RU2450355C1 - Method of closing object contours on mesh halftone matrix - Google Patents

Method of closing object contours on mesh halftone matrix Download PDF

Info

Publication number
RU2450355C1
RU2450355C1 RU2011106733/08A RU2011106733A RU2450355C1 RU 2450355 C1 RU2450355 C1 RU 2450355C1 RU 2011106733/08 A RU2011106733/08 A RU 2011106733/08A RU 2011106733 A RU2011106733 A RU 2011106733A RU 2450355 C1 RU2450355 C1 RU 2450355C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
contour
forming element
size
image
matrix
Prior art date
Application number
RU2011106733/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Григорьевич Якунин (RU)
Алексей Григорьевич Якунин
Алексей Леонидович Ненашев (RU)
Алексей Леонидович Ненашев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ)
Priority to RU2011106733/08A priority Critical patent/RU2450355C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450355C1 publication Critical patent/RU2450355C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: in the method, the size of a structure-forming element is selected equal to one element of a mesh halftone matrix; that size is increased at end points of fragments of the initial contour until the region of the structure-forming element covers the end point of the closest fragment of the initial contour, after which end points are connected by a straight line; the size of the structure-forming element is once more set equal to one element of the mesh halftone matrix and moved to the end point of the next fragment of the initial contour.
EFFECT: eliminating contour abruption on a mesh halftone matrix.
2 dwg

Description

Изобретение относится к системам технического зрения и может быть использовано в качестве процесса предварительной обработки изображения для устранения разрывов контуров объектов на матрицах полутоновых растровых изображений видеокамер при распознавании объектов.The invention relates to systems of technical vision and can be used as a process of preliminary processing of the image to eliminate gaps in the contours of objects on the matrices of grayscale raster images of cameras when recognizing objects.

Реальные растровые изображения, получаемые с ПЗС-матриц видеокамер, могут содержать затененные и засвеченные участки. Поэтому при оконтуривании объектов в контурах могут возникать разрывы различного размера.Actual bitmap images obtained from CCD video camera matrices may contain shaded and illuminated areas. Therefore, when contouring objects in contours, gaps of various sizes can occur.

Известен способ устранения разрывов контуров изображения объектов, основанный на приеме дилатации, включающий последовательное перемещение заранее заданного структурообразующего элемента по исходному контуру путем скольжения этого элемента по границе контура объекта и замыкание разрывов контура объекта перекрытием их мостиками. При этом в качестве структурообразующего элемента можно использовать круг размера, сопоставимого с размерами разрывов (Гонсалес, Р.Вудс. Цифровая Обработка Изображений. / Перевод с английского под редакцией П.А.Чочиа. - М.: Техносфера, 2005. - С.753).There is a method of eliminating the gaps in the contours of the image of objects, based on the method of dilatation, which includes the sequential movement of a predetermined structure-forming element along the initial contour by sliding this element along the boundary of the contour of the object and closing the discontinuities of the contour of the object by overlapping them with bridges. Moreover, as a structure-forming element, you can use a circle of a size comparable to the size of the gaps (Gonzalez, R. Woods. Digital Image Processing. / Translation from English, edited by P.A. Chochia. - M .: Technosphere, 2005. - P.753 )

