Введение
Глава 1. Задача построения трехмерной модели по изображениям с микроскопа 13
1.1. Моделирование микрообъектов 13
1.1.1. Особенности изображений с микроскопа 13
1.1.2. Методы на основе изображений 15
1.2. Обзор существующих методов 17
1.2.1. Постановка задачи 17
1.2.2. Методы семейства SFD 19
1.2.3. Методы семейства SFF 21
1.2.4. Мера резкости 22
1.2.5. Базовая схема методов SFF 24
1.2.6. Уточнение модели 27
1.2.7. Сравнение подходов SFF и SFD 30
1.3. Недостатки существующих методов семейства SFF 31
1.4. Мультифокус изображения 35
1.5. Заключение 36
Глава 2. Устойчивый метод построения поверхности произвольной формы 38
2.1. Марковские случайные поля 38
2.1.1. Оценка параметров поля 40
2.1.2. Теорема Хаммерсли-Клифорда 41
2.2. Предлагаемый метод 42
2.2.1. Статистическая формулировка задачи 42
2.2.2. Функция правдоподобия 43
2.2.3. Структура поля 44
2.2.4. Итоговая функция энергии 47
2.2.5. Унарный потенциал 48
2.2.6. Парный потенциал 54
2.2.7. Оптимизация функционала 60
2.2.8. Усреднение меры резкости 62
2.2.9. Итоговый алгоритм 63
2.3. Эксперименты 64
2.3.1. Тестовая базы для сравнения 64
2.3.2. Метрика для сравнения методов 66
2.3.3. Результаты сравнения 67
2.3.4. Визуальное сравнение результатов 70
2.4. Заключение 72
Глава 3. Оценка положения и ориентации плоского участка поверхности 74
3.0.1. Постановка задачи 74
3.1. Существующие методы оценки плоскости 75
3.1.1. Метод наименьших квадратов 75
3.1.2. Устойчивые методы оценки плоскости 76
3.1.3. M-estimators и медиана квадратов разностей . 77
3.1.4. Методы на основе случайных выборок 78
3.1.5. Преобразование Хафа 80
3.1.6. Выводы 81
3.2. Метод оценки положения и ориентации плоскости 82
3.2.1. Схема предлагаемого метода 82
3.2.2. Получения множества замеров положения плоскости 83
3.2.3. Фильтрация ложных замеров 85
3.2.4. Идея предлагаемого метода 86
3.2.5. Машинное обучение 88
3.2.6. Признаки для классификации 89
3.2.7. Формирование обучающей выборки 91
3.2.8. Обучение классификатора 92
3.2.9. Оценка параметров плоскости 95
3.3. Проверка надежности оценки плоскости 97
3.4. Эксперименты 100
3.4.1. Оценка качества алгоритма фильтрации ложных замеров 100
3.4.2. Точность оценки плоскости 102
3.4.3. Качество процедуры проверки надежности плоскости 103
3.5. Заключение 104
Глава 4. Программная реализация предложенных методов 105
4.1. Алмазообрабатывающая промышленность 105
4.1.1. Открытие окон 106
4.1.2. Построение трехмерной модели камня 107
4.1.3. Моделирование дефектов внутри камня и уточнение модели 108
4.1.4. Планирование огранки камня 111
4.2. Интерфейс и функциональность системы Oxygen Microscope Server 111
4.3. Детали реализации подсистемы InclEngine 113
4.3.1. Взаимодействие реализованной подсистемы с Oxygen Microscope Server 114
4.3.2. Архитектура подсистемы: уточнение модели поверхности камня 116
4.3.3. Архитектура подсистемы: моделирование включений 119
4.3.4. Замеры производительности разработанных алгоритмов 120
4.4. Заключение 122
Заключение 124
Благодарности 125
Литература 126
