Розпізнавання образів



Скачати 83.41 Kb.
Дата конвертації29.11.2016
Розмір83.41 Kb.

стр. из

Частина 1
Лекція 1
Найважливішою функцією комп'ютера є обробка інформації. При обробці інформації, пов'язаної із зображенням, прийнято виділяти три основні напрями:

  • розпізнавання образів;

  • обробку зображень;

  • машинну графіку.

Ці напрями вирішують наступні завдання:

1. Основне завдання розпізнавання образів полягає в перетворенні вже наявного зображення на формально зрозумілу мову символів. Розпізнавання образів (зображень) є сукупність методів, що дозволяють отримати опис зображення, поданого на вхід, або віднести задане зображення до деякого класу.

Символічно, розпізнавання зображення може бути описане так:

ЗОБРАЖЕННЯ


ОПИС



  • вхід - зображення;

  • вихід - символ (текст) і його подальший аналіз.

2. Обробка зображень розглядає завдання, в яких і вхідні, і вихідні дані є зображеннями.

Приклади завдань:


  • передача зображень з усуненням шумів і стискуванням даних

  • перехід від одного виду зображення (півтонового) до іншого (каркасному)

  • синтез наявних зображень в нові зображення (по набору перетинів об'єкту відновити сам об'єкт).

Система обробки зображень має структуру:

ЗОБРАЖЕННЯ

ЗОБРАЖЕННЯ





  • вхід - зображення;

  • вихід - зображення (перетворення зображень).

3. Комп'ютерна (машинна) графіка відтворює зображення у разі, коли початковою є інформація необразотворчої природи.

Наприклад, візуалізація початкових даних у вигляді графіків, гістограм, діаграм; побудова і переміщення зображення на площині і в просторі, комп'ютерний живопис, комп'ютерна анімація і так далі до візуальної реальності. Можна сказати, що комп'ютерна графіка малює, спираючись на формальні правила і наявний набір засобів.

Символічно, систему комп'ютерної графіки можна представити таким чином:


ОПИС

ЗОБРАЖЕННЯ




  • вхід - символьний опис;

  • вихід - зображення.

Зразки комп'ютерної графіки відомі кожному. Досягнення комп'ютерної графіки ми бачимо на екрані телевізорів у вигляді рекламних роликів і художніх фільмів.

Широко поширені комп'ютерні ігри, в яких велику роль грає анімація, реалістичність зображення, досконалість засобів введення і виведення графічної і іншої інформації. Комп'ютерна графіка широко використовується в кіно. Одним з перших відомих фільмів були «Зоряні війни». Етапи подальшого розвитку комп'ютерного кінематографа можна прослідкувати на таких фільмах як «Термінатор-2», «Вавілон-5», «Лекс».
Для більшості глядачів здається дивовижним, що те, що все зображається існує в зашифрованому вигляді - у вигляді формул і текстів програм. Ще більше здивування викликає кількість людських і тимчасових зусиль, витрачених на створення цього продукту.
Реклама в даному випадку виступає навіть не стільки як “двигун торгівлі”, скільки як могутній стимул до розвитку все більш досконалого витонченого графічного інструментарію. Цей інструментарій існує у вигляді різноманітних графічних пакетів, починаючи від простих графічних редакторів і до програмного забезпечення графічних станцій.
Важливою подією в розвитку суспільства є поява глобальної мережі Інтернет. Нарощуються потужності каналів передачі даних, удосконалюються засоби обміну і обробки інформації. Інтернет - це могутній засіб спілкування людей, обміну інформацією, зближення мов, розповсюдження ідей, нові можливості для бізнесу. Комп'ютерна графіка займає в Інтернет одне з найважливіших місць: все більш удосконалюються засоби передачі візуальній інформації, розробляються все більш досконалі графічні формати, відчутно присутність тривимірної графіки, анімації і всього спектру мультимедіа.
В курсі розглядаються :


  • основні графічні можливості ПК;

  • основні графічні пристрої;

  • двовимірна 2d і тривимірна 3d графіка;

  • додання зображенню на екрані необхідної динаміки;

  • побудова на екрані зображення складної сцени, достатньо близького до реального.


