Claims (41)
1. Способ обнаружения тонких объектов на изображении, заключающийся в осуществлении следующих операций:1. The method of detecting thin objects in the image, which consists in the following operations:
- вычисляют преобладающее направление текстуры для каждого пикселя;- calculate the prevailing direction of the texture for each pixel;
- вычисляют направление, ортогональное к преобладающему направлению текстуры для каждого пикселя;- calculate the direction orthogonal to the prevailing direction of the texture for each pixel;
- выполняют построение полной направленной маски с той же ориентацией, что и направление, ортогональное к преобладающему направлению текстуры, для каждого пикселя;- perform the construction of a full directional mask with the same orientation as the direction orthogonal to the prevailing direction of the texture for each pixel;
- выполняют построение внешней направленной маски с той же ориентацией, что и направление, ортогональное к преобладающему направлению текстуры, для каждого пикселя;- perform the construction of an external directional mask with the same orientation as the direction orthogonal to the prevailing direction of the texture for each pixel;
- выполняют построение внутренней направленной маски с той же ориентацией, что и направление, ортогональное к преобладающему направлению текстуры, для каждого пикселя;- perform the construction of an internal directional mask with the same orientation as the direction orthogonal to the prevailing direction of the texture for each pixel;
- выполняют вычисление минимумов и максимумов значений яркости пикселей внутри полной направленной маски;- perform the calculation of the minima and maxima of the brightness values of pixels inside a full directional mask;
- выполняют вычисление стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя;- calculate the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels inside the full directional mask around the central pixel;
- выполняют вычисление стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри внутренней направленной маски вокруг центрального пикселя;- perform the calculation of the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels inside the internal directional mask around the central pixel;
- выполняют вычисление стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внешней направленной маски вокруг центрального пикселя;- calculate the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels of the external directional mask around the central pixel;
- выполняют вычисление стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя;- calculate the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels inside the undirected mask around the central pixel;
- выполняют вычисление среднего значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя.- perform the calculation of the average brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel.
- применяют следующий набор правил принятия решения для определения принадлежности данного пикселя тонкому длинному объекту:- apply the following set of decision rules to determine whether a given pixel belongs to a thin long object:
- если локальная текстура ненаправленная, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the local texture is non-directional, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если разница между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the difference between the maximum and minimum values of the brightness of the pixels inside the full directional mask is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation or other statistical function describing the degree of variation of the samples within the sample from the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel, below a given threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation or other statistical function describing the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels inside the undirected mask around the central pixel below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если частное стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри внешней маски и стандартного отклонения или другой статистической функции, описывающей степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости внутри внутренней маски ниже заданного порога, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the quotient of the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values of the pixels inside the external mask and the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness values inside the internal mask below the specified threshold, note a pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от значений яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от яркости пикселей внутри полной направленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness of the pixels inside the external mask is less than the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness of the pixels inside the full directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение или другая статистическая функция, описывающая степень вариации образцов внутри выборки, от яркости пикселей внутри ненаправленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту.- if the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness of the pixels inside the external mask is less than the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples within the sample from the brightness of the pixels inside the non-directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внешнюю направленную маску получают из полной направленной маски путем обнуления одного или нескольких центральных пикселей.2. The method according to p. 1, characterized in that the external directional mask is obtained from a full directional mask by zeroing one or more central pixels.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутреннюю направленную маску получают из полной направленной маски путем обнуления одного или нескольких периферийных пикселей.3. The method according to p. 1, characterized in that the internal directional mask is obtained from a full directional mask by zeroing one or more peripheral pixels.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что набор правил принятия решения, включает следующие правила адаптации:4. The method according to p. 1, characterized in that the set of decision-making rules includes the following adaptation rules:
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, используемый для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, является низким;- if the average pixel brightness around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, используемый для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, является высоким;- if the average pixel brightness around the center pixel is low, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, используемый для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей степень вариации образцов, от значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является низким;- if the average brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples from the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, используемый для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей степень вариации образцов, от значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples from the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, используемый для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей степень вариации образцов, от значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является низким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples from the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, используемый для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей степень вариации образцов, от значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким.- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used for comparison with the standard deviation or other statistical function that describes the degree of variation of the samples from the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is high.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для обнаружения тонких объектов разной толщины используют наборы внутренних, внешних и полных направленных масок различных размеров.5. The method according to p. 1, characterized in that for the detection of thin objects of different thicknesses, sets of internal, external and full directional masks of various sizes are used.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют внутреннюю, внешнюю и полную направленную маски, предварительно вычисленные для нескольких направлений и для каждого пикселя направленных масок, которые были вычислены для направления, наиболее близкого к направлению, ортогональному преобладающему направлению текстуры в данном пикселе.6. The method according to p. 1, characterized in that they use the internal, external and full directional masks, pre-calculated for several directions and for each pixel directional masks, which were calculated for the direction closest to the direction orthogonal to the prevailing direction of the texture in this pixel.
