СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ РАЗЛИЧИЙ В БЛИЗКИХ ЦИФРОВЫХ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF DETECTING DIFFERENCES IN LIKE DIGITAL GRAPHIC IMAGES

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для простого и экономичного выявления и анализа различий в близких по контексту (по содержанию) графических изображениях.
В настоящее время существуют различные методы нахождения различий в графических изображениях, представленных в каком-либо стандартном графическом формате.
Известен способ поиска объектов на цифровых изображениях, заключающийся в анализе цифрового представления изображения с целью определения областей расположения объектов. При этом по наличию характерных признаков выявляют области, содержащие объекты, сравнивают с базовым набором типовых изображений объектов и из изображений из базового набора формируют ряд подобия по убыванию степени похожести на предъявленное изображение, который используют в качестве идентификатора для организации процедуры поиска (заявка на изобретение №2007130631/09, МПК G06K 9/54, опубл. 10.08.2007 г.).
Недостатком известного способа является трудоемкость, сложность. Необходимо хранить довольно большой объем базовых шаблонов.
Известен способ совмещения изображений, заключающийся в том, что для совмещения графической информации и пространственной синхронизации изображений применяется анализ перепадов яркости, полупрозрачное наложение одного изображения на другое (О.Ю.Аксенов «Совмещение изображений», «Цифровая обработка сигналов», №3, 2005 г.).
Недостатком данного способа является необходимость точного совмещения двух сравниваемых графических изображений. При использовании данного способа возникает необходимость применять сразу несколько алгоритмов обработки оцифрованного изображения, алгоритму присущи сложность и трудоемкость.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ автоматизированного управления качеством, реализованный в системе автоматического оптического контроля компании Camtec, заключающийся в том, что для обнаружения различий (в данном случае такие различия будут являться дефектами печатной платы) проверяемая деталь сканируется, после чего получается ее оцифрованное изображение, которое проверяется на наличие различий с имеющимся шаблонным цифровым изображением (Михаил Лев, Нир Дери, Уди Эфрат, «Системы автоматического оптического контроля компании Camtec», «Компоненты и технологии», №4, 2003 г., с.27).
Недостатком данного способа является необходимость точного совмещения двух сравниваемых графических изображений. Для каждого вида печатной платы необходимо хранить отдельный образец. Также при получении оцифрованного изображения необходимо точно соблюдать такой фактор, как освещение.
К тому же при использовании данного способа возникает необходимость применять сложный алгоритм обработки оцифрованного изображения, заключающийся в выполнении операций попиксельного сравнения двух изображений. Например, при размере изображения 1024×1024 пикселя количество выполняемых операций сравнения будет равно 1048576.
Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение надежности и точности определения различий между графическими цифровыми изображениями, повышение информативности способа и экономичности операций анализа и выявления различий в близких цифровых графических изображениях.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе выявления различий в близких цифровых графических изображениях по первому варианту, заключающемся в том, что совмещают эталонное и анализируемое цифровые графические изображения, осуществляют совмещение изображений, анализируют путем сравнения цифровых графических изображений и выявляют области, содержащие отличные друг от друга изображения в близких цифровых графических изображениях, согласно предложенному изобретению, совмещение цифровых графических изображений осуществляют путем наложения анализируемого цифрового графического изображения на эталонное цифровое графическое изображение, далее осуществляют циклическое изменение видимости изображений путем смены кадров анализируемого и эталонного изображений с частотой смены 5-10 кадров в секунду в течение времени, необходимого для определения различий визуальным способом, по визуальному восприятию видимости меняющихся изображений оценивают различия между эталонным и анализируемым цифровыми графическими изображениями, а именно по визуальному восприятию меняющихся изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях, по визуальному восприятию мельканий части изображений при смене изображений выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
Поставленная техническая задача решается также тем, что в способе выявления различий в близких цифровых графических изображениях по второму варианту, заключающемся в том, что совмещают эталонное и анализируемое цифровые графические изображения, осуществляют пространственное совмещение изображений, анализируют путем сравнения цифровых графических изображений и выявляют области, содержащие отличные друг от друга изображения в близких цифровых графических изображениях, согласно предложенному изобретению, совмещение цифровых графических изображений осуществляют путем наложения анализируемого цифрового графического изображения на эталонное цифровое графическое изображение, далее осуществляют циклическое с частотой смены 5-10 кадров в секунду или плавное изменение прозрачности изображений, по визуальному восприятию видимости меняющихся изображений оценивают различия между эталонным и анализируемым цифровыми графическими изображениями, а именно по визуальному восприятию меняющихся изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях, при появлении в анализируемом цифровом графическом изображении отсутствующих в нем элементов эталонного цифрового графического изображения выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