Апаратна і програмна підтримка графіки

Перший персональний комп'ютер фірми ІВМ з'явився в 1981 році. Зараз вже можна сказати, що поява саме цього комп'ютера привела до значного розповсюдження персональних комп'ютерів.

Комп'ютерні відеосистеми розглянемо на прикладі персональних комп'ютерів класу , що привело до масового розповсюдження таких комп'ютерів, використання в різноманітних галузях.

Важливою межею архітектури персонального комп'ютера з позицій КГ є те, що контролер відеосистеми (відеоадаптер) розташований поряд з процесором і оперативною пам'яттю і підключений до системної шини через швидку локальну шину. Це дає можливість швидко вести обмін даними між оперативною пам'яттю і відеопам'яттю. Для виведення графічних зображень, особливо в режимі анімації, потрібна найвища швидкість передачі даних. На відміну від цього у великих комп'ютерах дані до дисплеїв передавалися через інтерфейс каналу введення-виводу, яке працює набагато повільніше, ніж системна шина. Великі комп'ютери, як правило, працюють з багатьма дисплеями, розташованими на значній відстані.

Перший комп'ютер ІВМ РС був оснащений відеоадаптером MDA (Мопосhгоmе Display Аdapter). Відеосистема була призначена для роботи в текстовому і графічному режимі. У текстовому режимі на екрані відображалося 25 рядків по 80 символів в кожному рядку. Графічний режим був чорно-білим з розмірами растру 720x350 пікселів.

Наступним кроком був відеоадаптер Сgа (Сoloг Gгарhіс Аdaрtег). Це перша кольорова модель для ІВМ РС. Адаптер Сgа дозволяв працювати в кольоровому текстовому або в графічному режимах. Далі ми розглядатимемо тільки графічні режими; відеоадаптерів графічних режимів для Сgа було два: чорно-білий 640x200, і кольоровий 320x200. У кольоровому режимі можна було відображати тільки чотири кольори .

Трохи більш здійсненим був відеоадаптер Негсules. Він мав графічний чорно-білий режим 720x348.

У 1984 році з'явився адаптер Еgа (Еnhаnсеd Gгарhic Аdaрtег). Це було значне досягнення для персональних комп'ютерів цього типу. З'явився графічний 16-колірний відеорежим 640x350 пікселів. Кольори можна вибирати з палітри 64 кольорів. В цей час почали набувати розповсюдження комп'ютерні ігри з більш-менш якісною графікою, і графічні програми для роботи. Проте, шістнадцять кольорів явно мало для відображення зображень. Крім того, відеорежим 640x350 має ще один недолік - різна роздільна здатність по горизонталі і вертикалі - "не квадратні піксели ".

У 1987 році з'явилися відеоадаптер Мgса (Multi-color Graphic Аггау) і VGA(Video Gгарhіс Агтау). Вони забезпечували вже 256-кольорові відеорежими. Досконалішим був адаптер VGA- він став найбільш популярним. Адаптер VGA мав 256-колірний графічний відеорежим з розмірами растру 320x200. Кольори можна вибирати з палітри в 256 тисяч кольорів. Відеоадаптер VGA також має 16-колірний відеорежим 640x480.

Подальший розвиток відеоадаптерів для комп'ютерів типу ІВМ РС пов'язано з підвищенням роздільної здатності і (або) кількості кольорів. Можна відзначити відеосистему ІВМ 8514, яка була призначена для роботи з пакетами САПР. Почали з'являтися відеоадаптери різних фірм, які забезпечували відеорежими спочатку 800x600, а потім і 1024x768 кольорів при 16- кольорах, і відеорежими 640x480, 800x600 і більше для 256 кольорів. Ці відеоадаптери почали називати Super VGA. Трохи пізніше з'явився відеоадаптер ІВМ ХGА.

