 06 K 9/00, 12.10.2000), which although it improves image quality, but has rigidly fixed valid basic image processing functions.

Известны способ и система для конструирования средств обработки изображений (WO 01/67389 A1, G 06 T 1/00, 13.09.2001), которая содержит средства ввода изображений, запоминания, обработки изображений и визуализации. Эта система представляет собой многофункциональное средство анализа изображений, предназначенное для разработки приложений, исследований и обучения. Система включаетA known method and system for constructing means for image processing (WO 01/67389 A1, G 06 T 1/00, 09/13/2001), which contains means for inputting images, storing, image processing and visualization. This system is a multifunctional image analysis tool designed for application development, research and training. The system includes

- ядро системы, которое состоит из модулей, вызывающих операторы, управляющие операциями ввода/вывода и переводящие объекты данных во внутренний язык системы;- the core of the system, which consists of modules that invoke operators, control input / output operations and translate data objects into the internal language of the system;

- средства управления данными, которые отвечают за управление основной памятью (оптимизированной для обработки изображений), а также за создание, управление и уничтожение графических объектов и кортежей;- data management tools that are responsible for managing the main memory (optimized for image processing), as well as for creating, managing and destroying graphic objects and tuples;

- средства алгоритмического наполнения - библиотеку, включающую более 750 операторов для анализа изображений и визуализации данных;- means of algorithmic filling - a library including more than 750 operators for image analysis and data visualization;

- инструментальное средство HDevelop для ускоренной разработки программ анализа изображений (Computer Aided Vision Engineering CAVE - tool);- HDevelop tool for accelerated development of image analysis programs (Computer Aided Vision Engineering CAVE - tool);

- средства отладки;- debugging tools;

- базу знаний операторов, которая содержит справочную информацию по каждому оператору системы (имена и количество операторов, типы параметров, предлагаемые значения параметров).- a knowledge base of operators, which contains reference information for each operator of the system (names and number of operators, parameter types, proposed parameter values).

Это - открытая система, в которой поддерживаются два основных метода программирования: а) интерактивная разработка программ с помощью HDevelop; б) с использованием внешних компиляторов языков С и C++ (имеется интерфейс для этих языков).This is an open system in which two main programming methods are supported: a) interactive development of programs using HDevelop; b) using external C and C ++ language compilers (there is an interface for these languages).

Данная система является ближайшим аналогом патентуемой системы, однако ей свойственны недостатки, которые сводятся к следующему:This system is the closest analogue of the patented system, however, it has disadvantages, which boil down to the following:

а) не поддерживается технология "Plug-in" для загрузки интерфейсов визуализации и редактирования новых типов данных, введенных пользователем;a) Plug-in technology is not supported for loading visualization interfaces and editing new data types entered by the user;

б) требуется наличие на ЭВМ операционных систем уровня не ниже Windows NT 4.0;b) requires the presence on a computer operating systems of a level not lower than Windows NT 4.0;

в) не предусмотрена возможность одновременного выполнения нескольких задач внутри оболочки (отсутствует многопоточная исполняющая подсистема);c) the possibility of simultaneous execution of several tasks inside the shell is not provided (there is no multithreaded executing subsystem);

г) отсутствуют средства редактирования информации об алгоритмах набора баз данных, что не позволяет вносить дополнительную информацию об алгоритмах.d) there are no means of editing information about the algorithms of the database set, which does not allow to add additional information about the algorithms.

Кроме того, недостаток ближайшего аналога, как и других вышеупомянутых систем, состоит в том, что они являются “закрытыми” или “квазиоткрытыми”, поскольку алгоритмы обработки и анализа изображений задаются при разработке системы и изменение заданного набора алгоритмов либо не предусматривается, либо требует высокой квалификации пользователя. Это обстоятельство не позволяет или существенно затрудняет добавление или замену алгоритмов на новые в процессе обработки изображений. Кроме того, назначением известных систем является решение прикладных задач, но не разработка и тестирование новых алгоритмов решения прикладных задач анализа и оценивания информации, представленной в виде изображений.In addition, the disadvantage of the closest analogue, like the other systems mentioned above, is that they are “closed” or “quasi-open”, since image processing and analysis algorithms are specified during system design and changing a given set of algorithms is either not provided or requires high user qualifications. This fact does not allow or significantly complicates the addition or replacement of new algorithms in the process of image processing. In addition, the purpose of known systems is to solve applied problems, but not to develop and test new algorithms for solving applied problems of analysis and evaluation of information presented in the form of images.

Задачей изобретения является построение открытой системы для автоматизации разработки, исследования и тестирования алгоритмов обработки, анализа и распознавания информации, представленной в виде изображений, а также автоматизации решения прикладных задач принятия решений, в которых исходная информация представляется в виде изображений произвольной природы и характера.The objective of the invention is to build an open system for automating the development, research and testing of algorithms for processing, analyzing and recognizing information presented in the form of images, as well as automating the solution of applied decision-making problems in which the source information is presented in the form of images of an arbitrary nature and character.

Технический результат - расширение номенклатуры классов задач и видов обрабатываемых объектов, в том числе изображений произвольного вида, расширение набора алгоритмов обработки и анализа изображений и накопителей для визуализации данных.EFFECT: expansion of the nomenclature of task classes and types of processed objects, including images of arbitrary type, expansion of a set of processing algorithms and analysis of images and drives for data visualization.

