17.7. ПРИЗНАКИ ПЯТНА И ЛИНИИ

Пятном называется относительно маленькая область изображения, яркость которой значительно отличается от яркости ее окрестности. Отрезок линии определяется распределением яркости, которое должно иметь -образную (или -образную) форму в направлении, перпендикулярном направлению линии, и быть вытянутым вдоль линии.

Розенфельд и др. [28-30] предложили алгоритм для обнаружения пятна, при использовании которого сначала осуществляется сглаживание изображения с помощью маски размером  элементов, представляющей собой фильтр нижних частот. Затем уровень каждого элемента усредненного изображения сравнивается со средним значением уровней его четырех соседей (справа, слева, сверху и снизу), удаленных от центрального элемента на расстояние в  элементов. Пятно выделяется, если эта разность достаточно велика. Другой подобный подход [31] предусматривает формирование разности между средней яркостью в окне размером  и средней яркостью окружающей кольцевой области шириной . Оба этих метода представляют собой особые случаи линейного контрастирования пятна с последующим пороговым ограничением, когда контрастирующая маска есть составная маска вида

,                          (17.7.1)

где  - сглаживающая маска, представляющая собой фильтр нижних частот, определяемый уравнением (12.3.2), а  - одна из масок оператора Лапласа (17.4.5).

Можно предполагать, что линии и полосы являются локальными фрагментами более крупных структур. Говорят, что через некоторую точку изображения проходит линия, если вдоль трех прямых, перпендикулярных линии и проходящих через эту точку и две ближайшие соседние точки, лежащие на линии, яркость меняется от низкого уровня к более высокому, а затем снова к более низкому (или наоборот) [29]. Один из подходов к выделению линии состоит в том, что выполняется пространственное объединение откликов детектора перепада внутри локальной окрестности. Эта задача исследуется в гл. 18. Линии единичной ширины можно обнаружить путем свертки изображения с набором линейных масок

,                     (17.7.2а)

,                  (17.7.2б)

,                  (17.7.2в)

,                  (17.7.2г)

с помощью которых выполняется контрастирование вертикальных, горизонтальных и диагональных отрезков линий. Пороговое ограничение контрастированных изображений приводит к обнаружению местоположения отрезка линии. Хюккель [30] обобщил идею аппроксимации перепада и предложил выполнять обнаружение отрезков линий внутри области круглой формы. Фрагмент изображения внутри круглого окна аппроксимируется идеальным отрезком линии, который имеет вид узкой полоски, ограниченной параллельными прямыми; яркость внутри этой полоски отличается от яркости соседней области. Если удается добиться достаточно точной аппроксимации, то считается, что в изображении есть отрезок линии с подобранными в процессе аппроксимации параметрами.