Визначення просторової форми геометричного об’єкта в часі за описами його зображень - Автореферат

Геометрична форма роздільної поверхні змінюється у просторі внаслідок зміни у часі фізико-хімічних властивостей складових речовин на межі їх розділу. За даними вузловими кромками вигоряння необхідно: 1) відновити геометричні форми проміжних кромок вигоряння; 2) визначити геометричні форми попередніх кромок вигоряння з метою пошуку розташування ймовірного джерела загоряння; 3) передбачити геометричні форми кромок вигоряння в наступні моменти часу. Розглянутий приклад прогнозування форми кромок вигоряння під час лісових пожеж в повній мірі ілюструє метод, являє інтерес для розвитку методів прикладної геометрії, що і вказує на актуальність теми досліджень. Наукова новизна одержаних результатів полягає в створенні теоретичної основи та алгоритмічної бази для компютерних програм передбачення геометричної форми елементів сімї роздільних кривих у наперед зазначені моменти часу, складовими чого є нові методи: - опису контурів вузлових зображень рівнянням у неявному вигляді на основі сегментації зображення та його контура; Якщо “значення функції” у вузлових точках будуть зображеннями (тобто образами), то метод пропонується називати іміджевою інтерполяцією (екстраполяцією) (image - зображення, образ).У дисертації приведене теоретичне узагальнення і нове розвязання наукової задачі, що виявляється в розробці методу опису графічного прояву розвитку в часі реакцій гетерогенного типу на прикладі опису сімї контурів вигоряння рослинного матеріалу за певною кількістю вузлових зображень, і в розробці на цій основі алгоритмів побудови на екрані компютера зображень кромок вигоряння трьох типів: проміжних, тих, що передують вузловим зображенням, та прогнозованих кромок в наперед визначені моменти часу, в залежності від геометричної форми вузлових зображень. Розроблено метод опису рівнянням у неявному вигляді контурів вузлових зображень на основі сегментації зображення та його контура. Розроблено метод поліноміальної та сплайнової іміджевої інтерполяції та екстраполяції для прогнозування форми кромок вигоряння. Розроблено метод векторної іміджевої екстраполяції для прогнозування форми кромок вигоряння за межами наявного часового інтервалу. Розроблено алгоритми та складено для середовища Maple 6 програми іміджевої екстраполяції для передбачення розвитку в часі форми кромки вигоряння за описами вузлових зображень.

У дисертації приведене теоретичне узагальнення і нове розвязання наукової задачі, що виявляється в розробці методу опису графічного прояву розвитку в часі реакцій гетерогенного типу на прикладі опису сімї контурів вигоряння рослинного матеріалу за певною кількістю вузлових зображень, і в розробці на цій основі алгоритмів побудови на екрані компютера зображень кромок вигоряння трьох типів: проміжних, тих, що передують вузловим зображенням, та прогнозованих кромок в наперед визначені моменти часу, в залежності від геометричної форми вузлових зображень.

При цьому отримані наступні результати, що мають наукову і практичну цінність.

1. Розроблено алгоритми та програми для середовища MATLAB 5 сегментації вузлових зображень.

2. Розроблено алгоритми сегментації контурів вузлових зображень.

3. Розроблено метод опису рівнянням у неявному вигляді контурів вузлових зображень на основі сегментації зображення та його контура.

4. Розроблено метод поліноміальної та сплайнової іміджевої інтерполяції та екстраполяції для прогнозування форми кромок вигоряння.

5. Розроблено метод векторної іміджевої екстраполяції для прогнозування форми кромок вигоряння за межами наявного часового інтервалу.

6. Розроблено алгоритми та складено для середовища Maple 6 програми іміджевої екстраполяції для передбачення розвитку в часі форми кромки вигоряння за описами вузлових зображень.

7. Комплекс програм впроваджено в практику для графічної інтерпретації передумов або наслідків лісової пожежі у вигляді топографічної схеми кромки вигоряння.

8 Реалізація роботи виконана в УДПО Харківської області, що підтверджується довідкою про використання запропонованої у роботі методики.

Основні положення дисертації опубліковано у таких роботах

1. Ромін А.В. Передбачення геометричної форми кромки вигоряння рослинного матеріалу з урахуванням фактору вітру // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Вип. 67. Київ: КНУБА, 2000. С. 234-236.

2. Ромін А.В. Сегментація графічних зображень засобами Matlab 5 // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Вип.68. Київ: КНУБА, 2001. С. 180-182.

3. Куценко Л.М., Ромін А.В. Моделювання кромки вигоряння рослинного матеріалу на основі алгоритму Конуея // Труды / Таврическая государственная агротехническая академия. вып. 4,том 10. Мелитополь: ТГАТА, 1999. C. 65 69.

4. Ромін А.В. Теоретичні аспекти гасіння лісових пожеж на основі передбачення форми кромки вигоряння // Труды / Таврическая государственная агротехн. академия. вып. 4, том 10. Мелитополь: ТГАТА, 1999. C. 108-111.

5. Ромін А.В. Метод обчислення площ бінарних зображень // Труды / Таврическая государственная агротехническая академия. вып. 4, том 11. Мелитополь: ТГАТА, 2000 C. 94-95.

6. Ромін А.В. Передбачення кромки вигоряння рослинного матеріалу з урахуванням фактору вітру // Проблемы пожарной безопасности. Харьков: Фолио, 2000. Вып. 7. C. 177-179.

7. Ромін А.В. Виділення напівтонових фрагменттів зображень // Проблемы пожарной безопасности. Харьков: Фолио, 2000. Вып. 8. C. 146-148.

8. Куценко Л.М., Ромін А.В. Сегментація контура напівтонового зображення // Проблемы пожарной безопасности. Харьков: Фолио, 2000. Вып.9. C. 111-114.

9. Ромін А.В. Алгоритм сегментації графічних зображень / Тезисы международной научно-практической конференции “Современные проблемы геометрического моделирования” Донецк: ДОНГТУ, 2000. C. 246-248.

10. Ромін А.В. Компютерна система прогнозування кромки вигоряння рослинного матеріалу / Збірка праць міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні проблеми геометричного моделювання” Харків: ХДАТОХ, 2001. C. 135-137.

У роботах, що виконані у співавторстві з науковим керівником Л.М.Куценком, особистий внесок здобувача наступний: [3]- склав компютерну програму моделювання кромки вигоряння на основі алгоритму Конуела; [8] налагодив програму сегментації контура зображення для середовища Matlab 5.