Выделение неизвестных объектов на изображениях известной сцены

Морфологические методы анализа изображений ориентированы на решение задач, которые могут быть сгруппированы в два больших класса. Первый класс включает задачи выделения неизвестных объектов на изображениях известной сцены, полученных при неизвестных условиях. Трудность, с которой традиционно сталкиваются при решении этой задачи, состоит в том, что изменение условий регистрации приводит к изменениям в изображении, часто более существенным, чем появление/исчезновение объектов на местности. Морфологические методы позволяют успешно справиться с этой задачей.

Рисунок 15.1 – Идея морфологического выделения неизвестного объекта в известной сцене наблюдения

Идея морфологического решения такой задачи схематически показана на рисунке 15.1. Пусть имеются два изображения одной и той же сцены – A и B, которые различаются тем, что, во-первых, сняты в различных условиях освещенности, в результате чего изменились яркостные (но не геометрические!) характеристики видимого поля, а во-вторых, на изображении B появился небольшой объект, которого не было на изображении A. Если мы просто сравним изображения A и B между собой, то полученное разностное изображение не позволит нам отделить изменения в составе сцены от изменений яркости. Однако это возможно сделать, если сформировать такое вспомогательное изображение C, которое имело бы форму изображения A, но яркость элементов этой формы оценивалась бы по изображению B. Такое изображение в морфологии Пытьева называется проекцией B на форму A.

Алгоритм решения задачи сравнения изображений по форме с использованием морфологической проекции в рассматриваемом простейшем случае имеет следующий вид.

1. Выделить связные области на изображении A.

2. Вычислить среднюю яркость по областям A на B.

3. Сформировать C по форме A с яркостями из B.

4. Найти разность C и B.

5. Выделить область с существенной разностью интенсивностей пикселов.