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

Авторы: ,

Рубрика: Информатика

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

Дата публикации: 03.11.2014

Статья просмотрена: 662 раза

Библиографическое описание:

Довгалец С. М., Мудрик Г. В. Распознавание световых пятен лазера на изображении // Молодой ученый. — 2014. — №18. — С. 50-53. — URL https://moluch.ru/archive/77/13448/ (дата обращения: 18.09.2018).

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, изображение, RGB, HSV, 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

Методы определения объектов на изображении

...изображения, содержащие приближённые производные, А — оригинальное изображение, а * — двумерная операция свертки.

После применения формулы 9 ко всем точкам изображения, на выходе получается

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Метод проекций яркости при поиске зрачка на изображении

Бинаризация: операций сравнения и присваивания. Проекция на ось : операций сложения.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Разработка моделей процесса обнаружения объекта на изображении.

Обнаружение и ведение движущихся объектов на примере...

...установленной на стадионе, где M является шириной, N — высотой, t — момент, когда кадр был получен с камеры, RGB и HSVцветовые модели.

Рис. 4. Пример определения границ футбольного поля (слева — оригинальное цветное изображение, справа — преобразованное...

Анализ методов сегментации изображений | Статья в журнале...

Переход из пространства RGB в пространство HSB (HSL, HSV) позволяет избежать ошибки в цветовой сегментации. Очевидно, что при решении сложных задач, на этапе сегментации, предшествующему более высоким этапам обработки изображений...

Распознавание английского текста сверточной нейронной сетью

Математическая модель сверточного слоя. Введем в рассмотрение сверточный слой .

, где под оператором понимается математическая операция двумерной свертки.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Способ создания аналога 3D-сканера

Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках).

Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель.

Способы классификации движущихся объектов на видео

В обработке изображений обычно используется цветовое пространство RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).

В отличие от него, пространства цветов L*u*v* и L*a*b являются перцептивно однородными, а HSV (Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение)...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной...

Задачи среднего уровня ПП: захват изображения, фильтрация, восстановление изображения, обработка цветных и полутоновых

Поиск и анализ цветового пространства оптимального для построения выделяющихся объектов на заданном классе изображений [Электронный ресурс].

Математическое и программное обеспечение распознавания...

Цветовая модель HSV может быть получена из модели RGB [15]. Для нахождения красного цвета на изображении в пространстве HSV используется пороговая обработка [15]: (3‑5). Данная обработка позволяет получить бинарное изображение...

Методы определения объектов на изображении

...изображения, содержащие приближённые производные, А — оригинальное изображение, а * — двумерная операция свертки.

После применения формулы 9 ко всем точкам изображения, на выходе получается

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Обнаружение и ведение движущихся объектов на примере...

...установленной на стадионе, где M является шириной, N — высотой, t — момент, когда кадр был получен с камеры, RGB и HSVцветовые модели.

Рис. 4. Пример определения границ футбольного поля (слева — оригинальное цветное изображение, справа — преобразованное...

Анализ методов сегментации изображений | Статья в журнале...

Переход из пространства RGB в пространство HSB (HSL, HSV) позволяет избежать ошибки в цветовой сегментации. Очевидно, что при решении сложных задач, на этапе сегментации, предшествующему более высоким этапам обработки изображений...

Распознавание английского текста сверточной нейронной сетью

Математическая модель сверточного слоя. Введем в рассмотрение сверточный слой .

, где под оператором понимается математическая операция двумерной свертки.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Способ создания аналога 3D-сканера

Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках).

Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель.

Математическое и программное обеспечение распознавания...

Цветовая модель HSV может быть получена из модели RGB [15]. Для нахождения красного цвета на изображении в пространстве HSV используется пороговая обработка [15]: (3‑5). Данная обработка позволяет получить бинарное изображение...

Способы классификации движущихся объектов на видео

В обработке изображений обычно используется цветовое пространство RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).

В отличие от него, пространства цветов L*u*v* и L*a*b являются перцептивно однородными, а HSV (Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение)...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной...

Задачи среднего уровня ПП: захват изображения, фильтрация, восстановление изображения, обработка цветных и полутоновых

Поиск и анализ цветового пространства оптимального для построения выделяющихся объектов на заданном классе изображений [Электронный ресурс].

Способ контроля плоских шаблонов при помощи 3D-сканирования

Излучение полупроводникового лазера 1 фокусируется объективом 2 на объекте 6. Рассеянное на объекте излучение объективом 3 собирается на CCD линейке 4. Процессор сигналов 5 рассчитывает расстояние до объекта по положению изображения светового пятна на...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Методы определения объектов на изображении

...изображения, содержащие приближённые производные, А — оригинальное изображение, а * — двумерная операция свертки.