7. Способ обнаружения небольших объектов на слабо текстурированном фоне изображения, заключающийся в осуществлении следующих операций:7. A method for detecting small objects on a weakly textured background of the image, which consists in the following operations:
- выполняют вычисление гистограммы значений яркости, принадлежащих меньшей окрестности, для каждого пикселя;- perform the calculation of a histogram of brightness values belonging to a smaller neighborhood for each pixel;
- обозначают пиксель, как не принадлежащий небольшому объекту, если гистограмма для данного пикселя имеет только один максимум;- designate a pixel as not belonging to a small object if the histogram for a given pixel has only one maximum;
- выполняют обнаружение первого и второго максимумов гистограммы, вычисленной для меньшей окрестности и соответствующих значений яркости;- perform the detection of the first and second maximums of the histogram calculated for a smaller neighborhood and the corresponding brightness values;
обозначают пиксель, как не принадлежащий небольшому объекту, если абсолютная разность между значениями яркости, соответствующими первому и второму максимумам гистограммы, вычисленной для меньшей окрестности, ниже заданного порога;designate a pixel as not belonging to a small object if the absolute difference between the brightness values corresponding to the first and second maxima of the histogram calculated for a smaller neighborhood is lower than a predetermined threshold;
- обозначают пиксель, как не принадлежащий небольшому объекту, если абсолютная разница между значениями яркости данного пикселя и значения яркости, соответствующей второму максимуму гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности, больше, чем абсолютная разница между значением яркости данного пикселя и значением яркости, соответствующим первому максимуму гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности;- designate a pixel as not belonging to a small object if the absolute difference between the brightness values of a given pixel and the brightness value corresponding to the second maximum of the histogram calculated for a smaller neighborhood is greater than the absolute difference between the brightness value of this pixel and the brightness value corresponding to the first maximum of the histogram calculated for a smaller neighborhood;
- выполняют вычисление гистограммы значений яркости внутри большей окрестности для каждого пикселя;- perform the calculation of the histogram of brightness values within a larger neighborhood for each pixel;
- выполняют нахождение первого и второго максимумов гистограммы, рассчитанной для большей окрестности и соответствующих значений яркости;- perform finding the first and second maximums of the histogram, calculated for a larger neighborhood and the corresponding brightness values;
- обозначают пиксель, как принадлежащий небольшому объекту, если соотношение произведения первого максимума гистограммы, рассчитанной для большей окрестности, и второго максимума гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности, и произведение второго максимума гистограммы, рассчитанной для большей окрестности, и первого максимума гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности, больше, чем соотношение площадей большей и меньшей окрестностей, умноженное на некоторое постоянное значение.- designate a pixel as belonging to a small object if the ratio of the product of the first maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood and the second maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhood and the product of the second maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood and the first maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhoods, greater than the ratio of the areas of the larger and smaller neighborhoods, multiplied by some constant value.
