Введение
1 Предпосылки возникновения и этапы формирования структурных методов анализа изображений 26
1.1 Первые шаги автоматического распознавания изображений 26
1.2 Становление структурного подхода к анализу изображений 30
1.3 Применение экспертных систем - один из этапов развития методов структурного анализа изображений 33
1.4 Кризис структурных методов, основанных на частных эвристиках, и разработка объектно-независимых алгоритмов структурного анализа 36
1.5 Выводы 43
2 Основные принципы, положенные в основу объектно независимого подхода к структурному анализу изображений 44
2.1 Принципы и требования, которые должны быть положены в основу объектно-независимого структурного анализа изображений 44
2.2 Свойства инвариантного параболического ядра, содержащегося в изображениях локальных объектов 55
2.3 Выбор алфавита объектно-независимых структурных элементов, устойчивых к характерным преобразованиям изображений 68
2.4 Итоги и выводы 74
3 Влияние аффинного и проективного преобразований изображения на содержащиеся в нем элементы предложенного ортогонального базиса 75
3.1 Представление аффинного преобразования в виде последовательности простых геометрических трансформаций 75
3.2 Инвариантность объектно-независимых структурных элементов по отношению к аффинному преобразованию, измерение параметров их положения на изображении 78
3.3 Измерение направления и величины анизотропного масштабного преобразования содержащихся в изображении структурных элементов первого типа 83
3.4 Измерение параметра изотропного по направлению масштабирования изображения 90
3.5 Измерение параметров преобразований вращения и зеркального отражения, входящих в состав аффинного преобразования 91
3.6 Итеративная компенсация и измерение параметров проективного преобразования 94
3.7 О влиянии проективного преобразования на форму структурных элементов первого и второго типов 110
3.8 Измерение параметров преобразований вращения и зеркального отражения, входящих в состав проективного преобразования 111
3.9 Выводы 115
4 Методы построения объектно-независимых по форме описаний изображений на основе непроизводных сгруктурнб1х элементов разных иерархических уровней 117
4.1 Использование структурных элементов второго типа для описания границ объектов на низшем (нулевом) иерархическом уровне 118
4.2 Использование структурных элементов первого и второго типов для описания границ объектов на первом иерархическом уровне 119
4.3 Структурное описание изображения на втором иерархическом уровне
4.3.1 Примитивное группирование структурных элементов сетью прямоугольных ячеек 129
4.3.2 Моделирование зон внимания на основе локального анализа яркости пикселов изображений 132
4.3.3 Результаты моделирования зон внимания на основе анализа яркости пикселов изображений реальных объектов 143
4.3.4 Моделирование зон внимания на основе анализа признаков текстуры 145
4.3.5 Выводы о возможности обнаружения элементов первого типа и
построения регионов группирования с использованием зон внимания 150
4.4 Структурное описание текстур 151
4.5 Системный анализ подходов, применяемых при построении структурного описания изображений на разных иерархических уровнях 159
4.6 Выводы 163
5 Реализация предложенного объектно-независимого подхода при сопоставлении изображений на основе их иерархических структурнбіх описаний 166
5.1 Сопоставление контурных структурных описаний искусственной нейронной сетью Хопфилда-Танка 168
5.1.1 Нейронная сеть Хопфилда-Танка, использованная на первом иерархическом уровне сопоставления 169
5.1.2 Нейронная сеть Хопфилда-Танка, выполняющая сопоставление контурных структурных элементов на двух иерархических уровнях 173
5.2 Иерархическая система сопоставления контурных структурных описаний, использующая метод обхода дерева решений 179
5.2.1 Сопоставление контурных описаний методом обхода дерева решений 180
5.2.2 Иерархическое сопоставление контурных описаний 184
5.3 Выводы 190
6 Применение разработанного объектно-независимого подхода при решении важных задач структурного анализа, сопоставления и распознавания изображений 194
6.1 Автоматическое распознавание объектов по текстуре на аэрокосмических снимках поверхности Земли 195
6.2 Автоматическое обнаружение объектов заданной формы на изображениях 197
6.3 Регистрация в общей системе координат аэрокосмических снимков одной и той же местности, сделанных в разное время и с разных ракурсов 198
6.4 Регистрация в общей системе координат аэрокосмических снимков, сформированных датчиками различающихся типов 201
6.5 Сопоставление аэрокосмических снимков с картой местности векторного или растрового формата 203
6.6 Автоматическая навигация беспилотного летательного аппарата на основе сопоставления изображений небольших единовременно наблюдаемых фрагментов поверхности Земли с эталонными 205
6.7 Автоматическое извлечение информации о высоте объектов местности из аэрофотоснимков, сделанных из разных точек траектории летательного аппарата 208
6.8 Автоматическая навигация мобильного робота на основе сопоставления изображений окружающего его пространства с эталонными 211
6.9 Автоматическое распознавание деталей на конвейере
6.10 Некоторые результаты автоматического структурного сопоставления изображений, не дошедшие до стадии практического применения 217
6.11 Выводы 220
Заключение 222
Литература
