Компьютерное зрение - Контрольная работа

Компьютерное зрение - временная и интересная область компьютерной науки. Сегодня решения на базе компьютерного зрения применяются в охранных системах, в дорожных службах, медицине и бизнесе.Web-камера будет использоваться для получения изображения. Однако, стоит учесть тот факт, что чем качественнее камера, тем меньше она генерирует шумов на конечном изображении, что снизит количество ложных срабатываний при низких настройках чувствительности. На компьютере будет использоваться написанная программа, которая будет захватывать изображение с web-камеры и обрабатывать его программными фильтрами. Требования к элементной базе: Web-камера должна быть настроена и готова к работе. Компьютер должен иметь usb-порт, к которому подключена рабочая web-камера; аудио-выход, к которому подключен рабочий динамик.Целиком описываемый детектор движения состоит из двух частей: программной и аппаратной. Далее программа захватывает изображение и, в случае необходимости, направляет звуковой сигнал на аудио-выход.Современная web-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. Поэтому в состав web-камеры входят следующие компоненты: ПЗС-матрица, объектив, оптический фильтр, плата видеозахвата, блок компрессии (сжатия) видеоизображения, центральный процессор и встроенный web-сервер, ОЗУ, флэш-память, сетевой интерфейс, последовательные порты. В качестве фотоприемника в большинстве web-камер применяется ПЗС-матрица - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3:4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. Объектив является неотъемлемой частью web-камеры, и от правильности его выбора и установки зависит качество видеоизображения, получаемого web-камерой. Однако во многих черно-белых web-камерах такие фильтры не используются, благодаря чему достигается более высокая чувствительность web-камеры.Различаются матрицы технологией изготовления. Сегодня широкое развитие и применение получили две технологии - CMOS и CCD. Основное отличие в том, что матрицы CCD выдают более качественную картинку и создают меньше «шумов» (помех), чем матрицы на CMOS-сенсорах. Помимо сенсорной технологии, стоит учитывать такой важный параметр, как разрешающая способность. Наиболее дорогие модели располагают матрицей с разрешением 1280 х 960 пикселей и позволяют делать крупномасштабные фотоснимки.Основной принцип действия и ПЗС-матрицы и КМОП-сенсоров одинаков: под воздействием света в полупроводниковых материалах рождаются носители заряда, которые впоследствии преобразуются в напряжение. Различие между ПЗС и КМОП-сенсорами заключается, прежде всего, в способе накопления и передачи заряда, а также в технологии преобразования его в аналоговое напряжение. Не вдаваясь в подробности конструкции различных типов сенсоров, отметим лишь, что КМОП-сенсоры являются значительно более дешевыми в производстве, но и более «шумными». Кроме оптического объектива и светочувствительного ПЗС-матрицу или КМОП-сенсора обязательным является наличие аналого-цифрового преобразователя (АЦП), основное назначение которого - преобразовывать аналоговые сигналы светочувствительного сенсора, то есть напряжение в цифровой код. В Web-камерах видеоданные передаются в компьютер по USB-интерфейсу, то есть заключительной схемой камеры должен быть контроллер USB-интерфейса.Блок схема алгоритма программыДля того, что бы успешно детектировать движение на изображении, программа должна запоминать и хранить в себе предыдущие состояния. Существует несколько подходов к этой задаче, различающиеся, в основном количеством хранимых кадров и методами обработки их совокупности с целью получить предыдущее состояние объекта. Самый простой из этих подходов (реализованный в данном алгоритме) - хранение лишь предыдущего кадра и отсутствие последующей обработки. Для осуществления выбранного подхода, программа должна на каждом шаге получать новое изображение с web-камеры. При вычислении разницы предыдущего кадра с текущим, изображения будут сравниваться поканально, а затем объединены Таким образом, шум сможет повлиять на результат, если он будет одинаково представлен на всех каналах изображения.При проведении испытаний программа показала хорошие результаты и уверенно определяла движение какого-либо объекта в поле зрения web-камеры. При низких настройках чувствительности, программа реагировала на любое возникающее движение: моргание, движения грудной клетки и прочее.begin if BUTTONSTOPPLAY.Caption= ’Niio?aou aeaai’ then begin end else begin //Если картинки разные по размеру, то смысла сравнивать нет, //поэтому осуществляем выход if (Image1.Picture.Bitmap.WIDTHIMAGE2.Picture.Bitmap.Width) or (Image1.Picture.Bitmap.HEIGHTIMAGE2.Picture.Bitmap.Height) then begin For i:=1 to Image1.Picture.Bitmap.Height do begin for j:=1 to Image1.Pictur e.Bitmap.Width do begin //Если картинки разные по размеру, то смысла сравнивать нет, //iiyoiio inouanoaeyai auoia if(Image1.Picture.Bitmap.W

Содержание

Введение

1. Выбор и обоснование элементной базы

2. Структурная схема устройства

2.1 Блок-схема устройства

2.2 Устройство USB web-камеры

2.3 Матрица web-камеры

2.4 Принцип действия web-камер

3. Структура алгоритма программы

3.1 Блок-схема алгоритма программы

3.2 Описание алгоритма программы

Заключение

Список литературы

Приложения

видеопоток алгоритм программа распознавание

Компьютерное зрение - временная и интересная область компьютерной науки. Сегодня решения на базе компьютерного зрения применяются в охранных системах, в дорожных службах, медицине и бизнесе. В конечном итоге, продвижение к автоматизации процессов невозможно без развития компьютерного зрения.

Одна из простейших (и в тоже время очень важная) задач в компьютерном зрении - это отделение статического фона. Отделение фона от объектов интереса существенная часть любого аналитического решения по обработке видео потока.

Обратный случай распознавания статического фона - задача распознавания движения по видео потоку. Различные решения данной задачи применяются в охранных системах, в системах контроля передвижения, а также в системах раннего предупреждения.

При проведении испытаний программа показала хорошие результаты и уверенно определяла движение какого-либо объекта в поле зрения web-камеры.

При низких настройках чувствительности, программа реагировала на любое возникающее движение: моргание, движения грудной клетки и прочее. При высоких настройках чувствительности программа не реагировала ни на какие движения.

Однако при небольшом уменьшении порога чувствительности, программа уже реагировала на усиленное движение рукой. Дальнейшее улучшение алгоритма, обработка видеоизображения дополнительными фильтрами позволит снизить случайные срабатывания (связанные в первую очередь с шумами в видеопотоке) и, в целом, повысить качество распознавания движения.

Так же программу можно использовать как хорошего «Сторожа». Например, если вы оставляете свой автомобиль под окном, то web-камера будет снимать машину пока вы спите, а утром вы можете просмотреть видеозапись о том, как провел ночь автомобиль. Видеозапись с "Ночной сменой" спокойно уместится на 2-5 Гб жесткого диска.

1. Радиотехника и электроника. (2010г). Claw.ru: техническая энциклопедия. Проверено 10:54, 18 ноября 2012 по http://tehno.claw.ru/shared/kinder/0330.htm.

2. Как устроена web-камера. Проверено в 17:54, 18 ноября 2012 по http://www.web-kamera.ru/device/.

3. Мастера DELPHI http://www.delphimaster.ru/.