Обзор методов распознавания и идентификации объектов

Распознавание – процесс разметки сцены, представляющей собой проекцию трёхмерного рабочего пространства ПР на плоскость объектива, регистрирующего устройства – цифровую камеру (ЦК) или ультразвуковой модуль (УЗМ). В процессе разметки происходит выделение информации относительно объектов расположенных в поле зрения УЗМ. Обычно в промышленных системах УЗМ расположен перпендикулярно рабочей поверхности рассматриваемых объектов, чем достигается уменьшение вероятности перекрытия одних объектов другими. Такое упрощение приводит к уменьшению вариации признаков в зависимости от расположения УЗМ и упрощает процесс сегментации и описания сцены в целом.

Распознавание наиболее сложный процесс, поскольку тесно связан с методами предварительной обработки изображения. Зачастую качество распознавания зависит от эффективности множества процессов, начиная от процесса ввода изображения и заканчивая формированием признаков объекта. Наиболее важной задачей при распознавании является задача описания свойств объекта – дескрипторов, для последующей идентификации объекта.

Непосредственно с задачей распознавания возникает задача идентификации объектов – процесс тесно связанный с распознаванием, заключающийся в объединении всей полученной информации от процесса распознавания в единое целое с целью классифицировать объект. Большинство известных методов не проводят чёткой границы между процессом распознавания и идентификации, поскольку выделение признаков происходит за счёт модификации исходного изображения.

Методы описания объектов

Конечной целью распознавания сцены, является процесс формирования дескрипторов для объектов сцены. Дескрипторы представляют собой структуру описания свойств объекта. Описание является основным результатом при конструировании СТЗ, поскольку дескрипторы должны влиять не только на сложность алгоритмов распознавания, но и на их работу. Существует три основные категории дескрипторов [1]: дескрипторы границы, дескрипторы области, дескрипторы для описания трёхмерных структур.

Дескрипторы границы включают в себя ряд наиболее распространённых методов: цепные коды, сигнатуры, аппроксимация многоугольниками, дескрипторы Фурье.

Цепные коды применяются для представления границы в виде последовательности отрезков прямых линий определённой длины и направления. В основе этого представления лежит 4- или 8- связная решётка. Длина каждого отрезка определяется разрешением решётки, а направления задаются выбранным кодом. Для порождения цепного кода заданной границы сначала выбирается решётка. Тогда, если площадь ячейки, расположенной внутри границы, больше определённого числа, ей присваивается значение 1; в противном случае этой ячейке присваивается значение 0. В данном методе основное место занимает процедура разбиения границы объекта на составляющие части. Недостатком метода является то, что цепной код данной границы зависит от начальной точки. Однако некоторые разработчики СТЗ применяли в этом методе нормирование, тем самым, обходя данный недостаток.

Сигнатуры представляют собой одномерное функциональное представление границы. Наиболее простым способом создания сигнатур является построение отрезка из центра к границе как функции угла. ............