Przetwarzanie i analiza obrazów w systemach przemysłowych. Wybrane zastosowania

Komputerowe systemy wizyjne znajdują liczne zastosowania w zakresie:

rozpoznawania zdjęć lotniczych i satelitarnych terenu dla celów rejestracji zmian w kartografii i meteorologii,

badań przesiewowych zdjęć rentgenowskich i innych w medycynie, analizy obrazów mikroskopowych dla wykrycia obecności pewnych faz,

systemy bioidentyfikacji na podstawie obrazu odcisków palców, tęczówki oka i innych cech biometrycznych,

kontroli jakości produktów w przemyśle na podstawie obrazu taśmy technologicznej,

bezpieczeństwa, na przykład w prześwietleniach bagażu,

sterowania ruchem miejskim.

Podręcznik szczegółowo przedstawia metody oraz algorytmy przetwarzania i analizy obrazów. W książce omówiono charakterystykę obrazu cyfrowego, sposoby jego pozyskania oraz metody opisu, operacje jednopunktowe, filtrację liniową i nieliniową oraz segmentację. Istotną część poświęcono wybranym aplikacjom przemysłowym. Opisano skomputeryzowany system pomiarowy do badania wybranych właściwości fizyczno-chemicznych w wysokiej temperaturze, system wizyjny do pomiaru homogeniczności mieszaniny materiałów sypkich oraz systemy tomografii procesowej, przeznaczone do analizy przepływów wielofazowych w transporcie pneumatycznym i hydraulicznym.

Spis treści

Wykaz skrótów i oznaczeń VII Wstęp XI Część 1. Wiadomości wstępne 1 1. Opis matematyczny obrazów cyfrowych (Dominik Sankowski) 3 1.1. Obraz cyfrowy 3 1.2. Pojęcia podstawowe 3 1.3. Przetwarzanie informacji obrazowej 8 2. Cechy globalne i lokalne obrazów cyfrowych (Dominik Sankowski) 14 2.1. Statystyczny opis i cechy globalne obrazów cyfrowych 14 2.2. Cechy lokalne obrazów cyfrowych 18 2.2.1. Cechy geometryczne 18 2.2.2. Cechy topologiczne 22 2.2.3. Tekstury 24 3. Operacje jednopunktowe (Dominik Sankowski) 25 3.1. Definicja operacji jednopunktowych 25 3.2. Podstawowe operacje jednopunktowe 25 3.3. Techniki implementowania operacji jednopunktowych 34 3.4. Podsumowanie 35 4. Filtracja liniowa (Dominik Sankowski) 36 4.1. Wprowadzenie 36 4.2. Transformacja Fouriera 37 4.3. Splot funkcji dyskretnych 43 4.4. Filtry dolnoprzepustowe 45 4.5. Filtry górnoprzepustowe 54 5. Filtracja nieliniowa (Volodymyr Mosorov) 67 5.1. Filtry nieliniowe 67 5.2. Filtracja morfologiczna 69 6. Segmentacja (Volodymyr Mosorov) 75 6.1. Matematyczne podstawy segmentacji obrazów 76 6.2. Techniki i algorytmy segmentacji 82 Część 2. Przemysłowe aplikacje przetwarzania i analizy danych 87 7. Przetwarzanie i analiza obrazów w wysokotemperaturowych pomiarach wybranych właściwości fizyczno-chemicznych (Volodymyr Mosorov) 89 7.1. Budowa stanowiska badawczego 91 7.2. Oprogramowanie stanowiska badawczego 95 7.3. Algorytmy przetwarzania obrazów 97 7.4. Analiza kształtu próbki 101 7.5. Wyznaczenie parametrów fizyczno-chemicznych badanej próbki 103 7.6. Wyniki pomiarów 103 7.7. Weryfikacja wyników pomiarów 107 8. Analiza jednorodności mieszaniny materiałów sypkich (Volodymyr Mosorov) 110 8.1. Metoda pomiaru 111 8.2. Weryfikacja wyników pomiarów 115 9. Metody analizy obrazów z tomografów procesowych (Krzysztof Strzecha) 118 9.1. Charakterystyka tomografii procesowej 118 9.2. Metody rekonstrukcji obrazów tomograficznych 122 9.3. Metody analizy obrazów tomograficznych 124 10. Metody wyznaczania parametrów przepływu na podstawie analizy obrazów tomograficznych (Krzysztof Strzecha) 128 10.1. Metoda najlepiej skorelowanych pikseli 129 10.2. Koncepcja kanałów wirtualnych do pomiaru i monitorowania przepływu 133 10.2.1. Kryterium jednorodności tworzenia kanałów 135 10.2.2. Pomiar masy przepływu na podstawie kanałów wirtualnych 136 Bibliografia 142