8. Система обнаружения тонкого объекта на изображениях, включающая в себя: линейную память; преобразователь формата; блок анализа главных компонент; банк фильтров; блок фильтрации и блок принятия решения, где вход системы соединен с входом линейной памяти, выход линейной памяти соединен с входом преобразователя формата, выход преобразователя формата соединен с входом блока анализа главных компонент и с первым входом блока фильтрации, выход блока анализа главных компонент соединен с банком фильтров, выход банка фильтров соединен со вторым входом блока фильтрации, выход блока фильтрации соединен с входом блока принятия решения, и выход блока принятия решения соединен с выходом системы.8. A system for detecting a thin object in images, including: linear memory; format converter; block analysis of the main components; filter bank; filtering unit and decision unit, where the system input is connected to the linear memory input, the linear memory output is connected to the format converter input, the format converter output is connected to the input of the main component analysis unit and to the first input of the filtering unit, the output of the main component analysis unit is connected to the bank filters, the output of the filter bank is connected to the second input of the filtering unit, the output of the filtering unit is connected to the input of the decision unit, and the output of the decision unit is connected to the output of the system.
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что преобразователь формата выполнен с возможностью трансформации красных, зеленых и синих значений пикселя в единое значение яркости.9. The system according to claim 8, characterized in that the format converter is configured to transform the red, green and blue pixel values into a single brightness value.
10. Система по п. 8, отличающаяся тем, что блок анализа главных компонент выполнен с возможностью оценки преобладающего направления текстуры для данного пикселя.10. The system of claim 8, wherein the principal component analysis unit is configured to evaluate a prevailing texture direction for a given pixel.
11. Система по п. 8, отличающаяся тем, что банк фильтров выполнен с возможностью создания или извлечения из его внутренней памяти полных масок фильтра MFi, внешних масок фильтров MEi и внутренних масок фильтров MIi с ориентацией, ортогональной преобладающему направлению текстуры.11. The system of claim 8, wherein the filter bank is configured to create or retrieve from its internal memory full filter masks MF i , external filter masks ME i and internal filter masks MI i with an orientation orthogonal to the prevailing direction of the texture.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные полные маски фильтра MFi имеют ненулевые элементы, как около центра маски, так и около границы маски.12. The system according to claim 11, characterized in that the oriented full filter masks MF i contained in the filter bank have non-zero elements both near the center of the mask and near the border of the mask.
13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные внешние маски фильтра MEi имеют нулевые элементы около центра маски и ненулевые элементы около границы маски.13. The system according to claim 11, characterized in that the oriented external filter masks ME i contained in the filter bank have zero elements near the center of the mask and non-zero elements near the boundary of the mask.
14. Система по п. 11, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные внутренние маски фильтра MIi имеют ненулевые элементы около центра маски и нулевые элементы около границы маски.14. The system according to claim 11, characterized in that the oriented inner masks of the filter MI i contained in the filter bank have non-zero elements near the center of the mask and zero elements near the boundary of the mask.
15. Система по п. 8, отличающаяся тем, что блок фильтрации выполнен с возможностью осуществления следующих операций:15. The system according to p. 8, characterized in that the filtering unit is configured to perform the following operations:
- вычисление локальных минимумов и максимумов для значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MFi - calculation of local minima and maxima for the brightness values of pixels located inside each of the masks MF i
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MEi;- calculating the standard deviation of the brightness values of pixels located inside each of the masks ME i ;
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MIi; - calculation of the standard deviation of the brightness values of pixels located inside each of the masks MI i;
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри ненаправленной маски вокруг данного пикселя;- calculation of the standard deviation of the brightness values of pixels located inside an undirected mask around a given pixel;
- вычисление среднего значения значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг данного пикселя.- calculation of the average value of the brightness values of pixels inside an undirected mask around a given pixel.
16. Система по п. 8, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью определения, принадлежит ли пиксель тонкому объекту, посредством следующих операций:16. The system of claim 8, wherein the decision unit is configured to determine whether a pixel belongs to a thin object by the following operations:
- если локальная текстура ненаправленная, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the local texture is non-directional, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если разница между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the difference between the maximum and minimum values of the brightness of the pixels inside the full directional mask is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the full directional mask around the central pixel is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the non-directional mask around the central pixel is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если частное стандартного отклонения значений яркости пикселей внутри внешней маски и стандартного отклонения значений яркости пикселей внутри внутренней маски мало, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the quotient of the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask and the standard deviation of the pixel brightness values inside the internal mask is small, mark the pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask is less than the standard deviation of the pixel brightness values inside the full directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту.- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask is less than the standard deviation of the pixel brightness values inside the non-directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object.
