Распознавание световых пятен лазера на изображении | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 октября, печатный экземпляр отправим 23 октября.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №18 (77) ноябрь-1 2014 г.

Дата публикации: 03.11.2014

Статья просмотрена: 2264 раза

Библиографическое описание:

Довгалец, С. М. Распознавание световых пятен лазера на изображении / С. М. Довгалец, Г. В. Мудрик. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 18 (77). — С. 50-53. — URL: https://moluch.ru/archive/77/13448/ (дата обращения: 06.10.2024).

В статье описываются проблемы распознавания световых пятен на изображении и возможные пути решения данной проблемы. Рассматривается поиск объектов на изображении с помощью цветовой модели HSV. Описывается алгоритм нахождения центра масс.

Ключевые слова: обработка изображений, распознавание образов, световое пятно, цветовая модель HSV, центр масс фигуры на изображении.

 

На сегодняшний день мультимедийные презентации стали одним из основных средств представления определенных видов информации. Ни одно совещание или важные переговоры не обходятся без мультимедиа-презентаций с помощью компьютера и проектора.

С развитием технологий стали появляться новые решения для проведения презентаций. Одной из проблем проведения презентаций является неудобство в манипулировании слайдами, так как для их перелистывания нужно использовать компьютерную мышь.

В последнее время начали появляться устройства для проведения презентаций (презентеры), которые совмещают в себе компьютерную мышку и лазерную указку. Главной задачей таких устройств является распознавание пятен лазера на изображении и вычисление координат этого пятна.

Для поиска точки лазерной указки на экране надо решить определенные проблемы. Первая проблема — это повышенная яркость изображения. Когда видеоданные конвертируются в формат RGB и выводятся на VGA монитор, то картинка получается слишком яркой с низким контрастом. Поэтому очень трудно найти тусклую красную точку лазерной указки на ярком белом экране. Другая проблема, связанная с поиском точки лазера — это определение действительного размера точки. Последний недостаток связан с тем, что при быстром перемещении точки по экрану ее пиксели будто рассеиваются и, будучи удаленными друг от друга, они могут быть восприняты алгоритмами как пятна.

Для поиска точки лазерной указки будем использовать поиск по яркости с помощью цветовой модели HSB. Координатами цвета в данной модели являются:

–                     Hue — цветовой тон, определяется величиной угла от 0 до 360 градусов на цветовом круге;

–                     Saturation — насыщенность, определяет чистоту цвета;

–                     Brightness — яркость, определяет освещенность или затемненность цвета.

Преимуществом данной модели является то, что можно производить поиск не привязываясь к цвету, а только лишь к яркости. Поэтому намного проще распознать световое пятно, так как у него будет минимальная яркость на изображении.

Для распознавания точки от лазерной указки нужно выполнить такие шаги:

1.      Преобразовать изображение из цветового пространства RGB в HSB. Оригинальное изображение показано на рисунке 1.

2.      Разбиваем изображение на отдельные каналы H, S, B.

3.      Определяем минимальное и максимальное значение каналов H, S, B. Результат показан на рисунках 2–4.

4.      Получаем изображение, которое является набором пикселей, значение которых находиться между минимальным и максимальным значением отдельных каналов H, S, B. Результат показан на рисунках 5–7.

5.      Выполняем операцию логического «И». Результат показан на рисунке 8.

Рис. 1. Оригинальное изображение

 

Рис. 2. Изображение которое содержит только канал H

 

Рис. 3. Изображение которое содержит только канал S

 

Рис. 4. Изображение которое содержит только канал V

 

Рис. 5. Пиксели в диапазоне от  до

 

Рис. 6. Пиксели в диапазоне от  до

 

Рис. 7. Пиксели в диапазоне от  до

 

Рис. 8. Результат после выполнения операции логического «И»

 

После распознавания светового пятна от лазера необходимо вычислить его координаты. Для этого нужно найти центр масс. Для этого складываем координаты всех ненулевых пикселей и считаем их количество. Получаем пятно от лазерной указки с черной точкой посередине, которая является центром масс данного пятна. Результат показан на рисунке 9.

Рис. 9. Результат после выполнения операции логического «И»

 

Литература:

 

1.             Анисимов, Б. В. Распознавание образов и цифровая обработка изображений. — М.: Высш. шк. — 1983. — 295 с.

2.             Дэвид А. Форсайт. Компьютерное зрение. Современный подход — М.: Вильямс. — 2004. — 928 с.

3.             http://robocraft.ru/blog/computervision

 

Основные термины (генерируются автоматически): лазерная указка, HSB, HSV, RGB, изображение, световое пятно, цветовая модель, VGA, выполнение операции, оригинальное изображение.


Ключевые слова

обработка изображений, распознавание образов, световое пятно, цветовая модель HSV, центр масс фигуры на изображении

Похожие статьи

Влияние масштабирования на распознавание объектов нейронной сетью ImageAI YOLOv3

Исследовано влияние масштабирования изображения объекта на вероятность правильного распознавания нейронной сетью YOLOv3. Получена оценка минимально допустимого размера объекта на изображении.