Технический результат обеспечивается тем, что открытая система для автоматизации обработки, анализа и распознавания изображений включает блок исполнения задания, связанный своими выходами с базой данных результатов обработки и с блоком анализа результатов обработки, средства алгоритмического наполнения, средства визуализации с дисплеем. В систему введены центральный блок управления и обмена, интерфейс пользователя, рабочая база данных, запоминающий блок длительного хранения, системная база данных, блок управления исполнением заданий, блок визуализации и блок управления и настройки, связанный двунаправленными шинами передачи управляющих и информационных сигналов с управляющим входом-выходом базы данных результатов обработки и с первым входом-выходом центрального блока управления и обмена, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого соединены отдельными двунаправленными шинами соответственно с первым выходом-входом блока управления исполнением заданий, выходом-входом системной базы данных, выходом-входом блока визуализации, выходом-входом интерфейса пользователя и первым выходом-входом рабочей базы данных. Второй вход-выход рабочей базы данных подключен к управляющему выходу-входу запоминающего блока длительного хранения, информационный выход-вход которого подсоединен к информационному входу-выходу рабочей базы данных, связанной своим выходом с первым входом блока визуализации, выход которого подключен к входу дисплея, а второй и третий входы - к выходу системной базы данных и соответственно к третьему выходу блока исполнения задания, первый выход которого подсоединен к входу блока анализа результатов обработки, а второй - к входу базы данных результатов обработки, связанной своим выходом с входом запоминающего блока длительного хранения. Выход блока анализа результатов обработки соединен с входом центрального блока управления и обмена, управляющий выход которого подключен к управляющему входу блока управления исполнением заданий, подсоединенного своим управляющим выходом к управляющему входу, а вторым выходом-входом - к входу-выходу блока исполнения задания.The technical result is ensured by the fact that an open system for automating the processing, analysis and recognition of images includes a task execution unit associated with its outputs with a database of processing results and with an analysis unit for processing results, algorithmic filling tools, visualization tools with a display. A central control and exchange unit, a user interface, a working database, a long-term storage unit, a system database, a task execution control unit, a visualization unit and a control and adjustment unit connected by bidirectional control and information signal transmission buses with a control input are introduced into the system: the output of the database of processing results and with the first input-output of the Central control and exchange unit, the second, third, fourth, fifth and sixth inputs and outputs of which are connected bi-directional buses, respectively, with the first output-input of the job execution control unit, the output-input of the system database, the output-input of the visualization unit, the output-input of the user interface and the first output-input of the working database. The second input-output of the working database is connected to the control output of the storage unit for long-term storage, the information output of which is connected to the information input-output of the working database associated with its output with the first input of the visualization unit, the output of which is connected to the display input, and the second and third inputs - to the output of the system database and, respectively, to the third output of the task execution unit, the first output of which is connected to the input of the processing results analysis unit, and the second - to the database input yes data of processing associated with its output with the input of the storage unit for long-term storage. The output of the processing results analysis unit is connected to the input of the central control and exchange unit, the control output of which is connected to the control input of the job control unit, connected by its control output to the control input, and the second output-input to the input-output of the job execution unit.

Система может характеризоваться и тем, что блок управления исполнением заданий содержит блок формирования задания на обработку изображения и блок банка алгоритмических модулей, управляющий вход которого связан с первым управляющим выходом блока формирования задания на обработку изображения, а выход-вход является вторым выходом-входом блока управления исполнением заданий, первым выходом-входом и управляющим входом которого являются соответственно выход-вход и управляющий вход блока формирования задания на обработку изображения, второй управляющий выход которого является управляющим выходом блока управления исполнением заданий.The system can be characterized by the fact that the control unit for the execution of tasks contains a block for generating a task for image processing and a block for a bank of algorithmic modules, the control input of which is connected to the first control output of the block for generating a task for image processing, and the output-input is the second output-input of the control execution of tasks, the first output-input and control input of which are the output-input and control input of the image processing task forming unit, respectively A swarm control output of which is the control output of the job execution control unit.

Система может характеризоваться также тем, что системная база данных содержит интерфейсный блок системной базы данных, диспетчер системной базы данных, базу данных алгоритмов, базу данных программных модулей, базу данных типов параметров и базу данных каталогов, первый выход-вход и выход интерфейсного блока являются соответственно выходом-входом и выходом системной базы данных, а второй выход-вход интерфейсного блока связан с первым входом-выходом диспетчера системной базы данных, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого соединены отдельными двунаправленными шинами с выходами-входами соответственно базы данных алгоритмов, базы данных программных модулей, базы данных типов параметров и базы данных каталогов.The system may also be characterized in that the system database contains an interface unit of the system database, a system database manager, an algorithm database, a program module database, a parameter type database and a directory database, the first output-input and output of the interface unit are respectively the output-input and output of the system database, and the second output-input of the interface unit is connected to the first input-output of the system database manager, the second, third, fourth and fifth inputs and outputs of which connected by separate bi-directional buses with outputs-inputs, respectively, of the database of algorithms, the database of program modules, the database of parameter types and the database of catalogs.

Система может характеризоваться и тем, что рабочая база данных содержит интерфейсный блок рабочей базы данных и последовательно соединенные двунаправленными шинами запоминающий блок, запоминающий блок данных для отката и запоминающий блок данных для глубокого отката, управляющие входы которых подключены к управляющему выходу интерфейсного блока, первый выход-вход и выход которого являются соответственно первым выходом-входом и выходом рабочей базы данных, вторым входом-выходом которой является второй выход-вход интерфейсного блока, третий выход-вход которого связан с первым информационным входом-выходом запоминающего блока, второй информационный вход-выход которого является информационным входом-выходом рабочей базы данных.The system can be characterized by the fact that the working database contains an interface unit of the working database and sequentially connected by bidirectional buses, a storage unit, a storage unit for data rollback and a storage unit for deep rollback, the control inputs of which are connected to the control output of the interface unit, the first output the input and output of which are, respectively, the first output-input and output of the working database, the second input-output of which is the second output-input of the interface unit, the third output-input of which is connected with the first information input-output of the storage unit, the second information input-output of which is the information input-output of the working database.

Система может характеризоваться, кроме того, тем, что база данных результатов обработки содержит взаимосвязанные двунаправленной шиной интерфейсный блок переменной структуры и запоминающий блок данных результата обработки, вход которого является входом базы данных результатов обработки, выход интерфейсного блока переменной структуры является выходом базы данных результатов обработки, а управляющий вход-выход - управляющим входом-выходом базы данных результатов обработки.The system can be characterized, in addition, by the fact that the database of processing results contains an interface block of a variable structure and a storage block of data of a processing result, the input of which is an input to the database of processing results, the output of the interface block of a variable structure is the output of a database of processing results, and control input-output - control input-output of the database of processing results.