Основной недостаток способа устранения разрывов контура на основе операции дилатации заключается в недостаточной точности, так как он приводит к расширению границ объекта, в результате чего контур замыкают не по исходной линии, а по контуру утолщенной границы, что не соответствует действительности.The main disadvantage of the method for eliminating contour discontinuities based on the dilatation operation is insufficient accuracy, since it leads to the extension of the boundaries of the object, as a result of which the contour is closed not along the initial line, but along the contour of the thickened border, which is not true.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу (прототипом) является способ замыкания контуров изображения объектов, основанный на совокупности последовательного применения к изображению приемов дилатации и эрозии, включающий последовательное перемещение заранее заданного структурообразующего элемента по исходному контуру. Этот способ замыкания устраняет основной недостаток вышеописанного способа, основанного на дилатации. Он проявляет тенденцию к сглаживанию участков контуров применительно к матрице полутонового растрового изображения, при этом ликвидирует небольшие разрывы. Структурообразующий элемент используют произвольного размера и формы. Последовательное перемещение заранее заданного структурообразующего элемента по исходному контуру изображения заключается в первоначальном скольжении структурообразующего элемента для устранения разрывов контура изображения, с применением дилатации, при расширении границ контура и последующее скольжение того же структурообразующего элемента в том же или обратном направлении, с применением эрозии, для сужения границ контура изображения, что позволяет вернуть положение границ контура на первоначальное место. В результате применения способа замыкания создают сглаженный замкнутый контур изображения объекта (Гонсалес, Р.Вудс. Цифровая Обработка Изображений. / Перевод с английского под редакцией П.А.Чочиа. - М.: Техносфера, 2005. - С.759-760).The closest in technical essence to the claimed method (prototype) is a method of closing the contours of the image of objects, based on the combination of successive application of dilatation and erosion techniques to the image, including the sequential movement of a predetermined structure-forming element along the initial circuit. This closure method eliminates the main disadvantage of the dilatation method described above. It tends to smooth out contour sections as applied to the halftone raster image matrix, while eliminating small gaps. Structural element using arbitrary size and shape. The sequential movement of a predetermined structure-forming element along the original image contour consists in the initial sliding of the structure-forming element to eliminate discontinuities in the image contour, using dilatation, while expanding the boundaries of the contour and the subsequent sliding of the same structure-forming element in the same or reverse direction, using erosion, to narrow boundaries of the image contour, which allows you to return the position of the boundaries of the contour to its original place. As a result of applying the closure method, a smoothed closed contour of the image of the object is created (Gonzalez, R. Woods. Digital Image Processing. / Translation from English edited by P.A. Chochia. - M .: Technosphere, 2005. - S.759-760).

Однако быстродействие данного процесса замыкания контуров изображения объектов является недостаточным из-за длительности времени обработки, обусловленного, во-первых, необходимостью применения ресурсоемких приемов операций дилатации и эрозии, требующих проведения вычислений по всей области структурообразующего элемента в каждой точке контура, во-вторых, необходимостью подбора размера структурообразующего элемента многократным повторением процесса замыкания при стремлении сохранить мелкие детали, так как разрыв, размер которого больше, чем размер выбранного заранее и используемого при выполнении способа структурообразующего элемента, не устраняется, а все мелкие детали на контуре изображения, размер которых не превышает размер структурообразующего элемента, теряются из-за сглаживания контура в результате выполнения процесса замыкания.However, the speed of this process of closing the contours of the image of objects is insufficient due to the length of the processing time, due, firstly, to the use of resource-intensive methods of dilatation and erosion operations, which require calculations across the entire area of the structure-forming element at each point of the contour, and secondly, the need selection of the size of the structure-forming element by repeated repetition of the closure process, while striving to preserve small details, since there is a gap whose size olshe than the size selected in advance and used when performing a structure-element method is not eliminated, and all the small details in the image circuit, whose size does not exceed the size of the structure-forming element, is lost due to the smoothing circuit as a result of the closure process.

В основе изобретения лежит задача повышения быстродействия процесса замыкания контуров изображения объектов, во-первых, путем обеспечения возможности устранения разрывов произвольных размеров контуров изображения объектов при минимальных затратах времени обработки и, во-вторых, путем обеспечения сохранности детализации и местоположения исходных фрагментов контуров изображения объектов также при минимальных затратах времени обработки без необходимости повторения замыкания контура с разными размерами структурообразующего элемента.The basis of the invention is the task of improving the speed of the process of closing the contours of the image of objects, firstly, by making it possible to eliminate gaps in arbitrary sizes of the contours of the image of objects with minimal processing time and, secondly, by ensuring the safety of detail and the location of the original fragments of the image contours of objects with minimal processing time without the need for repeating circuit closure with different sizes of the structure-forming element that one.

Решение данной задачи достигается тем, что в способе замыкания контуров на матрице полутонового растрового изображения путем последовательного перемещения заранее заданного структурообразующего элемента по исходному контуру, согласно изобретению размер структурообразующего элемента выбирают равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения, в концевых точках фрагментов исходного контура этот размер увеличивают до тех пор, пока область структурообразующего элемента не захватит концевую точку близлежащего фрагмента исходного контура, после чего эти концевые точки соединяют между собой прямой линией. Снова размер структурообразующего элемента устанавливают равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения и перемещают в концевую точку очередного фрагмента исходного контура, продолжая процесс до обработки всех фрагментов исходного контура.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of closing the contours on the halftone raster image matrix by sequentially moving a predetermined structure-forming element along the initial contour, according to the invention, the size of the structure-forming element is chosen equal to one element of the halftone raster image matrix, this size is increased at the end points of the fragments of the initial contour until the region of the structure-forming element captures the endpoint of a nearby fragment initial contour-coagulant, whereupon these end points interconnected by a straight line. Again, the size of the structure-forming element is set equal to one element of the matrix of the halftone bitmap image and is moved to the end point of the next fragment of the original contour, continuing the process until all fragments of the original contour are processed.