Сравнение методов нахождения ключевых точек на контуре изображений аэрофотосъемки

В статье обосновывается важность и актуальность исследований в области искусственного интеллекта применительно к направлению компьютерного зрения, обосновывается необходимость исследований такой области компьютерного зрения, как выделение и анализ ко...

Создание векторных моделей объектов по результатам фотограмметрии и лазерного сканирования

Рассматриваются технические средства создания векторных моделей объектов с использованием фотограмметрии и лазерного сканирования. Определена погрешность мобильного лазерного сканирования. Подтверждено, что средства лазерного сканирования в значитель...

Выбор оптимального маркера для 3D-сканирования с возможностью захвата цветной текстуры

В статье рассматривается вопрос использования маркеров в 3D-сканировании и выбор их оптимальных вариантов для применения в работе со сканерами, захватывающими текстуру.

Зависимость эффективности солнечных панелей от угла установления

В статье проанализирована зависимость выходного напряжения и коэффициента отражения солнечных панелей от угла установления, и с помощью виртуальной лаборатории вычислены и сравнены экспериментальные и теоретические результаты.

Сокрытие информации в коэффициентах спектральных преобразований файла формата JPEG

В условиях активного развития сетевых технологий большое количество информации передается по сетям и возрастает процент атак злоумышленников и попыток несанкционированного доступа к ней. В связи с этим возникает вопрос безопасности передачи данных в ...

Применение различных методов фильтрации изображения

В статье описаны методы фильтрации применяемые при дешифрировании аэрокосмических снимков Земли, а так же рассматривается пример обработки изображения разными методами фильтрации.

Учет вторичного освещения при рендере изображений архитектурных объектов и его целесообразность

В статье рассматривается целесообразность учета вторичного освещения при рендере изображений объектов архитектуры в различных условиях подготовки презентационных материалов.

Визуализация взрывов с помощью систем частиц

В статье рассматриваются способы визуализации взрывов в современной компьютерной графике. Особое внимание уделяется системам частиц, как одному из методов моделирования и визуализации взрывов: описывается принцип работы этого метода и простейшая реал...

Восстановление смазанных изображений в условиях ограниченных ресурсов на мобильных платформах

В работе решается задача восстановления смазанных изображений с использованием алгоритмов восстановления изображений в условиях ограниченных ресурсов на мобильных платформах.

Похожие статьи

Влияние масштабирования на распознавание объектов нейронной сетью ImageAI YOLOv3

Исследовано влияние масштабирования изображения объекта на вероятность правильного распознавания нейронной сетью YOLOv3. Получена оценка минимально допустимого размера объекта на изображении.

Сравнение методов нахождения ключевых точек на контуре изображений аэрофотосъемки

В статье обосновывается важность и актуальность исследований в области искусственного интеллекта применительно к направлению компьютерного зрения, обосновывается необходимость исследований такой области компьютерного зрения, как выделение и анализ ко...

Создание векторных моделей объектов по результатам фотограмметрии и лазерного сканирования

Рассматриваются технические средства создания векторных моделей объектов с использованием фотограмметрии и лазерного сканирования. Определена погрешность мобильного лазерного сканирования. Подтверждено, что средства лазерного сканирования в значитель...

Выбор оптимального маркера для 3D-сканирования с возможностью захвата цветной текстуры

В статье рассматривается вопрос использования маркеров в 3D-сканировании и выбор их оптимальных вариантов для применения в работе со сканерами, захватывающими текстуру.

Зависимость эффективности солнечных панелей от угла установления

В статье проанализирована зависимость выходного напряжения и коэффициента отражения солнечных панелей от угла установления, и с помощью виртуальной лаборатории вычислены и сравнены экспериментальные и теоретические результаты.

Сокрытие информации в коэффициентах спектральных преобразований файла формата JPEG

В условиях активного развития сетевых технологий большое количество информации передается по сетям и возрастает процент атак злоумышленников и попыток несанкционированного доступа к ней. В связи с этим возникает вопрос безопасности передачи данных в ...

Применение различных методов фильтрации изображения

В статье описаны методы фильтрации применяемые при дешифрировании аэрокосмических снимков Земли, а так же рассматривается пример обработки изображения разными методами фильтрации.

Учет вторичного освещения при рендере изображений архитектурных объектов и его целесообразность

В статье рассматривается целесообразность учета вторичного освещения при рендере изображений объектов архитектуры в различных условиях подготовки презентационных материалов.

Визуализация взрывов с помощью систем частиц

В статье рассматриваются способы визуализации взрывов в современной компьютерной графике. Особое внимание уделяется системам частиц, как одному из методов моделирования и визуализации взрывов: описывается принцип работы этого метода и простейшая реал...

Восстановление смазанных изображений в условиях ограниченных ресурсов на мобильных платформах

В работе решается задача восстановления смазанных изображений с использованием алгоритмов восстановления изображений в условиях ограниченных ресурсов на мобильных платформах.

Задать вопрос