В основе построения патентуемой системы лежат следующие положения. Системы обработки и распознавания изображений, как упомянуто выше, строятся по принципу закрытости набора допустимых преобразований, т.е. алгоритмы обработки заданы заранее и не могут изменяться пользователем в процессе функционирования системы. В основе патентуемой системы реализован иной принцип анализа и обработки изображений - открытости и адаптивности набора допустимых преобразований. Основы методологии построения таких систем заложены в работе Yu.Zhuravlev, I.B.Gurevitch, S.V.Ilyinski et al. "Development and Investigation of the Mathematical and Computational Basis for a System of Information Technologies of Pattern Recognition and Image Understanding" // Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 1993, v.3, N 3., pp.266-282, и развиты в работе И.Б.Гуревич, Ю.И.Журавлев, Д.М.Мурашов и др. “Система автоматизации научных исследований в области анализа и понимания изображений на основе накопления и использования знаний. Ч.1” // Автометрия. - 1999. - №6. - С.23-50. В соответствии с этой методологией алгоритм преобразования (обработки, анализа, распознавания) строится средствами программного комплекса по блочно-структурному принципу. Если нужный блок в структуре алгоритма отсутствует, он может быть добавлен или сконструирован средствами самой патентуемой системы (макрокоманды или сценарии). Это позволяет пользователю расширять набор алгоритмов обработки и анализа изображений в алгоритмическом банке и пополнять информацию для их поиска в базах данных. Этот же метод используется и для расширения наборов типов обрабатываемых данных. Возможно, например, добавить пирамидальное представление изображения или изображение с “легендой” - семантическим описанием, которое может быть использовано алгоритмом обработки. Расширение набора накопителей для визуализации данных существенно облегчает обработку, многоаспектный анализ, распознавание и классификацию изображений произвольной природы.The basis of the construction of the patented system are the following provisions. Image processing and recognition systems, as mentioned above, are built on the principle of closedness of a set of admissible transformations, i.e. processing algorithms are predefined and cannot be changed by the user during the operation of the system. The patented system is based on a different principle of image analysis and processing - the openness and adaptability of a set of permissible transformations. The foundations of the methodology for constructing such systems are laid in the work of Yu.Zhuravlev, I.B. Gurevitch, S.V. Ilyinski et al. "Development and Investigation of the Mathematical and Computational Basis for a System of Information Technologies of Pattern Recognition and Image Understanding" // Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications. 1993, v.3, N 3., pp.266-282, and developed in the work of I.B. Gurevich, Yu.I. Zhuravlev, D.M. Murashov et al. “A system for automating scientific research in the field of analysis and understanding images based on the accumulation and use of knowledge. Part 1 ”// Autometry. - 1999. - No. 6. - S.23-50. In accordance with this methodology, the transformation algorithm (processing, analysis, recognition) is constructed by means of a software package according to the block-structural principle. If the desired block is not in the structure of the algorithm, it can be added or constructed using the tools of the patented system itself (macros or scripts). This allows the user to expand the set of image processing and analysis algorithms in the algorithmic bank and replenish information for their search in databases. The same method is used to expand the sets of types of processed data. It is possible, for example, to add a pyramidal representation of an image or an image with a “legend” - a semantic description that can be used by the processing algorithm. Expanding the set of drives for data visualization greatly facilitates the processing, multidimensional analysis, recognition and classification of images of an arbitrary nature.

Теоретической основой алгоритмического наполнения системы и сценариев, доступных пользователю, является дескриптивный подход к анализу и распознаванию изображений (И.Б.Гуревич “Проблема распознавания изображений” // “Распознавание, классификация, прогноз. Математические методы и их применение": Ежегодник / Под ред. Ю.И.Журавлева. М.: Наука, 1989. Вып.1. С.280-329; I.B.Gurevitch “The Descriptive Framework for an Image Recognition Problem" // Proceedings of The 6th Scandinavian Conference on Image Analysis, Oulu, June 19-22, 1989: in 2 volumes, V.1: Pattern Recognition Society of Finland, 1989. - P.220-227; I.B.Gurevitch “Descriptive Technique for Image Description, Representation and Recognition" // Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications in the USSR. 1991. V.1, N 1. P.50-53). Соответственно, обработка, преобразование, анализ и распознавание изображений в системе реализуются посредством следующих основных методов, предусмотренных дескриптивным подходом: а) стандартизация описаний задач обработки и анализа изображений; б) стандартизация описаний процедур обработки и анализа изображений; в) использование единой формальной системы для описания и реализации операций над процедурами обработки и анализа изображений и моделями изображений (алгебры изображений и дескриптивные алгебры изображений); г) использование комбинаций базовых процедур преобразования изображений; д) приведение изображений к виду, удобному для распознавания (синтез и формализация описаний изображений, представление изображений “признаками” и моделями, воспроизведение в описании структуры, семантических и пространственных отношений изображения); е) осуществление распознавания изображений на основе методов идентификации, оценки близости изображений в пространствах описаний и сопоставления представлений изображений; ж) использование свойств инвариантности и эквивалентности изображений.The theoretical basis of the algorithmic filling of the system and scenarios available to the user is a descriptive approach to the analysis and recognition of images (I. Gurevich “The problem of image recognition” // “Recognition, classification, forecast. Mathematical methods and their application": Yearbook / Ed. Yu.I. Zhuravleva, Moscow: Nauka, 1989. Issue 1. P.280-329; IBGurevitch “The Descriptive Framework for an Image Recognition Problem" // Proceedings of The 6th Scandinavian Conference on Image Analysis, Oulu, June 19-22, 1989: in 2 volumes, V.1: Pattern Recognition Society of Finland, 1989. - P.220-227; IBGurevitch “Descriptive Technique for Image Description, Representation and Recognition "// Pattern Recognition and Image Analysis: Advances in Mathematical Theory and Applications in the USSR. 1991. V.1, N 1. P.50-53). Accordingly, processing, transformation, analysis and recognition of images in the system are implemented through the following the main methods provided by the descriptive approach: a) standardization of descriptions of image processing and analysis tasks; b) standardization of descriptions of image processing and analysis procedures; c) the use of a single formal system for describing and implementing operations on image processing and analysis procedures and image models (image algebras and descriptive image algebras); d) the use of combinations of basic image conversion procedures; e) reduction of images to a form convenient for recognition (synthesis and formalization of image descriptions, presentation of images by “signs” and models, reproduction in the description of the structure, semantic and spatial relations of the image); f) the implementation of image recognition based on identification methods, assessing the proximity of images in the spaces of descriptions and matching representations of images; g) using the properties of invariance and equivalence of images.

Существо изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 представлена блок-схема патентуемой системы; на фиг.2 - вид окна оболочки системы.The invention is illustrated in the drawings, where Fig. 1 is a block diagram of a patented system; figure 2 is a view of the shell window of the system.

Открытая система для автоматизации обработки, анализа и распознавания изображений (фиг.1) включает центральный блок 1 управления и обмена, связанный с интерфейсом 2 пользователя, рабочей базой 10 данных, системной базой 20 данных, блоком 30 управления исполнением заданий, блоком 40 визуализации, блоком 50 управления и настройки.An open system for automating the processing, analysis and recognition of images (Fig. 1) includes a central control and exchange unit 1 connected to a user interface 2, a working database 10, a system database 20, a block 30 for executing tasks, a block 40 for visualization, a block 50 controls and settings.

Рабочая база 10 данных включает интерфейсный блок 11 рабочей базы данных, который обеспечивает управление визуализацией данных, управление данными и их сохранением, а также формирование резервных массивов данных для отката. Рабочая база 10 данных имеет в своем составе запоминающие блоки 14, 16 и 18.Working database 10 includes an interface block 11 of the working database, which provides data visualization management, data management and storage, as well as the formation of backup data arrays for rollback. The working database 10 has in its composition storage units 14, 16 and 18.

Интерфейсный блок 11 рабочей базы данных связан с запоминающим блоком 12 длительного хранения, который связан с запоминающим блоком 14. Интерфейсный блок 11 рабочей базы данных также связан с блоком 14. Функции запоминающего блока 14 состоят в хранении данных, например, в выделенной области оперативной памяти ЭВМ и в предоставлении доступа к данным. Запоминающий блок 14 также обеспечивает подсчет количества выданных для использования ссылок. Запоминающий блок 14 связан с запоминающими блоками 16 данных для отката и 18 данных для глубокого отката. Запоминающий блок 16 данных для отката обеспечивает резервный блок данных для отката, а блок 18 данных - резервный блок данных для глубокого отката.The interface unit 11 of the working database is connected with the storage unit 12 for long-term storage, which is connected with the storage unit 14. The interface unit 11 of the working database is also connected with the unit 14. The functions of the storage unit 14 are to store data, for example, in a dedicated area of mainframe memory and in providing access to data. The storage unit 14 also provides a count of the number issued for use links. The storage unit 14 is associated with the storage units 16 of data for rollback and 18 data for deep rollback. The data storage unit 16 for rollback provides a backup data unit for rollback, and the data unit 18 provides a backup data unit for deep rollback.

Центральный блок 1 управления и обмена связан с системной базой 20 данных. Системная база 20 данных содержит интерфейсный блок 21 системной базы данных, связанный с диспетчером 22 системной базы данных. Диспетчер 22 системной базы данных связан с базой данных 23 алгоритмов, базой данных 24 программных модулей, базой данных 25 типов параметров, базой данных 26 каталогов.The Central unit 1 control and exchange is connected with the system database 20 data. The system database 20 comprises an interface unit 21 of a system database associated with a system database manager 22. The system database manager 22 is associated with a database of 23 algorithms, a database of 24 software modules, a database of 25 parameter types, a database of 26 catalogs.

Центральный блок 1 управления и обмена связан также с блоком 30 управления исполнением заданий. Блок 30 содержит блок 32 формирования задания на обработку изображения, связанный с блоком 34 исполнения задания, который связан с блоком 36 анализа результатов обработки. Выход блока 36 анализа связан с центральным блоком 1 управления и обмена. Блоки 32 и 34, кроме того, связаны с блоком 38 банка алгоритмических модулей.The central control and exchange unit 1 is also connected to the task execution control unit 30. Block 30 comprises a block 32 for generating an image processing task associated with a task execution unit 34, which is associated with a processing result analysis unit 36. The output of the analysis unit 36 is connected to the central control and exchange unit 1. Blocks 32 and 34, in addition, are associated with block 38 of the bank of algorithmic modules.

Центральный блок 1 управления и обмена связан с блоком 40 визуализации, к другим входам которого подключены интерфейсный блок 11 рабочей базы данных, интерфейсный блок 21 системной базы данных, блок 34 исполнения задания, а к выходу - дисплей 42.The central control and exchange unit 1 is connected to the visualization unit 40, to the other inputs of which the interface unit 11 of the working database, the interface unit 21 of the system database, the unit 34 for executing the task are connected, and the display 42 to the output.

Центральный блок 1 управления и обмена связан с блоком 50 управления и настройки, которой связан с базой 60 данных результатов обработки, имеющей в своем составе интерфейсный блок 62 переменной структуры и связанный с ним запоминающий блок 64 данных результата обработки. Интерфейсный блок 62 переменной структуры также соединен с запоминающим блоком 12 длительного хранения.The central control and exchange unit 1 is connected to the control and adjustment unit 50, which is connected to the processing result data base 60, which includes an interface unit 62 of variable structure and an associated storage unit 64 of the processing result data. The variable structure interface unit 62 is also connected to the long-term storage unit 12.

В функции центрального блока 1 управления и обмена входит управление рабочей базой 10 данных и базой 60 данных результатов обработки, т.е. выдача команды на создание нового массива данных и служебной информации и закрытие уже существующего и зарегистрированного массива данных и служебной информации, передача команд от интерфейса 2 пользователя любому интерфейсному блоку, поддержка списка созданных блоков 11, 21 и 62 - накопителей для визуализации данных.The functions of the central control and exchange unit 1 include managing a working database 10 and a database 60 of processing results, i.e. issuing a command to create a new data and service information array and closing an existing and registered data and service information array, transmitting commands from user interface 2 to any interface unit, maintaining a list of created blocks 11, 21 and 62 - drives for data visualization.

Далее, центральный блок 1 управления и обмена осуществляет передачу команд от одного накопителя к другому, передачу команд на изменение порядка формирования изображения от интерфейса 2 пользователя блоку 40 визуализации, формирование списка накопителей, удовлетворяющих условию запроса.Further, the central control and exchange unit 1 transfers commands from one drive to another, transfers commands for changing the image formation order from the user interface 2 to the visualization unit 40, and generates a list of drives satisfying the request condition.

Функции запоминающего блока 12 длительного хранения состоят в обеспечении длительного хранения блока данных - файла, а также в обеспечении поиска данных по запросу из интерфейсного блока 11 рабочей базы данных и из блока 50 управления и настройки.The functions of the long-term storage unit 12 are to provide long-term storage of the data block-file, as well as to provide data retrieval upon request from the interface unit 11 of the working database and from the control and adjustment unit 50.

Для обеспечения функционирования баз данных 23-26, входящих в системную базу 20 данных, предназначены интерфейсный блок 21 и диспетчер 22 системной базы данных. Интерфейсный блок 21 и диспетчер 22 системной базы данных баз данных обеспечивают прием команд на редактирование баз данных, а также визуализацию информации из баз данных. Диспетчер 22 системной базы данных выполняет ввод-вывод информации баз данных, поиск информации по запросу, поддержку семантических связей между базами данных, а также обеспечение трансакций.To ensure the functioning of the databases 23-26 included in the system database 20, the interface unit 21 and the dispatcher 22 of the system database are intended. The interface unit 21 and the manager 22 of the system database database provide receiving commands for editing databases, as well as visualization of information from the databases. The system database manager 22 performs input and output of database information, searches for information on demand, supports semantic relationships between databases, and also provides transactions.