Першою досягла глибини кольору в 24-біт фірма Targa з відеоадаптером Targa 24. Це вперше дозволило отримати на персональних комп'ютерах ІВМ РС відеорежими True Color. Таке досягнення можна вважати початком професійної графіки на персональних комп'ютерах цього типу. Там, де раніше використовувалися графічні робочі станції або персональні компьютери Аpple Macintosh, відтепер поступово переходили на дешевші комп'ютери ІВМ РС.

Зараз на комп'ютерах ІВМ РС з процесором Pentium використовується багато типів відеоадаптерів. Всі відеосистеми растрового типу.

На більшості ЕОМ прийнятий растровий спосіб зображення графічної інформації - зображення представлене прямокутною матрицею крапок (піксел), і кожен піксел має свій колір, вибираний із заданого набору кольорів - палітри.
Деякі з них дозволяють встановлювати глибину кольору 32-біт на піксел при розмірах растру 1600x1200 і більше. Ці параметри обмовляються як моделлю відеоадаптера, так і об'ємом встановленої відеопам'яті.

Відеопам'ять персонального комп'ютера зберігає растрове зображення, яке показується на екрані дисплею (моніторі). Зображення на моніторі відповідає поточному змісту відеопам'яті. Відеопам'ять постійно сканується з частотою кадрів монітора. Запис нових даних у відеопам'ять миттєво міняє зображення на моніторі


Відеоадаптер, з одного боку, зберігає зображення в своїй пам'яті зображень (відеопам'яті), при цьому на кожен піксел зображення відводиться фіксована кількість біт пам'яті, а з іншого боку, забезпечує регулярне (50-70 разів в секунду) відображення відеопам'яті на екрані монітора.
Більшість адаптерів будуються за принципом сумісності з попереднім.

Фактично, будь-яка графічна операція зводиться до роботи з окремими пікселями - поставити точку заданого кольору і дізнатися колір заданої точки.



Проте, більшість графічних бібліотек підтримують роботу з складнішими об'єктами, оскільки робота тільки на рівні окремо взятих піксел була б дуже скрутною для програміста і неефективною.
Серед подібних об'єктів (що представляють об'єднання піксел) можна виділити групи:

  • лінійні зображення (растрові образи ліній);

  • суцільні об'єкти (растрові образи двомірних областей);

  • шрифти;

  • зображення (прямокутні матриці піксел).

Як правило, кожен компілятор має свою графічну бібліотеку, що забезпечує роботу з основними групами графічних об'єктів. При цьому потрібно, щоб подібна бібліотека підтримувала роботу з основними типами відеоадаптерів. Існує декілька шляхів забезпечення цього.
Перший шлях полягає в написанні версій бібліотеки для всіх основних типів відеоадаптерів. При цьому програміст повинен знати спочатку, для якого типу відеоадаптера він пише свою програму, і використовувати відповідну бібліотеку. Отримана програма вже не працюватиме для інших адаптерів. Тому замість однієї програми потрібно писати цілий набір програм для різних відеоадаптерів.

Другий шлях - включити в бібліотеку версії процедур для всіх основних типів відеоадаптерів. Це забезпечить деяку машинну незалежність, але при цьому: не можна виключити випадку наявності у користувача типу адаптера, непідтримуваного бібліотекою (SVGA).

Третій шлях є найбільш поширеним і полягає у використанні драйверів пристроїв. Для кожного адаптера пишеться так званий драйвер - програмка із стандартним інтерфейсом, що реалізовує графічні операції для даного адаптера і поміщається в окремий файл, який знаходиться в теці файлів BGI (Borland Graphic Interface), наприклад:

cga .bgi

egavga .bgi

herc .bgi .

Система графіки Borland Pascal дозволяє підключати не тільки стандартні, але і призначені для користувача драйвери, які повинні задовольняти стандарту Borland International.


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка