Оценка образов точек цифровых снимков (стр. 2 из 2)

Определив по квантованному образу точки ЦС число элементарных контрастов в строках N' и столбцах N" матрицы (1), найдем концентрацию квантованного изображения по формуле

В образе е (см. рисунок) имеются разные по значению элементарные контрасты (между элементами d1 и d3, d2 и d3). При прочих равных условиях образ точки ЦС с большим числом наибольших и средних элементарных контрастов будет отображать более четкий контур. Для оценки этого свойства введен критерий «контрастированность квантованного изображения».

5. Контрастированность квантованного изображения — среднее относительное отклонение числа элементарных контрастов от их оптимального числа для квантованного на заданное число уровней изображения. Для целей идентификации предпочтительнее образы с большими элементарными контрастами. Однако в реальных образах частота появления таких контрастов невелика. При оценке оптимального числа элементарных контрастов в образе следует учесть это обстоятельство, например используя веса Р для контрастов между элементами уровней е и f. В наиболее простом случае можно принять

где е<F.< p>

Таким образом, если элементарные контрасты определяются как разности оптических плотностей, отнесенные к уровням с наибольшей разницей номе¬ров (например, к уровням 1 и 3 в образе е, (см. рисунок), то вес таких контрастов наибольший.

Оптимальное весовое число элемен¬тарных контрастов принято равным

где L = (с - 1) - l; Р — вес одинаковых по значению элементарных контрастов; п — число одинаковых по значению элементарных контрастов с весом Р; – индекс, указывающий на зависимость характеристик от значения элементарного контраста L - число использованных различных по значению весов элементарных контрастов данного образа (число произведений Р п); l — число неиспользованных весов (в соответствии с числом отсутствующих или пренебрегаемых контрастов между элементами разных уровней в данном образе); с-l — наибольшее возможное число весов элементарных контрастов при квантовании на с уровней.

Относительный критерий контрастированностн изображения контрастами с весом РА определим по формулам

Обобщающий критерий контрастированности квантованного изображения определим по формуле

Система весов Р может быть уточнена по данным о вероятности появления в образе различных по значению элементарных контрастов.

При определении числа неиспользованных весов l связь между элементами различных уровней может отсутствовать не только, когда обнаружено, что п=0, но и тогда, когда п меньше порогового значения е.

Еще один аспект различий в образах точек ЦС иллюстрируется образами ж— и (см. рисунок) и заключается в разной степени центрирования наиболее информативной части образа. Степень центрирования изображения можно определить путем сравнения критериев оценки, вычисленных для нескольких фрагментов анализируемого образа точки ЦС (см. рисунок, к). В случае, когда лучшие критерии оценки будут определены для центрального фрагмента образа и (см. рисунок), степень центрирования изображения в образе следует полагать наилучшей.

Описанные критерии оценки характеризуют разные свойства образа точки цифрового снимка: Кок. (общий относительный контраст) позволяет оценить наибольшую разность оптических плотностей в пределах образа, Кэк (элементарный относительный контраст) дает возможность определить наибольший перепад оптических плотностей между близкими элементами образа, Кп (полнота квантованного изображения) характеризует полноту отображения образа во всех уровнях его квантования, Кконц (концентрация квантованного изображения) характеризует степень концентрации в изображении элементов с одной и той же оптической плотностью, Кконтр (контрастированность квантованного изображения) позволяет оценить соотношение в образе разных контрастов.

Эксперимент по реальным ЦС показал, что предложенные критерии обеспечивают отбор образов, которые по визуальной оценке содержат четкие контуры в изображении. Скорость изменения численных значений разных критериев различна. Значения критериев КЭК, Кконц Кконтр Существенно зависят от расположения анализируемых элементов в образе. Для повышения их работоспособности необходимо обеспечить выбор элементов на расстоянии, соизмеримом с зоной перехода от изображения контура к изображению фона. Обобщающий критерий оценки образа можно сформулировать, например, с учетом весовых значений предложенных частных критериев.

Критерии оценки образов точек могут быть применены при выборе точек в зонах стандартного расположения с целью их использования для автоматического взаимного ориентирования ЦС, в качестве связующих и определяемых при автоматическом фототриангулировании. На основе этих крите¬риев может быть организован отбор точек для построения по ЦС геометрической модели местности способом последовательного наращивания точности. Предлагаемые критерии позволяют также выявить опорные точки, обеспечивающие лучшие условия для внешнего ориентирования геометрической модели местности.

Список литературы

1. Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. Распознавание и цифровая обработка изображений. М., Высш. школа, 1983.

2. Грибанов Ю. И., Веселова Г. П., Андреев В. И. Автоматические цифровые корреляторы. М., Энергия, 1971.

3. Живичин А. Н., Соколов В. С. Дешифрирование фотографических изображений. М., Недра, 1980.

4. Книжников Ю. Ф. Снимок — термин и научное понятие.— Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка, 1985, № 2, с. 84—87.

5. Лобанов А. Н., Журкин И. Г. Автоматизация фотограмметрических процессов. М., Недра, 1981.

6. Технология цифровой обработки фотоизображений/Ю. П. Киенко, В. И. Краснов, . С. Л, Крылов и др.— Геодезия и картография, . 1980, № 7, с. 17—23.