Базы данных, входящие в системную базу 20 данных, обеспечивают выполнение следующих функций:Databases included in the system database 20 provide the following functions:

- база 23 данных алгоритмов обеспечивает хранение информации об алгоритмах и функциях, добавление, удаление, изменение записей и их упорядочение, а также поиск записей;- a database of 23 algorithms data provides storage of information about algorithms and functions, adding, deleting, modifying records and organizing them, as well as searching for records;

- база 24 данных программных модулей обеспечивает хранение информации о зарегистрированных программных модулях, добавление, удаление, изменение записей и их упорядочение, а также поиск записей;- a database of 24 data of program modules provides storage of information about registered program modules, adding, deleting, changing records and organizing them, as well as searching for records;

- база 25 данных типов параметров обеспечивает хранение информации о типах параметров, которые допустимо использовать, и соответственно добавление, удаление, изменение записей и их упорядочение, а также поиск записей;- a database 25 of data of parameter types provides storage of information about the types of parameters that can be used, and accordingly add, delete, modify records and their ordering, as well as search records;

- база 26 данных каталогов выполняет поддержку древовидного каталога алгоритмов, а также добавление, удаление, изменение записей и их упорядочение и, кроме того, поиск записей.- the database 26 of the catalogs supports the tree-like catalog of algorithms, as well as adding, deleting, changing records and their ordering and, in addition, searching for records.

Блок 30 управления исполнением заданий обеспечивает формирование задания на обработку изображения, исполнение такого задания в многопоточном режиме и анализ его результатов. Он может работать в 2 режимах - отладочном и штатном. Соответственно, блок 32 формирования задания на обработку изображения обеспечивает следующие функции: проводит анализ информации об алгоритме, составление списков параметров по информации от блока управления, составление списка для выбора значений каждого параметра, выбор значений параметров по команде от интерфейса 2 пользователя. Одновременно при выборе значений параметров по команде от центрального блока 1 управления и обмена блок 11 осуществляет блокирование запоминающего блока 14 от совместного использования и копирование содержимого блока 14 в запоминающий блок 16, а блока 16 - в блок 18 для обеспечения возможности отката производимой операции. Если содержимое блока 14 не модифицировалось и данные не обрабатывались, то блоки 16 и 18 могут не содержать данных. Если данные из рабочей базы 10 данных еще не были затребованы на обработку, то блоки 16 и 18 не содержат информации (пустые). Кроме того, блок 32 проводит загрузку необходимого алгоритмического модуля и поиск необходимой функции, выдачу команд на блокирование данных, проверку корректности выбора параметров. Блок 32 осуществляет передачу блоку 34 исполнения задания адреса функции, данных, ссылок на блоки данных, а также формирует действия на возможный отказ от исполнения задания.Unit 30 controls the execution of tasks provides the formation of tasks for image processing, the execution of such tasks in multi-threaded mode and analysis of its results. It can work in 2 modes - debugging and regular. Accordingly, the image processing task generating unit 32 provides the following functions: analyzes the information about the algorithm, compiles lists of parameters according to information from the control unit, compiles a list for selecting the values of each parameter, selects parameter values by command from the user interface 2. At the same time, when selecting parameter values at a command from the central control and exchange unit 1, block 11 blocks the storage unit 14 from sharing and copies the contents of block 14 to the storage unit 16, and block 16 to the block 18 to enable rollback of the operation. If the contents of block 14 were not modified and the data was not processed, then blocks 16 and 18 may not contain data. If the data from the working database 10 data has not yet been requested for processing, then blocks 16 and 18 do not contain information (empty). In addition, block 32 downloads the necessary algorithmic module and searches for the necessary function, issues commands to block data, and checks the correctness of the choice of parameters. Block 32 transfers to the block 34 of the job job the address of the function, data, links to data blocks, and also generates actions for a possible refusal to run the job.

Блок 34 исполнения задания соответственно обеспечивает исполнение задания, изменение его приоритета, а также отражение степени завершенности. Блок 36 анализа результатов обработки осуществляет анализ результатов исполнения задания блока 34, выдачу команд на снятие блокировки данных и на создание нового контейнера данных блоком 50.Unit 34 execution of the task, respectively, provides the execution of the task, changing its priority, as well as a reflection of the degree of completion. Block 36 analysis of the results of processing analyzes the results of the execution of the task of block 34, issuing commands to unlock the data and create a new data container by block 50.

В состав блока 30 управления исполнением заданий входит блок 38 банка алгоритмических модулей, который обеспечивает хранение алгоритмических модулей и поиск модулей по запросу из блока 32 формирования задания на обработку изображения.The block 30 for controlling the execution of tasks includes a block 38 of a bank of algorithmic modules, which provides storage of algorithmic modules and search for modules upon request from block 32 for generating an image processing task.

Функции блока 50 управления и настройки состоят в формировании нового массива данных и служебной информации в базе 60 данных результатов обработки посредством интерфейсного блока 62 переменной структуры, а также соответствующую подготовку системной базы 20 данных и интерфейсного блока 21 системной базы данных. Функции интерфейсного блока 62 переменной структуры обеспечивают визуализацию, управление и сохранение данных, а также формирование резервных блоков данных для отката.The functions of the control and adjustment unit 50 consist in forming a new data and service information array in the data base 60 of the processing results through the interface unit 62 of the variable structure, as well as the corresponding preparation of the system database 20 and the interface unit 21 of the system database. The functions of the variable structure interface unit 62 provide for the visualization, management and storage of data, as well as the formation of redundant data blocks for rollback.

Интерфейсный блок 62 переменной структуры (так же, как и блок 11) предназначен для хранения данных в выделенной области оперативной памяти ЭВМ, предоставлении доступа к данным, освобождения оперативной памяти, занятой данными, а также для подсчета количества выданных ссылок для использования.The interface unit 62 of a variable structure (like block 11) is intended for storing data in a allocated area of mainframe memory, providing access to data, freeing up random access memory occupied by data, and also for counting the number of issued links for use.

Блок 40 визуализации поддерживает формирование изображения на экране дисплея 42, наложение в нужном порядке изображений от различных интерфейсов системы, а также изменение порядка формирования изображения на экране дисплея 42 по команде от центрального блока 1 управления и обмена.Block 40 visualization supports the formation of images on the screen of the display 42, the imposition in the desired order of images from various interfaces of the system, as well as changing the order of image formation on the screen of the display 42 by command from the central unit 1 of the control and exchange.

