Стеба Н. О., Рудяков А. В.

ОКВНЗ «Інститут підприємництва «Стратегія», м. Жовті Води, Україна

СТВОРЕННЯ ПРОГРАМНОГО МОДУЛЮ СКЛЕЮВАННЯ ПАНОРАМНОГО ЗОБРАЖЕННЯ

Проблема дослідження забрудненого радіоактивними речовинами навколишнього середовища тісно пов’язана з визначенням точного розташування дже­рел забруднення. Вирішення цієї задачі можливо шляхом поєднання двох завдань:

1.  Визначення рівня радіоактивного випромінювання.

2.  Фіксація зображення об’єкта, для якого відбувається вимірювання параметрів радіації.

Підприємство Позитрон Gmbh виготовляє та реалізує радіометри РКС-02 «Кордон». Вони застосовуються для оперативного виявлення санкціонованого і несанкціонованого ввозу-вивозу джерел нейтронного і гамма-випромінювань, або забрудненого радіоактивними речовинами транспорту, або вантажу на транс­портних комунікаціях під час проходу через КПП (контрольно-пропускний пункт) при вході (або виході) на територію промислових об'єктів і об'єктів державної важливості.

Шляхом подальшого вдосконалення розробниками створюватиметься оснащення цих комплексів апаратурою, здатною фіксувати зображення рухомих об’єктів (автомобілів, потягів тощо).

Для отримання повної картини місцевого радіоактивного забруднення на крупногабаритних об’єктах (як, наприклад, довговимірні автопотяги) потрібне створення панорамних зображень цих об’єктів.

Найпростіший спосіб отримання панорамного зображення – це створення декількох фотографій підряд окремих частин об’єкта з подальшим їх склею­ванням. Враховуючи те, що процес встановлення детальної картини забрудне­ності великих транспортних об’єктів повинен бути автоматизованим, перед­бачається вирішення завдання отримання панорамних зображень без втручання людини-оператора. Для цього розпочато розробку комплексу програмного за­безпечення, в якому буде функціонувати модуль, створюваний автором, ме­тою якого є «склеювання» фотографій у відповідності до обраного алгоритму. Та­ким алгоритмом є алгоритм, що широко використовується в комп'ютерному зорі, який отримав назву завдяки іменам його розробників – алгоритм Лукаса-Ка­наде.

Суть алгоритму полягає в аналізі оптичного потоку, що дозволяє відстежувати однакові області на обох зображеннях. Зображення представляються як деяка дискретна тривимірна функція (масив) інтенсивностей пікселів.

Алгоритм склеювання має наступну послідовність.

Для склеювання двох фотографій необхідно визначити, що саме зображено на фото, та зробити висновок з отриманої інформації, чи можливо взагалі їх склеювати, і, якщо можливо, то в якому місці. Для даної цілі використовуються деякі ознаки зображень, однією з яких є особливі точки зображення. Тобто особливі точки – це точки, які якимось способом характеризують дане зоб­раження. Кожна особлива точка має деякий параметр, що її характеризує (окрім координат). Цей параметр називається дескриптором точки.

На першому та другому зображеннях отримуються у відповідності до першого кроку алгоритму особливі точки. Після цього необхідно зробити висновок про можливість склеювання зображень, виходячи із порівняння характеристик цих точок.

З попереднього кроку отримується набір особливих точок, які, порівнюючи по дескрипторах, є спільними для двох зображень. У цьому наборі можуть виявитись хибні співпадіння. Тобто, може виявитись, що дескриптори точок співпадають, але насправді ці точки належать до абсолютно різних частин зображення. Таких хибних точок насправді буде зовсім небагато, у порівнянні із правильно співпадаючими, але все одно їх потрібно відсіяти.

Далі будується матриця гомографії (подібності) для двох зображень.

І нарешті, перемножуючи кожну точку з першої фотографії на матрицю гомографії, отримується зображення у площині другої фотографії зі співпа­дін­ням спільних особливих точок. Блок-схема алгоритму, що реалізовуватиметься створюваним програмним модулем, наведена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема алгоритму «склеювання» фотографій

Перед тим, як було розпочато розробку програмного модуля, були про­аналізовані деякі існуючі програми даної тематики:

- Autopano Pro;

- PTgui;

- Hugin.

Жодне із розглянутих рішень не задовольнило в повній мірі потреби під­приємства, висунуті в межах розроблюваної тематики. Основний недолік зазна­чених програм – всі вони потребують в процесі отримання панорамного зобра­ження участі користувача-оператора.

Також потрібно під час реалізації врахувати вимоги до програмного модулю з боку підприємства, а саме:

- висока надійність виконання роботи алгоритму «склеювання» зобра­жень;

- висока відмовостійкість, а у разі виникнення проблем в роботі форму­вати повідомлення про збої;

- функціонування в середовищі операційних систем сімейства Linux;

- здатність самостійно виконувати свою роботу (без втручання корис­тувача).

У відповідності до вимог підприємства-замовника в якості мови програ­му­вання для реалізації програмного модулю обрано мову C++. Середовищем роз­робки є кросплатформний Qt завдяки його гнучкому функціоналу та можли­востям.

В результаті планується отримати програмний продукт, який викону­ва­тиме поставлені завдання з вказаними вимогами до функціоналу та надій­ності, працюватиме в середовищі загального програмного комплексу, та зможе, за наявності потреби, бути вдосконаленим.

Список використаних джерел:

1. Електронний ресурс. – Режим доступу: http://www.habrahabr.ru/post/169055/

2. Електронний ресурс. – Режим доступу: http://www.fotonotes.ru/?p=166

3. Електронний ресурс. – Режим доступу: http://www.3domen.com/index.php?newsid=5317

4. Електронний ресурс. – Режим доступу: http://www.bz.var.ru/hobby/pano/hugin