17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью вычисления адаптивного порога на основе применения следующих правил:17. The system of claim 16, wherein the decision unit is configured to calculate an adaptive threshold based on the application of the following rules:
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, низкий;- if the average pixel brightness around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, высокий;- if the average pixel brightness around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей варьирование образцов, значений яркости внутри полной направленной маски внутри центрального пикселя, низкий;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used for comparison with the standard deviation or other statistical function that describes the variation of the samples, the brightness values inside the full directional mask inside the central pixel, is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является низким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used for comparison with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является низким.- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is low.
18. Система обнаружения тонких объектов на изображении, состоящая из линейной памяти, преобразователя формата, блоков обнаружения многочисленных тонких объектов и логического блока, при этом вход системы соединен с входом памяти линии, выход линейной памяти соединен с входом преобразователя формата, выход преобразователя формата соединен с входами всех блоков обнаружения тонких объектов, выходы блоков обнаружения тонких объектов соединены с входами логического блока, а выход логического блока соединен с выходами системы.18. A system for detecting thin objects in an image, consisting of linear memory, a format converter, blocks for detecting numerous thin objects and a logical block, while the system input is connected to the line memory input, the linear memory output is connected to the format converter input, the output of the format converter is connected to the inputs of all the detection blocks of thin objects, the outputs of the detection blocks of thin objects are connected to the inputs of the logical block, and the output of the logical block is connected to the outputs of the system.
19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что каждый блок обнаружения многочисленных тонких объектов состоит из блока анализа главных компонент, банка фильтров, блока фильтрации и блока принятия решения, при этом вход блока обнаружения тонких объектов соединен с входом блока анализа главных компонент и с первым входом блока фильтрации, выход блока анализа главных компонент соединен с банком фильтров, выход банка фильтров соединен со вторым входом блока фильтрации, выход блока фильтрации соединен с входом устройства принятия решения, и выход устройства принятия решения соединен с выходом блока обнаружения.19. The system according to p. 18, characterized in that each unit for detecting multiple thin objects consists of an analysis unit for the main components, a filter bank, a filtering unit and a decision block, while the input of the detection unit for thin objects is connected to the input of the analysis unit for main components with the first input of the filtering unit, the output of the analysis unit for the main components is connected to the filter bank, the output of the filter bank is connected to the second input of the filtering unit, the output of the filtering unit is connected to the input of the decision-making device, and the output is decision-making devices connected to the output of the detection unit.
20. Система по п. 18, отличающаяся тем, что блок анализа главных компонент выполнен с возможностью оценки преобладающего направления текстуры для данного пикселя.20. The system of claim 18, wherein the principal component analysis unit is configured to evaluate a prevailing texture direction for a given pixel.
21. Система по п. 18, отличающаяся тем, что банк фильтров выполнен с возможностью создания или извлечения из его внутренней памяти полных масок фильтра MFi внешних масок фильтров MEi и внутренних масок фильтров MIi с ориентацией, ортогональной преобладающему направлению текстуры.21. The system of claim 18, wherein the filter bank is configured to create or retrieve from its internal memory the full filter masks MF i of the external filter masks ME i and the internal filter masks MI i with an orientation orthogonal to the prevailing direction of the texture.
22. Система по п. 21, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные полные маски фильтра MFi имеют ненулевые элементы, как около центра маски, так и около границы маски.22. The system according to p. 21, characterized in that the oriented full filter masks MF i contained in the filter bank have non-zero elements, both near the center of the mask and near the border of the mask.
23. Система по п. 21, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные внешние маски фильтра MEi имеют нулевые элементы около центра маски и ненулевые элементы около границы маски.23. The system according to p. 21, characterized in that the oriented external filter masks contained in the filter bank ME i have zero elements near the center of the mask and non-zero elements near the border of the mask.