Патентуемая система может быть реализована в виде многомашинного комплекса, в зависимости от требований к производительности системы, поскольку она допускает параллельное выполнение операций и действий. При невысоких требованиях к производительности система или отдельные ее части могут быть реализованы на нескольких или на одной персональной ЭВМ. Патентуемые структурные принципы позволяют использовать современные принципы проектирования программ для реализации на одной персональной ЭВМ. Работоспособность патентуемой системы подтверждена опытной эксплуатацией ее программной модели, спроектированной для использования в среде Windows, позволяющей использовать OLE-технологию связывания и внедрения объектов, при этом такие блоки, как 11, 32 и 62 соответственно представлены как OLE-накопители.The patented system can be implemented in the form of a multi-machine complex, depending on the requirements for system performance, since it allows the parallel execution of operations and actions. With low performance requirements, the system or its individual parts can be implemented on several or on one personal computer. Patented structural principles allow the use of modern principles of program design for implementation on one personal computer. The performance of the patented system is confirmed by the pilot operation of its software model, designed for use in the Windows environment, which allows the use of OLE technology for linking and embedding objects, while blocks such as 11, 32, and 62 are respectively represented as OLE drives.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Изображение, или числовая матрица, или последовательность изображений, подлежащие по выбору пользователя обработке и анализу, по команде центрального блока 1 управления и обмена и интерфейсного блока 11 рабочей базы данных считывается из запоминающего блока 12 длительного хранения в запоминающий блок 14, в котором с помощью протоколов согласования данных формируется содержимое рабочей базы 10 данных для этого изображения.An image, or a numerical matrix, or a sequence of images, to be processed and analyzed by the user’s choice, is read out from the storage unit 12 for long-term storage to the storage unit 14, in which, using protocols, by the command of the central control and exchange unit 1 of the working database data coordination the contents of the working database 10 data is formed for this image.

Далее, центральным блоком 1 управления и обмена выдается команда системной базе 20 данных на выбор необходимого алгоритма для обработки данного изображения, сохраняемого в блоке 14. Запрос алгоритма формируется через интерфейсный блок 21 системной базы данных и диспетчер 22 из баз данных 23, 24, 25 и 26. Алгоритм выбирается из каталога, находится по ключевому слову или более сложному запросу.Next, the central control and exchange unit 1 issues a command to the system database 20 to select the necessary algorithm for processing the image stored in block 14. The algorithm request is generated through the interface unit 21 of the system database and the dispatcher 22 from the databases 23, 24, 25 and 26. The algorithm is selected from the catalog, located by keyword or more complex query.

Информация о найденном алгоритме через центральный блок 1 управления и обмена поступает в блок 30 управления исполнением заданий и передается блоку 32 формирования задания на обработку изображения. Блок 32 предоставляет пользователю выбор параметров алгоритма из подготовленных списков возможных вариантов. Эти списки формируются центральным блоком 1 управления и обмена по информации о типе параметра и дополнительных ограничениях на свойства этого параметра. Так, например, если указывается число соседей (“связность”) каждого пиксела, то возможны только три варианта: 4, 6 и 8. Блок 32 фиксирует выбор пользователя, блокирует использованные данные от постороннего доступа (из другого задания), находит программный модуль в блоке 38 банка алгоритмических модулей и передает задание на исполнение в блок 34. Блок 34 исполнения задания контролирует исполнение задания и позволяет увеличить или уменьшить его приоритет (одновременно могут исполняться несколько заданий), показывает степень завершенности задания. После завершения исполнения задания блок 34 передает результаты в блок 36 анализа результатов обработки.Information about the algorithm found through the central control and exchange unit 1 is supplied to the task execution control unit 30 and transmitted to the image processing task generating unit 32. Block 32 provides the user with a choice of algorithm parameters from prepared lists of possible options. These lists are formed by the central control and exchange unit 1 according to information about the type of parameter and additional restrictions on the properties of this parameter. So, for example, if the number of neighbors (“connectivity”) of each pixel is indicated, then only three options are possible: 4, 6 and 8. Block 32 captures the user's choice, blocks the data used from unauthorized access (from another task), finds the program module in block 38 of the bank of algorithmic modules and transmits the task for execution to block 34. The block 34 of the task execution controls the execution of the task and allows to increase or decrease its priority (several tasks can be executed at the same time), shows the degree of completion of the task I. After completion of the task, block 34 transfers the results to block 36 analyzing the results of processing.

Блок 36 анализирует результат окончания работы алгоритма и передает команду на освобождение заблокированных данных. Если результатом работы является новое содержимое запоминающего блока 64 данных результата обработки, то блок 36 анализа передает команду блоку 50 управления и настройки.Block 36 analyzes the result of the end of the algorithm and sends a command to release the locked data. If the result of the work is the new contents of the storage unit 64 of the data of the processing result, then the analysis unit 36 transmits a command to the control and adjustment unit 50.

Для этого блок 50 управления и настройки из запоминающего блока 64 данных результата обработки запрашивает информацию о типе данных, по которой центральный блок 1 управления и обмена подбирает настройку интерфейсного блока 62 переменной структуры, благодаря чему впоследствии и создается новый массив данных и служебной информации в базе 60 данных результатов обработки. При необходимости этот массив в базе 60 данных результатов обработки может быть использован в следующем задании или сохранен в запоминающем блоке 12 длительного хранения. Результатом работы является как обработанное изображение, так и последовательность операций (алгоритмов, заданий), использованная для синтеза этого изображения. Эта последовательность может быть сохранена в системной базе 20 данных, посредством интерфейсного блока 21 и диспетчера 22 системной базы данных в соответствующих базах данных как новый алгоритм обработки, добавляемый набору допустимых преобразований.To this end, the control and adjustment unit 50 from the data storage unit 64 of the processing result requests information about the data type, according to which the central control and exchange unit 1 selects the settings of the variable structure interface unit 62, which subsequently creates a new array of data and service information in the database 60 data processing results. If necessary, this array in the database 60 of the data of the processing results can be used in the next task or stored in the storage unit 12 for long-term storage. The result of the work is both the processed image and the sequence of operations (algorithms, tasks) used to synthesize this image. This sequence can be stored in the system database 20, by means of the interface unit 21 and the system database manager 22 in the respective databases as a new processing algorithm added to the set of valid transformations.

Блок 40 визуализации в процессе функционирования системы позволяет сформировать результирующий вид совокупности данных для вывода на дисплей 42. Результирующий вид формируется как совокупность окон, каждое из которых содержит один из результатов визуализации данных или результат работы служебного накопителя (например, информационного). Типичный вид окна оболочки системы, реализованной в операционной системе семейства Windows, представлен на фиг.2. Видно, что верхняя часть экрана представляет собой меню и панель инструментов для управления активным окном, в центральной части экрана размещены панели системной базы 20 данных, блока 34 исполнения задания, а также ряд изображений, визуализированных графически и в виде таблицы чисел (базы 10 и 60 данных).Block 40 visualization in the process of functioning of the system allows you to generate the resulting view of the data set for display 42. The resulting view is formed as a set of windows, each of which contains one of the results of the data visualization or the result of the work of the service drive (for example, information). A typical view of the shell window of a system implemented in an operating system of the Windows family is shown in FIG. 2. It can be seen that the upper part of the screen is a menu and a toolbar for managing the active window, in the central part of the screen there are panels of the system database 20, task execution unit 34, as well as a number of images visualized graphically and in the form of a table of numbers (bases 10 and 60 data).