После применения формулы 9 ко всем точкам изображения, на выходе получается

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Метод проекций яркости при поиске зрачка на изображении

Бинаризация: операций сравнения и присваивания. Проекция на ось : операций сложения.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Разработка моделей процесса обнаружения объекта на изображении.

Обнаружение и ведение движущихся объектов на примере...

...установленной на стадионе, где M является шириной, N — высотой, t — момент, когда кадр был получен с камеры, RGB и HSVцветовые модели.

Рис. 4. Пример определения границ футбольного поля (слева — оригинальное цветное изображение, справа — преобразованное...

Анализ методов сегментации изображений | Статья в журнале...

Переход из пространства RGB в пространство HSB (HSL, HSV) позволяет избежать ошибки в цветовой сегментации. Очевидно, что при решении сложных задач, на этапе сегментации, предшествующему более высоким этапам обработки изображений...

Распознавание английского текста сверточной нейронной сетью

Математическая модель сверточного слоя. Введем в рассмотрение сверточный слой .

, где под оператором понимается математическая операция двумерной свертки.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Способ создания аналога 3D-сканера

Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках).

Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель.

Способы классификации движущихся объектов на видео

В обработке изображений обычно используется цветовое пространство RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).

В отличие от него, пространства цветов L*u*v* и L*a*b являются перцептивно однородными, а HSV (Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение)...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной...

Задачи среднего уровня ПП: захват изображения, фильтрация, восстановление изображения, обработка цветных и полутоновых

Поиск и анализ цветового пространства оптимального для построения выделяющихся объектов на заданном классе изображений [Электронный ресурс].

Математическое и программное обеспечение распознавания...

Цветовая модель HSV может быть получена из модели RGB [15]. Для нахождения красного цвета на изображении в пространстве HSV используется пороговая обработка [15]: (3‑5). Данная обработка позволяет получить бинарное изображение...

Методы определения объектов на изображении

...изображения, содержащие приближённые производные, А — оригинальное изображение, а * — двумерная операция свертки.

После применения формулы 9 ко всем точкам изображения, на выходе получается

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Обнаружение и ведение движущихся объектов на примере...

...установленной на стадионе, где M является шириной, N — высотой, t — момент, когда кадр был получен с камеры, RGB и HSVцветовые модели.

Рис. 4. Пример определения границ футбольного поля (слева — оригинальное цветное изображение, справа — преобразованное...

Анализ методов сегментации изображений | Статья в журнале...

Переход из пространства RGB в пространство HSB (HSL, HSV) позволяет избежать ошибки в цветовой сегментации. Очевидно, что при решении сложных задач, на этапе сегментации, предшествующему более высоким этапам обработки изображений...

Распознавание английского текста сверточной нейронной сетью

Математическая модель сверточного слоя. Введем в рассмотрение сверточный слой .

, где под оператором понимается математическая операция двумерной свертки.

Распознавание световых пятен лазера на изображении.

Способ создания аналога 3D-сканера

Нам необходим лазерный модуль с лучом в виде линии (а не точки, как в некогда популярных китайских указках).

Наконец, о самом главном — о программе, которая будет заниматься переводом плоского изображения с веб-камеры в трёхмерную модель.

Математическое и программное обеспечение распознавания...

Цветовая модель HSV может быть получена из модели RGB [15]. Для нахождения красного цвета на изображении в пространстве HSV используется пороговая обработка [15]: (3‑5). Данная обработка позволяет получить бинарное изображение...

Способы классификации движущихся объектов на видео

В обработке изображений обычно используется цветовое пространство RGB (Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).

В отличие от него, пространства цветов L*u*v* и L*a*b являются перцептивно однородными, а HSV (Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение)...

Разработка информационного обеспечения автоматизированной...

Задачи среднего уровня ПП: захват изображения, фильтрация, восстановление изображения, обработка цветных и полутоновых

Поиск и анализ цветового пространства оптимального для построения выделяющихся объектов на заданном классе изображений [Электронный ресурс].

Способ контроля плоских шаблонов при помощи 3D-сканирования

Излучение полупроводникового лазера 1 фокусируется объективом 2 на объекте 6. Рассеянное на объекте излучение объективом 3 собирается на CCD линейке 4. Процессор сигналов 5 рассчитывает расстояние до объекта по положению изображения светового пятна на...

Задать вопрос