24. Система по п. 21, отличающаяся тем, что содержащиеся в банке фильтров ориентированные внутренние маски фильтра MIi имеют ненулевые элементы около центра маски и нулевые элементы около границы маски.24. The system according to p. 21, characterized in that the oriented internal filter masks MI i contained in the filter bank have non-zero elements near the center of the mask and zero elements near the border of the mask.
25. Система по п. 18, отличающаяся тем, что блок фильтрации выполнен с возможностью осуществления следующих операций:25. The system according to p. 18, characterized in that the filtering unit is configured to perform the following operations:
- вычисление локальных минимумов и максимумов для значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MF0- calculation of local minima and maxima for the brightness values of pixels located inside each of the MF0 masks
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MEi;- calculating the standard deviation of the brightness values of pixels located inside each of the masks ME i ;
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри каждой из масок MIi;- calculation of the standard deviation of the brightness values of pixels located inside each of the masks MI i ;
- вычисление стандартного отклонения значений яркости пикселей, расположенных внутри ненаправленной маски вокруг данного пикселя;- calculation of the standard deviation of the brightness values of pixels located inside an undirected mask around a given pixel;
- вычисление среднего значения значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг данного пикселя.- calculation of the average value of the brightness values of pixels inside an undirected mask around a given pixel.
26. Система по п. 18, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью определения, принадлежит ли пиксель тонкому объекту посредством следующих операций:26. The system of claim 18, wherein the decision unit is configured to determine whether a pixel belongs to a thin object by the following operations:
- если локальная текстура ненаправленная, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the local texture is non-directional, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если разница между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the difference between the maximum and minimum values of the brightness of the pixels inside the full directional mask is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the full directional mask around the central pixel is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя ниже заданного порога, отмечают пиксель, как не принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the non-directional mask around the central pixel is below a predetermined threshold, mark the pixel as not belonging to a thin object;
- если частное стандартного отклонения значений яркости пикселей внутри внешней маски и стандартного отклонения значений яркости пикселей внутри внутренней маски мало, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the quotient of the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask and the standard deviation of the pixel brightness values inside the internal mask is small, mark the pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту;- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask is less than the standard deviation of the pixel brightness values inside the full directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object;
- если стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри внешней маски меньше, чем стандартное отклонение значений яркости пикселей внутри ненаправленной маски, отмечают пиксель, как принадлежащий тонкому объекту.- if the standard deviation of the pixel brightness values inside the external mask is less than the standard deviation of the pixel brightness values inside the non-directional mask, mark the pixel as belonging to a thin object.
27. Система по п. 26, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью вычисления адаптивного порога на основе применения следующих правил:27. The system of claim 26, wherein the decision block is adapted to calculate an adaptive threshold based on the application of the following rules:
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, низкий;- if the average pixel brightness around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения с разницей между максимумом и минимумом значений яркости пикселей внутри полной направленной маски, высокий;- if the average pixel brightness around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the difference between the maximum and minimum pixel brightness values inside the full directional mask is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, описывающей варьирование образцов, значений яркости внутри полной направленной маски внутри центрального пикселя, низкий;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used for comparison with the standard deviation or other statistical function that describes the variation of the samples, the brightness values inside the full directional mask inside the central pixel, is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри ненаправленной маски вокруг центрального пикселя, является низким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used for comparison with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the undirected mask around the central pixel is low;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя низкое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является высоким;- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is low, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is high;
- если среднее значение яркости пикселей вокруг центрального пикселя высокое, то порог, использованный для сравнения со стандартным отклонением или другой статистической функцией, характеризующей варьирование образцов, значения яркости пикселей внутри полной направленной маски вокруг центрального пикселя, является низким.- if the average value of the brightness of the pixels around the central pixel is high, then the threshold used to compare with the standard deviation or other statistical function characterizing the variation of the samples, the brightness of the pixels inside the full directional mask around the central pixel is low.