Устранение разрывов произвольных размеров контуров изображения объектов обусловлено тем, что размер структурообразующего элемента увеличивают до нужной величины во время осуществления процесса замыкания.Elimination of gaps in arbitrary sizes of the image contours of objects is due to the fact that the size of the structure-forming element is increased to the desired value during the closure process.

Сохранность детализации и местоположения исходных фрагментов контуров изображения объектов обусловлена тем, что размер структурообразующего элемента при его перемещении вдоль непрерывных участков контура минимален и равен одному элементу изображения на матрице полутонового растрового изображения, и не требуется последовательное применение ресурсоемких приемов дилатации и эрозии.Preservation of detail and the location of the initial fragments of the image contours of objects is due to the fact that the size of the structure-forming element when moving along continuous sections of the contour is minimal and equal to one image element on a grayscale raster image matrix, and consistent application of resource-intensive methods of dilatation and erosion is not required.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан пример исходного разорванного контура изображения, а на фи.2 - результат замыкания этого контура предлагаемым способом.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an example of an initial broken image contour, and in Fig. 2, the result of closing this contour by the proposed method.

Способ замыкания контуров объектов на матрице полутонового растрового изображения заключается в выборе размера структурообразующего элемента равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения, осуществлении последовательного перемещения структурообразующего элемента по исходному контуру, увеличении размера структурообразующего элемента до тех пор, пока область последнего не захватит концевую точку близлежащего фрагмента исходного контура, соединении этих концевых точек между собой прямой линией, последующем установлении размера структурообразующего элемента равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения и перемещении в концевую точку очередного фрагмента исходного контура, продолжая процесс до обработки всех фрагментов исходного контура.A method for locking the contours of objects on a halftone raster image matrix is to select the size of the structure-forming element equal to one element of the matrix of the halftone raster image, sequentially move the structure-forming element along the initial contour, increase the size of the structure-forming element until the region of the latter captures the end point of a nearby fragment of the original contour, connecting these endpoints with each other by a straight line, followed by setting the size of the structure-forming element equal to one matrix element of the halftone bitmap image and moving to the end point of the next fragment of the original contour, continuing the process until all fragments of the original contour are processed.

Способ замыкания контуров объектов на матрице полутонового растрового изображения осуществляется следующим образом.The method of closing the contours of objects on the matrix of a grayscale raster image is as follows.

Изначально на матрице полутонового растрового изображения на множестве разорванных фрагментов исходного контура (фиг.1) выбирают произвольную точку. Поскольку начальная произвольная точка может оказаться не концевой, положим, что перемещение структурообразующего элемента выполняют по часовой стрелке. Размер структурообразующего элемента задают равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения, то есть одному пикселю.Initially, an arbitrary point is selected on the grayscale raster image matrix on the set of torn fragments of the original contour (Fig. 1). Since the initial arbitrary point may turn out to be non-terminal, we assume that the movement of the structure-forming element is performed clockwise. The size of the structure-forming element is set equal to one matrix element of the grayscale bitmap image, that is, to one pixel.

Осуществляют последовательное перемещение заранее заданного структурообразующего элемента, который, в отличие от прототипа, изначально вырожден в одну точку, по исходному контуру. В процессе такого перемещения отмечают все пройденные точки, продолжая процесс до тех пор, пока структурообразующий элемент не достигнет концевой точки. Если ширина разрыва контура составляет один элемент изображения, разрыв устраняют путем перемещения структурообразующего элемента в такую точку относительно текущей, в которой она будет одновременно касаться концевых точек уже пройденного и очередного фрагмента контура. Затем этот элемент перемещают в конечную точку очередного фрагмента контура и процесс замыкания продолжают. Таким образом, пока разрывы контура не превышают по ширине одного элемента изображения, линия замкнутого контура в точности повторяет линии исходных фрагментов, сохраняя все их детали. При этом время замыкания является минимальным, поскольку для замыкания малых разрывов и перемещения по контуру достаточно на каждом шаге тестировать на изображении контура не более семи точек, смежных с текущей.Carry out a sequential movement of a predetermined structure-forming element, which, in contrast to the prototype, is initially degenerate to one point along the initial contour. In the process of such movement, all the passed points are noted, continuing the process until the structure-forming element reaches the end point. If the width of the contour gap is one image element, the gap is eliminated by moving the structure-forming element to a point relative to the current one, in which it will simultaneously touch the end points of the already passed and the next contour fragment. Then this element is moved to the end point of the next contour fragment and the closure process is continued. Thus, while the contour breaks do not exceed the width of one image element, the line of the closed contour exactly repeats the lines of the original fragments, preserving all their details. In this case, the closing time is minimal, since for closing small gaps and moving along the contour, it is sufficient at each step to test on the contour image no more than seven points adjacent to the current one.