Система с помощью объектных библиотек (блок 38 банка алгоритмических модулей) и дополнительной информации в системной базе 20 данных (базы данных 23, 24, 25 и 26) поддерживает операции чтения, распределения в памяти, сохранения, копирования со следующими типами объектов: векторы (целые числа, действительные числа с плавающей запятой), матрицы (целые числа, действительные числа с плавающей запятой, структурные), изображения (1-, 4-, 8-, 16-, 24-, 32-бит/пиксел) в форматах BMP, TIFF, PCX, JPEG (чтение и сохранение для TIFF, PCX, JPEG), фрагменты векторов и матриц. Система включает, в частности, следующие базовые средства для обработки изображений: аффинные преобразования, преобразования Фурье, Габора, вейвлет-преобразования; матричную фильтрацию, выделение яркостных переходов и контуров, методы сегментации, морфологические операции, методы анализа текстур, алгоритмы факторного анализа, алгоритмы распознавания и принятия решений.The system with the help of object libraries (block 38 of the bank of algorithmic modules) and additional information in the system database 20 (databases 23, 24, 25 and 26) supports reading, distribution in memory, saving, copying with the following types of objects: vectors (integer numbers, real floating-point numbers), matrices (integers, real floating-point numbers, structural), images (1-, 4-, 8-, 16-, 24-, 32-bit / pixel) in BMP formats, TIFF, PCX, JPEG (reading and saving for TIFF, PCX, JPEG), fragments of vectors and matrices. The system includes, in particular, the following basic tools for image processing: affine transforms, Fourier transforms, Gabor transforms, wavelet transforms; matrix filtering, separation of brightness transitions and contours, segmentation methods, morphological operations, texture analysis methods, factor analysis algorithms, recognition and decision-making algorithms.

По технологии plug-in в систему в процессе эксплуатации могут быть добавлены новые алгоритмы обработки, преобразования, анализа и распознавания изображений, средства визуализации, расширенные средства поиска в базе данных. Это осуществляется без изменения основы системы (управляющих связей и архитектуры) с сохранением уже накопленных знаний в базах данных (их количество также может быть увеличено). Так, например, удачная последовательность алгоритмов анализа изображений может быть добавлена как новый алгоритм с описанием, указывающим рекомендуемые области компетенции.Using plug-in technology, new algorithms for processing, converting, analyzing and recognizing images, visualization tools, and advanced database search tools can be added to the system during operation. This is done without changing the basis of the system (control connections and architecture) while preserving the already accumulated knowledge in the databases (their number can also be increased). For example, a successful sequence of image analysis algorithms can be added as a new algorithm with a description indicating recommended areas of competence.

Таким образом, в процессе использования системы количество алгоритмов растет, расширяется также и информация о них в базах данных, добавляются новые описания, необходимые для поиска и использования алгоритмов, что расширяет возможности системы.Thus, in the process of using the system, the number of algorithms grows, the information about them in the databases also expands, new descriptions are needed to search and use the algorithms, which extends the capabilities of the system.

Патентуемый объект реализован в открытой системе “Черный квадрат. Версия 1.1”, предназначенной для автоматизации научных исследований в области обработки, анализа и распознавания изображений на базе ПЭВМ.The patented object is implemented in the open system “Black Square. Version 1.1 ”, designed to automate scientific research in the field of processing, analysis and recognition of images based on PC.

Claims (5)