28. Система по п. 18, отличающаяся тем, что логический блок выполнен с возможностью вычисления дизъюнктивной функции входов или вычисления среднего значение входов, преобразованных из логического в числовое значение, или вычисления медианы входов, преобразованных из логического в цифровое значение, или вычисления функции входов M-из-N, преобразованных из логического в цифровое значение.28. The system according to p. 18, characterized in that the logic unit is configured to calculate the disjunctive function of the inputs or calculate the average value of the inputs converted from a logical to a numerical value, or calculate the median of the inputs converted from a logical to a digital value, or calculate the function of the inputs M-of-N, converted from logical to digital.
29. Система обнаружения небольших объектов на изображении, включающая в себя линейную память, преобразователь формата, первый и второй блоки вычисления гистограммы, первый и второй анализаторы гистограммы и блок принятия решения, при этом вход системы соединен с входом линейной памяти, выход линейной памяти соединен с входом преобразователя формата, выход преобразователя формата соединен с входами первого и второго блоков вычисления гистограммы; выход первого блока вычисления гистограммы соединен с входом первого анализатора гистограммы; выход второго блока вычисления гистограммы соединен с входом второго анализатора гистограммы; выходы первого и второго анализаторов гистограммы соединены с входами устройства приятия решения, выход преобразователя формата соединен с входом блока принятия решения, выход блока принятия решения соединен с выходом системы.29. A system for detecting small objects in an image, including linear memory, a format converter, first and second histogram calculation units, first and second histogram analyzers, and a decision block, while the system input is connected to the linear memory input, the linear memory output is connected to the input of the format converter, the output of the format converter is connected to the inputs of the first and second blocks of the histogram calculation; the output of the first histogram calculation unit is connected to the input of the first histogram analyzer; the output of the second histogram calculation unit is connected to the input of the second histogram analyzer; the outputs of the first and second histogram analyzers are connected to the inputs of the decision-making device, the output of the format converter is connected to the input of the decision block, the output of the decision block is connected to the output of the system.
30. Система по п. 29, отличающаяся тем, что преобразователь формата выполнен с возможностью преобразования красного, зеленого и синего значения каналов цветности в одно значение яркости.30. The system according to p. 29, characterized in that the format converter is configured to convert the red, green and blue values of the color channels into one brightness value.
31. Система по п. 29, отличающаяся тем, что первый блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью расчета гистограммы значений яркости пикселей в меньшей окрестности вокруг данного пикселя, второй блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью расчета гистограммы значений яркости пикселей в большей окрестности вокруг данного пикселя.31. The system of claim 29, wherein the first histogram calculation unit is configured to calculate a histogram of pixel brightness values in a smaller neighborhood around a given pixel, the second histogram calculation unit is configured to calculate a histogram of pixel brightness values in a larger neighborhood around a given pixel.
32. Система по п. 29, отличающаяся тем, что первый блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью проведения анализа гистограммы для меньшей окрестности вокруг данного пикселя; вычисления среднего значения яркости; проверки, является ли гистограмма бимодальной; если гистограмма является бимодальной, то флаг бимодальности устанавливается в качестве истины с последующим нахождением первого и второго максимумов гистограммы и соответствующих значений яркости.32. The system of claim 29, wherein the first histogram calculation unit is configured to analyze the histogram for a smaller neighborhood around a given pixel; calculating the average brightness value; checking whether the histogram is bimodal; if the histogram is bimodal, then the bimodality flag is set as true, followed by the first and second maximums of the histogram and the corresponding brightness values.
33. Система по п. 29, отличающаяся тем, что второй анализатор гистограммы выполнен с возможностью проведения анализа гистограммы для большей окрестности вокруг данного пикселя; вычисления среднего значения яркости; проверки, является ли гистограмма бимодальной, и, в случае, если гистограмма является бимодальной, то флаг бимодальности устанавливается в качестве истины с последующим нахождением первого и второго максимумов гистограммы и соответствующих значений яркости.33. The system of claim 29, wherein the second histogram analyzer is configured to perform histogram analysis for a larger neighborhood around a given pixel; calculating the average brightness value; checking if the histogram is bimodal, and if the histogram is bimodal, then the bimodality flag is set as true, followed by finding the first and second maximums of the histogram and the corresponding brightness values.
