Przydatność algorytmów podpikselowej detekcji cech w wybranych zagadnieniach fotogrametrycznych

• Autorzy: Mikrut S.

Warianty tytułu

EN

The usefulness of sub-pixel feature extraction algorithms in selected photogrammetric cases

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu było zaprezentowanie wyników badań nad przydatnością algorytmów podpikselowej dokładności detekcji cech w wybranych zagadnieniach fotogrametrycznych. Pojęcie detekcji cech obejmuje wszystkie metody mające na celu wydobycie z obrazu cyfrowego właściwości takich jak: pojedyncze obiekty, krawędzie, geometryczne środki obiektów czy inne. W niniejszej publikacji autor skupił się na zagadnieniu detekcji cech prowadzących do zdefiniowania krawędzi wybranych obiektów celem ich lokalizacji z bardzo wysoką precyzją. Do tego celu wykorzystano autorskie algorytmy bazujące na wykrywaniu krawędzi z podpikselową dokładnością w oparciu o badanie pierwszej i drugiej pochodnej obrazu cyfrowego. Znajdowane z taką precyzją punkty na odpowiednim przekroju krawędzi (wiersz lub kolumna obrazu cyfrowego) są następnie aproksymowane wybraną funkcją matematyczną (w najprostszym przypadku będzie to linia prosta) i w efekcie końcowym dochodzimy do postaci wektorowej krawędzi. Algorytmy te zostały przetestowane w wielu pracach fotogrametrycznych. Niniejsza publikacja przybliża ich wykorzystanie w jednym z zadań fotogrametrii inżynierskiej jakim jest badanie imperfekcji kształtu wysmukłych budowli. Opracowane procedury pozwalające na wykonanie automatycznych pomiarów na obrazie cyfrowym, dały podstawy na zaprojektowania systemu, który docelowo miał być zintegrowany z notebookiem, aby umożliwić prace w czasie rzeczywistym. Algorytmy do badania imperfekcji kształtu na obrazie cyfrowym bazują na detekcji pojedynczych punktów przekroi krawędziowych, a następnie na wpasowaniu linii prostej reprezentującej badany kształt obiektu. Algorytmy zostały oprogramowanie i zaimplementowane do systemu powstającego w ramach projektu badawczego.

EN

The purpose of the article was to present the results of research on the usefulness of algorithms of sub-pixel accuracy of feature extraction in selected photogrammetric cases. The concept of feature extraction includes all methods aiming at the extraction from a digital image of such selected properties as single objects, edges, geometric centres of objects, or other properties. In this publication, the author focuses on the problem of feature extraction, leading to the definition of edges of selected objects in order to be able to locate them with a very high precision. For this purpose, own algorithms based on edge detection with a sub-pixel accuracy based on the examination of the first and the second derivatives of the digital image were applied. Points, which have been found with such a precision at the appropriate section of the edge (row or column of the digital image) are later approximated, using a selected mathematical function (in the simplest case this will be a straight line), and finally, a vector form of the edge is obtained. Those algorithms have been tested in many photogrammetric works. This publication brings closer their utilization in one of the photogrammetric engineering tasks, namely the investigation of the imperfection of shape of lofty buildings and structures. The developed procedures for the implementation of automated measurements on a digital image have helped to design a system that eventually was to be integrated with a notebook, allowing for work to be performed in a real time. Algorithms for testing the shape imperfection on a digital image are based on detecting single points of edge sections, and then fitting a straight line, which represents the shape of the object under investigation. The software and algorithms have been implemented to the system being created under a research project. The whole is written in C + +.

Słowa kluczowe

PL

fotogrametria cyfrowa; dokładność podpikselowa; detekcja cech

EN

digital photogrammetry; subpixel precision; feature extraction

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 19
• Strony: 299--308
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz.

Twórcy

autor

Mikrut S.

• Katedra Geoinformacji, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Bernasik J. Mikrut S., 2006. Automatyzacja fotogrametrycznych pomiarów odkształceń dachowych dźwigarów hal przemysłowych. Zeszyty naukowe AGH, półrocznik Geodezja.
• 2. Bernasik J., Mikrut S., 2007. Zautomatyzowana korekcja błędów kątowej orientacji niemetrycznej kamery cyfrowej, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 17a, s. 33-42.
• 3. Bernasik J. i inni, 2001. Sprawozdanie z realizacji projektu badawczego Nr 9T12E01418. Raport z projektu KBN pt. Automatyzacja fotogrametrycznego badania naprężeń lin odciągowych na drodze analizy obrazów cyfrowych pod kierunkiem prof. Jerzego Bernasika (materiały niepublikowane).
• 4. Jachimski J., Mikrut S., 1998. Próba subpikselowej lokalizacji linii konturowych z wykorzystaniem drugiej pochodnej obrazu cyfrowego, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 8, 25-1- 25-7. 1998.
• 5. Mikrut S., 2003. Wpływ skanowania i kopresji JPEG na wykrywanie obiektów liniowych i punktowych na obrazach cyfrowych. Rozprawa Doktorska. AGH.