Если структурообразующий элемент перемещают до разрыва, размер которого превышает один элемент изображения, запоминают значение координаты концевой точки начала такого разрыва. Далее из этой точки фрагмента исходного контура производят локацию, то есть поиск, путем увеличения размера структурообразующего элемента до тех пор, пока не обнаружат попадание в его область концевой точки близлежащего очередного фрагмента исходного контура. Форму увеличивающегося в размерах структурообразующего элемента устанавливают в общем случае произвольной, в частности, имеющей вид сектора с центром в концевой точке, центральный угол которого определяют предполагаемой формой контура. Если информация о форме контура отсутствует, увеличивающийся в размерах структурообразующий элемент может иметь вид круга с центром в концевой точке. После попадания в область локации концевой точки другого фрагмента контура, концевую точку фрагмента исходного контура соединяют с найденной концевой точкой близлежащего очередного фрагмента исходного контура прямой линией.If the structure-forming element is moved to a gap larger than one image element, the coordinate value of the end point of the beginning of such a gap is stored. Then, from this point of the fragment of the initial contour, a location is made, that is, a search is made by increasing the size of the structure-forming element until the endpoint of the next regular fragment of the initial contour is hit in its region. The shape of the structure-forming element increasing in size is generally set arbitrary, in particular, having the form of a sector with a center at the end point, the central angle of which is determined by the assumed shape of the contour. If there is no information about the shape of the contour, the structure-forming element increasing in size may take the form of a circle centered at the end point. After the endpoint of another contour fragment enters the location region, the endpoint of the initial contour fragment is connected with the found endpoint of the next next fragment of the initial contour by a straight line.

Далее структурообразующий элемент переносят в найденную концевую точку очередного фрагмента исходного контура изображения, его размер снова задают равным одному пикселю и продолжают операцию перемещения вдоль контура, начиная с найденной концевой точки очередного фрагмента. Таким образом устраняют все обнаруженные разрывы на каждом фрагменте исходного контура объекта на матрице полутонового растрового изображения. Процесс продолжают до тех пор, пока не останется ни одной не обработанной концевой точки, к которой бы не было применено замыкание и пока структурообразующий элемент не вернется в исходную точку. Таким образом, исходный контур замыкают во всех местах обнаруженных разрывов (фиг.2).Next, the structure-forming element is transferred to the found endpoint of the next fragment of the original image contour, its size is again set to one pixel and the operation of moving along the contour continues, starting from the found endpoint of the next fragment. In this way, all detected gaps on each fragment of the initial object contour on the halftone raster image matrix are eliminated. The process is continued until there is not a single untreated endpoint left to which the closure would not be applied and until the structure-forming element returns to the starting point. Thus, the original circuit is closed in all places of the detected gaps (figure 2).

Использование предлагаемого метода позволяет обеспечить качественное и эффективное устранение разрывов контуров на матрице полутонового растрового изображения при наименьшей трудоемкости и без потери детализации на имеющихся фрагментах контура исходного объекта, что позволяет наиболее точно распознавать объекты на матрице полутонового растрового изображения видеокамеры. Очевидно, как следует из вышеприведенного описания, такие контуры должны представлять собой неветвящиеся структуры, соответствовать выпуклым объектам и иметь толщину линии в один пиксель.Using the proposed method allows us to ensure high-quality and effective elimination of contour gaps on the halftone raster image matrix with the least complexity and without loss of detail on existing fragments of the source object's contour, which allows the most accurate recognition of objects on the halftone raster image matrix of the camera. Obviously, as follows from the above description, such contours should be non-branching structures, correspond to convex objects and have a line thickness of one pixel.