34. Система по п. 29, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью вычисления флага принадлежности пикселя к небольшому объекту, равный конъюнкции флага бимодальности и следующих логических условий:34. The system according to p. 29, characterized in that the decision block is configured to calculate the flag of the pixel belonging to a small object, equal to the conjunction of the bimodality flag and the following logical conditions:
- абсолютная разность между яркостью, относящейся к максимуму первой гистограммы, и яркостью, относящейся ко второму максимуму гистограммы, превышает значение некоторой заранее заданной убывающей функции от средней яркости пикселей в небольшой окрестности;- the absolute difference between the brightness related to the maximum of the first histogram and the brightness related to the second maximum of the histogram exceeds the value of some predetermined decreasing function of the average brightness of the pixels in a small neighborhood;
- абсолютная разность между яркостью данного пикселя и яркостью, относящейся ко второму максимуму гистограммы, меньше, чем абсолютная разница между яркостью данного пикселя и яркостью, соответствующей первому максимуму гистограммы;- the absolute difference between the brightness of a given pixel and the brightness related to the second maximum of the histogram is less than the absolute difference between the brightness of this pixel and the brightness corresponding to the first maximum of the histogram;
- произведение первого максимума гистограммы, рассчитанной для большей окрестности, второго максимума гистограммы, рассчитанного для меньшей окрестности и площади меньшей окрестности, больше, чем произведение второго максимума гистограммы, вычисленной для большей окрестности, первого максимума гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности и некой предопределенной константы.- the product of the first maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood, the second maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhood and the area of the smaller neighborhood is greater than the product of the second maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood, the first maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhood and some predetermined constant.
35. Система обнаружения небольших объектов на изображении, включающая в себя линейную память, преобразователь формата, блоки обнаружения многочисленных тонких объектов и логический блок, при этом вход системы соединен с входом линейной памяти, выход линейной памяти соединен с входом преобразователя формата, выход преобразователя формата соединен с входами всех блоков обнаружения небольших объектов, выходы блоков обнаружения небольших соединены с входами логического блока, а выход логического блока соединен с выходом системы.35. A system for detecting small objects in an image, including linear memory, a format converter, blocks for detecting numerous thin objects and a logic block, while the input of the system is connected to the input of the linear memory, the output of the linear memory is connected to the input of the format converter, the output of the format converter is connected with the inputs of all the detection blocks of small objects, the outputs of the small detection blocks are connected to the inputs of the logical block, and the output of the logical block is connected to the output of the system.
36. Система по п. 35, отличающаяся тем, что каждый блок обнаружения небольших объектов включает в себя первый и второй блоки расчета гистограммы, первый и второй анализаторы гистограммы и блок принятия решения, при этом вход блока соединен с входами первого и второго блоков вычисления гистограммы и входом блока принятия решения; выход первого блока вычисления гистограммы соединен с входом первого анализатора гистограммы; выход второго блока вычисления гистограммы соединен с входом второго анализатора гистограммы; выходы первого и второго анализаторов гистограммы соединены с входами блока принятия решения, а выход блока принятия решения соединен с выходом блока.36. The system of claim 35, wherein each small object detection unit includes a first and second histogram calculation unit, a first and second histogram analyzer, and a decision unit, wherein the input of the unit is connected to inputs of the first and second histogram calculation units and the input of the decision block; the output of the first histogram calculation unit is connected to the input of the first histogram analyzer; the output of the second histogram calculation unit is connected to the input of the second histogram analyzer; the outputs of the first and second histogram analyzers are connected to the inputs of the decision block, and the output of the decision block is connected to the output of the block.
37. Система по п. 35, отличающаяся тем, что первый блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью расчета гистограммы значений яркости пикселей в меньшей окрестности вокруг данного пикселя, второй блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью расчета гистограммы значений яркости пикселей в большей окрестности вокруг данного пикселя.37. The system of claim 35, wherein the first histogram calculation unit is configured to calculate a histogram of pixel brightness values in a smaller neighborhood around a given pixel, the second histogram calculation unit is configured to calculate a histogram of pixel brightness values in a larger neighborhood around a given pixel.