1. Открытая система для автоматизации обработки, анализа и распознавания изображений, включающая блок исполнения задания, связанный своими выходами с базой данных результатов обработки и с блоком анализа результатов обработки, средства визуализации с дисплеем, отличающаяся тем, что в нее введены центральный блок управления и обмена, интерфейс пользователя, рабочая база данных, запоминающий блок длительного хранения, системная база данных, блок управления исполнением заданий, блок визуализации и блок управления и настройки, связанный двунаправленными шинами передачи управляющих и информационных сигналов с управляющим входом-выходом базы данных результатов обработки и с первым входом-выходом центрального блока управления и обмена, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы-выходы которого соединены отдельными двунаправленными шинами соответственно с первым выходом-входом блока управления исполнением заданий, выходом-входом системной базы данных, выходом-входом блока визуализации, выходом-входом интерфейса пользователя и первым выходом-входом рабочей базы данных, второй вход-выход которой подключен к управляющему выходу-входу запоминающего блока длительного хранения, информационный выход-вход которого подсоединен к информационному входу-выходу рабочей базы данных, связанной своим выходом с первым входом блока визуализации, выход которого подключен ко входу дисплея, а второй и третий входы - к выходу системной базы данных и, соответственно, к третьему выходу блока исполнения задания, первый выход которого подсоединен ко входу блока анализа результатов обработки, а второй - ко входу базы данных результатов обработки, связанной своим выходом со входом запоминающего блока длительного хранения, выход блока анализа результатов обработки соединен со входом центрального блока управления и обмена, управляющий выход которого подключен к управляющему входу блока управления исполнением заданий, подсоединенного своим управляющим выходом к управляющему входу, а вторым выходом-входом - ко входу-выходу блока исполнения задания.1. An open system for automating processing, analysis and recognition of images, including a task execution unit, connected with its outputs to a database of processing results and to a unit for analyzing processing results, visualization tools with a display, characterized in that a central control and exchange unit is introduced into it , user interface, working database, long-term storage unit, system database, task execution control unit, visualization unit and control and tuning unit directional transmission buses of control and information signals with a control input-output of the database of processing results and with the first input-output of the central control and exchange unit, the second, third, fourth, fifth and sixth inputs and outputs of which are connected by separate bi-directional buses, respectively, with the first output the input of the control unit for the execution of tasks, the output-input of the system database, the output-input of the visualization block, the output-input of the user interface and the first output-input of the working database o, the second input-output of which is connected to the control output of the storage unit for long-term storage, the information output of which is connected to the information input-output of the working database, connected by its output to the first input of the visualization unit, the output of which is connected to the display input, and the second and third inputs - to the output of the system database and, accordingly, to the third output of the task execution unit, the first output of which is connected to the input of the processing results analysis unit, and the second - to the database input the processing results associated with its output with the input of the long-term storage unit, the output of the processing results analysis unit is connected to the input of the central control and exchange unit, the control output of which is connected to the control input of the job control unit connected to its control output by the control input, and by the second output -input - to the input-output block of the job. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления исполнением заданий содержит блок формирования задания на обработку изображения и блок банка алгоритмических модулей, управляющий вход которого связан с первым управляющим выходом блока формирования задания на обработку изображения, а выход-вход является вторым выходом-входом блока управления исполнением заданий, первым выходом-входом и управляющим входом которого являются соответственно выход-вход и управляющий вход блока формирования задания на обработку изображения, второй управляющий выход которого является управляющим выходом блока управления исполнением заданий.2. The system according to claim 1, characterized in that the task execution control unit comprises an image processing task formation unit and an algorithm module bank unit, the control input of which is connected to the first control output of the image processing task formation unit, and the output-input is the second the output-input of the job execution control unit, the first output-input and control input of which are the output-input and control input of the image processing task forming unit, the second whose control output is the control output of the job execution control unit. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что системная база данных содержит интерфейсный блок системной базы данных, диспетчер системной базы данных, базу данных алгоритмов, базу данных программных модулей, базу данных типов параметров и базу данных каталогов, первый выход-вход и выход интерфейсного блока являются соответственно выходом-входом и выходом системной базы данных, а второй выход-вход интерфейсного блока связан с первым входом-выходом диспетчера системной базы данных, второй, третий, четвертый и пятый входы-выходы которого соединены отдельными двунаправленными шинами с выходами-входами соответственно базы данных алгоритмов, базы данных программных модулей, базы данных типов параметров и базы данных каталогов.3. The system according to claim 1, characterized in that the system database comprises an interface unit of the system database, a system database manager, an algorithm database, a program module database, a parameter types database and a directory database, a first output-input, and the output of the interface unit is respectively the output-input and output of the system database, and the second output-input of the interface unit is connected to the first input-output of the system database manager, the second, third, fourth and fifth inputs and outputs of which are connected separate bi-directional buses with outputs-inputs respectively of a database of algorithms, a database of software modules, a database of parameter types, and a database of catalogs. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что рабочая база данных содержит интерфейсный блок рабочей базы данных и последовательно соединенные двунаправленными шинами запоминающий блок, запоминающий блок данных для отката и запоминающий блок данных для глубокого отката, управляющие входы которых подключены к управляющему выходу интерфейсного блока, первый выход-вход и выход которого являются соответственно первым выходом-входом и выходом рабочей базы данных, вторым входом-выходом которой является второй выход-вход интерфейсного блока, третий выход-вход которого связан с первым информационным входом-выходом запоминающего блока, второй информационный вход-выход которого является информационным входом-выходом рабочей базы данных.4. The system according to claim 1, characterized in that the working database comprises an interface unit of the working database and a memory unit, a data unit for rollback and a data unit for deep rollback connected in series with bi-directional buses, the control inputs of which are connected to the control output of the interface block, the first output-input and output of which are respectively the first output-input and output of the working database, the second input-output of which is the second output-input of the interface unit, t the second output-input of which is connected with the first information input-output of the storage unit, the second information input-output of which is the information input-output of the working database. 5. Система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что база данных результатов обработки содержит взаимосвязанные двунаправленной шиной интерфейсный блок переменной структуры и запоминающий блок данных результата обработки, вход которого является входом базы данных результатов обработки, выход интерфейсного блока переменной структуры является выходом базы данных результатов обработки, а управляющий вход-выход - управляющим входом-выходом базы данных результатов обработки.5. The system according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the database of processing results contains a variable structure interface unit interconnected by a bi-directional bus and a processing result data block, the input of which is the input of the processing result database, the output of the variable structure interface unit is the output of the processing result database, and the control input-output - controlling input-output of the database of processing results.
RU2003107587/09A 2003-03-20 2003-03-20 Open system for automation of processing, analysis and recognition of images RU2242047C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107587/09A RU2242047C1 (en) 2003-03-20 2003-03-20 Open system for automation of processing, analysis and recognition of images

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003107587/09A RU2242047C1 (en) 2003-03-20 2003-03-20 Open system for automation of processing, analysis and recognition of images

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2242047C1 true RU2242047C1 (en) 2004-12-10
RU2003107587A RU2003107587A (en) 2004-12-20

Family

ID=34387744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003107587/09A RU2242047C1 (en) 2003-03-20 2003-03-20 Open system for automation of processing, analysis and recognition of images

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2242047C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509365C2 (en) * 2009-07-17 2014-03-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Image processing method and apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГУРЕВИЧ И.Б. Проблема распознавания изображений // Распознавание, классификация, прогноз. Математические методы и их применение. Ежегодник / Под ред. Ю.И. Журавлёва. – М.: Наука, 1989, вып. 1, с. 280-329. ГУРЕВИЧ И.Б. и др. Системы автоматизации научных исследований в области анализа и понимания изображений на основе накопления и использования знаний. Ч. 1. Автометрия. - 1999, № 6, с. 23-50. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509365C2 (en) * 2009-07-17 2014-03-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Image processing method and apparatus
US8934025B2 (en) 2009-07-17 2015-01-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for processing image

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Reja et al. Computer vision-based construction progress monitoring
Turk et al. yt: A multi-code analysis toolkit for astrophysical simulation data
Aji et al. Demonstration of Hadoop-GIS: a spatial data warehousing system over MapReduce
DE102021113690A1 (en) VIDEO SYNTHESIS USING ONE OR MORE NEURAL NETWORKS
Discher et al. Concepts and techniques for web-based visualization and processing of massive 3D point clouds with semantics
Gurevich et al. Descriptive approach to image analysis: Image formalization space
Eldawy et al. The ecosystem of SpatialHadoop
JP2005528681A (en) Method and apparatus for integrated multi-scale 3D image documentation and navigation
JP3369734B2 (en) Three-dimensional computer-aided design apparatus and method
Yu et al. Scalable parallel distance field construction for large-scale applications
RU2242047C1 (en) Open system for automation of processing, analysis and recognition of images
Stolte et al. Parallel spatial enumeration of implicit surfaces using interval arithmetic for octree generation and its direct visualization
RU30206U1 (en) OPEN SYSTEM FOR AUTOMATION OF PROCESSING, ANALYSIS AND RECOGNITION OF IMAGES
Auber et al. Interactive refinement of multi-scale network clusterings
JP2003067186A (en) Automatic generation method for data flow
Joy Massive data visualization: A survey
Verma et al. Statistical Visualization of Big Data Through Hadoop Streaming in RStudio
Kawamura et al. Algebraic design of multi-dimensional transfer function using transfer function synthesizer
JP2017504091A (en) Continuous image processing
CN116185377A (en) Optimization method and device for calculation graph and related product
CN114491690A (en) Techniques for training a machine learning model to modify portions of a shape when generating a design of a three-dimensional object
JP6942007B2 (en) Image processing equipment and programs
WO2020056107A1 (en) Automated simulation pipeline for fast simulation driven computer aided design
Levialdi Programming image processing machines
Vrolijk et al. Fast time-dependent isosurface extraction and rendering

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130321