Claims (1)

Способ замыкания контуров на матрице полутонового растрового изображения путем последовательного перемещения заранее заданного структурообразующего элемента по исходному контуру, отличающийся тем, что размер структурообразующего элемента выбирают равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения, в концевых точках фрагментов исходного контура этот размер увеличивают до тех пор, пока область структурообразующего элемента не захватит концевую точку близлежащего фрагмента исходного контура, после чего эти концевые точки соединяют между собой прямой линией, снова размер структурообразующего элемента устанавливают равным одному элементу матрицы полутонового растрового изображения и перемещают в концевую точку очередного фрагмента исходного контура, продолжая процесс до обработки всех фрагментов исходного контура. A method for locking contours on a halftone raster image matrix by sequentially moving a predetermined structure-forming element along the original contour, characterized in that the size of the structure-forming element is chosen equal to one element of the halftone raster image matrix, this size is increased at the end points of the fragments of the initial contour until the region structure-forming element does not capture the endpoint of a nearby fragment of the original contour, after which these end e points are connected by a straight line, again the size of the structure-forming element is set equal to one element of the matrix of a halftone bitmap image and moved to the end point of the next fragment of the original path, continuing the process until all fragments of the original path are processed.
RU2011106733/08A 2011-02-22 2011-02-22 Method of closing object contours on mesh halftone matrix RU2450355C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106733/08A RU2450355C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Method of closing object contours on mesh halftone matrix

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011106733/08A RU2450355C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Method of closing object contours on mesh halftone matrix

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2450355C1 true RU2450355C1 (en) 2012-05-10

Family

ID=46312397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011106733/08A RU2450355C1 (en) 2011-02-22 2011-02-22 Method of closing object contours on mesh halftone matrix

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450355C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0282972A2 (en) * 1987-03-16 1988-09-21 Kabushiki Kaisha Meidensha Image contour detecting apparatus
US5343244A (en) * 1989-10-18 1994-08-30 Sony Corporation Video signal processing apparatus for use with a video camera
RU2126598C1 (en) * 1993-11-16 1999-02-20 Кузнецов Юрий Вениаминович Method and device for adaptive rendering of half-tone images
RU2335094C2 (en) * 2005-10-31 2008-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Новейшие допечатные технологии" (ООО "Новейшие допечатные технологии") Method of adaptive original halftone screening

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0282972A2 (en) * 1987-03-16 1988-09-21 Kabushiki Kaisha Meidensha Image contour detecting apparatus
US5343244A (en) * 1989-10-18 1994-08-30 Sony Corporation Video signal processing apparatus for use with a video camera
RU2126598C1 (en) * 1993-11-16 1999-02-20 Кузнецов Юрий Вениаминович Method and device for adaptive rendering of half-tone images
RU2335094C2 (en) * 2005-10-31 2008-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Новейшие допечатные технологии" (ООО "Новейшие допечатные технологии") Method of adaptive original halftone screening

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3296953A1 (en) Method and device for processing depth images
JP6030617B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
CN109840463B (en) Lane line identification method and device
JP5812705B2 (en) Crack detection method
CN108898148A (en) A kind of digital picture angular-point detection method, system and computer readable storage medium
JP2021517281A (en) Multi-gesture fine division method for smart home scenes
RU2450355C1 (en) Method of closing object contours on mesh halftone matrix
US11087486B2 (en) Lane specification method and lane specification device
CN101464953A (en) Outline extracting apparatus and method
KR101616194B1 (en) Object extraction method and apparatus using IR light
RU2580466C1 (en) Device for recovery of depth map of scene
JP6165513B2 (en) Hand gesture tracking system
JP7435840B2 (en) Image processing method, device and storage medium
CN115965844B (en) Multi-focus image fusion method based on visual saliency priori knowledge
RU2672622C1 (en) Method of recognition of graphic images of objects
KR102178636B1 (en) Finger segmentation method
JP7071215B2 (en) Recognition device
Saharan et al. Reassembly of 2D fragments in image reconstruction
Ghorai et al. Patch sparsity based image inpainting using local patch statistics and steering kernel descriptor
Sonawane et al. Video inpainting using background registration'
Kwon The image segmentation method using adaptive watershed algorithm for region boundary preservation
CN109300132A (en) Interference fringe detection method based on C Plus Plus platform
Kiranyaz et al. An efficient approach for boundary based corner detection by maximizing bending ratio and curvature
KR101528906B1 (en) Method and Apparatus for Processing Image
JP4975688B2 (en) Image processing device

Legal Events

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

Effective date: 20130223