38. Система по п. 35, отличающаяся тем, что первый блок вычисления гистограммы выполнен с возможностью проведения анализа гистограммы для меньшей окрестности вокруг данного пикселя; вычисления среднего значения яркости; проверки, является ли гистограмма бимодальной; если гистограмма является бимодальной, то флаг бимодальности устанавливается в качестве истины с последующим нахождением первого и второго максимумов гистограммы и соответствующих значений яркости.38. The system of claim 35, wherein the first histogram calculation unit is configured to perform histogram analysis for a smaller neighborhood around a given pixel; calculating the average brightness value; checking whether the histogram is bimodal; if the histogram is bimodal, then the bimodality flag is set as true, followed by the first and second maximums of the histogram and the corresponding brightness values.
39. Система по п. 35, отличающаяся тем, что второй анализатор гистограммы выполнен с возможностью проведения анализа гистограммы для большей окрестности вокруг данного пикселя; вычисления среднего значения яркости; проверки, является ли гистограмма бимодальной, и, в случае, если гистограмма является бимодальной, то флаг бимодальности устанавливается в качестве истины с последующим нахождением первого и второго максимумов гистограммы и соответствующих значений яркости.39. The system of claim 35, wherein the second histogram analyzer is configured to perform histogram analysis for a larger neighborhood around a given pixel; calculating the average brightness value; checking if the histogram is bimodal, and if the histogram is bimodal, then the bimodality flag is set as true, followed by finding the first and second maximums of the histogram and the corresponding brightness values.
40. Система по п. 35, отличающаяся тем, что блок принятия решения выполнен с возможностью вычисления флага принадлежности пикселя к небольшому объекту, равный конъюнкции флага бимодальности и следующих логических условий:40. The system according to p. 35, characterized in that the decision block is configured to calculate the flag of the pixel belonging to a small object, equal to the conjunction of the bimodality flag and the following logical conditions:
- абсолютная разность между яркостью, относящейся к максимуму первой гистограммы, и яркостью, относящейся ко второму максимуму гистограммы, превышает значение некоторой заранее заданной убывающей функции от средней яркости пикселей в небольшой окрестности;- the absolute difference between the brightness related to the maximum of the first histogram and the brightness related to the second maximum of the histogram exceeds the value of some predetermined decreasing function of the average brightness of the pixels in a small neighborhood;
- абсолютная разность между яркостью данного пикселя и яркостью, относящейся ко второму максимуму гистограммы, меньше, чем абсолютная разница между яркостью данного пикселя и яркостью, соответствующей первому максимуму гистограммы;- the absolute difference between the brightness of a given pixel and the brightness related to the second maximum of the histogram is less than the absolute difference between the brightness of this pixel and the brightness corresponding to the first maximum of the histogram;
- произведение первого максимума гистограммы, рассчитанной для большей окрестности, второго максимума гистограммы, рассчитанного для меньшей окрестности и площади меньшей окрестности, больше, чем произведение второго максимума гистограммы, вычисленной для большей окрестности, первого максимума гистограммы, рассчитанной для меньшей окрестности и некой предопределенной константы.- the product of the first maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood, the second maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhood and the area of the smaller neighborhood is greater than the product of the second maximum of the histogram calculated for the larger neighborhood, the first maximum of the histogram calculated for the smaller neighborhood and some predetermined constant.
41. Система по п. 35, отличающаяся тем, что логический блок выполнен с возможностью вычисления дизъюнктивной функции входов или вычисления среднего значения входов, преобразованных из логического в цифровое значение, или вычисления медианы входов, преобразованных из логического в цифровое значение, или вычисления M-из-N функцию входов, преобразованных из логического и цифровое значений.
41. The system according to p. 35, characterized in that the logic unit is configured to calculate the disjunctive function of the inputs or calculate the average value of the inputs converted from a logical to a digital value, or calculate the median of the inputs converted from a logical to a digital value, or calculate M- of-N function inputs converted from logical and digital values.