Поставленная техническая задача решается также тем, что в способе выявления различий в близких цифровых графических изображениях по третьему варианту, заключающемся в том, что совмещают эталонное и анализируемое цифровые графические изображения, осуществляют пространственное совмещение изображений, анализируют путем сравнения цифровых графических изображений и выявляют области, содержащие отличные друг от друга изображения в близких цифровых графических изображениях, согласно предложенному изобретению совмещение цифровых графических изображений осуществляют путем наложения анализируемого цифрового графического изображения на эталонное цифровое графическое изображение, далее анализируемое цифровое графическое изображение разделяют на отдельные вертикальные или горизонтальные строки шириной от 1 до 5 пикселей, размещенные таким образом, что между ними видимой являлась часть эталонного цифрового графического изображения, по визуальному восприятию видимости меняющихся изображений оценивают различия между эталонным и анализируемым цифровыми графическими изображениями, по визуальному восприятию сравниваемых изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях, по визуальному восприятию эффекта «царапин» в анализируемом цифровом графическом изображении выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
Технический результат, достижение которого обеспечивается всей заявляемой совокупностью существенных признаков способа по каждому варианту его осуществления, заключается в создании нового эффективного способа, позволяющего точно выявлять области различий в близких цифровых графических изображениях при максимальной экономичности операций и при этом высокой информативности способа.
Заявляемый способ поясняется чертежами, где
на фиг.1 представлена блок-схема устройства, поясняющая работу способа;
на фиг.2-4 представлена серия изображений, иллюстрирующая заявляемый способ определения различий по первому варианту осуществления:
на фиг.2 представлено анализируемое изображение;
на фиг.3 представлено эталонное изображение;
на фиг.4 представлено анализируемое изображение, на котором стрелками указаны области размещения отличающихся полей, где будет наблюдаться эффект «мигания»;
на фиг.5 представлено промежуточное изображение, иллюстрирующее заявляемый способ определения различий по второму варианту осуществления, на котором в местах отличий при плавном или циклическом изменении прозрачности верхнего изображения появляются и исчезают элементы нижнего изображения, которых нет в верхнем изображении;
на фиг.6 представлено изображение, иллюстрирующее заявляемый способ определения различий по третьему варианту осуществления, на котором в областях отличий появляется эффект «царапин».
Устройство для осуществления предложенного способа (фиг.1), включает, по меньшей мере, блок 1 ввода цифровых графических изображений, связанный с ним блок 2 совмещения эталонного и анализируемого цифрового графических изображений, блок 3 графического интерфейса пользователя, связанный с блоком 2 и блоком 4 сравнения цифровых графических изображений по выбранному способу, блок 5 хранения эталонных и анализируемых графических изображений, связанный с блоком 1.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
В блоке 5 формируют и хранят базы эталонные графические изображения и графические изображения, которые предполагается проанализировать и выявить отличия от эталонного изображения.
Из блока 1 ввода цифровых графических изображений осуществляют доступ к цифровым графическим изображениям, хранящимся в графическом формате в блоке 5 или на носителе информации. Из блока 5 хранения эталонных и анализируемых графических изображений в блок 1 ввода цифровых графических изображений поступает также сигнал с эталонным цифровым графическим изображением. Эталонное и анализируемое изображения размещают оперативной памяти блока 2, в котором осуществляют совмещение цифровых графических изображений путем наложения анализируемого цифрового графического изображения на эталонное цифровое графическое изображение, результат которого передают в блок 3 графического интерфейса пользователя для визуализации и в блок 4 сравнения цифровых графических изображений по выбранному варианту способа.
Для выбора варианта способа сравнения и выявления различий в изображения в блоке 3 формируют управляющий сигнал с заданными параметрами (например, частота смены кадров, степень прозрачности изображения, направление, количество и ширина строк для разделения анализируемого изображения и т.д.) и передают в блок 4. В блоке 4 в соответствии с управляющим сигналом осуществляют изменение видимости анализируемого изображения, результат передают в блок 3.
В окне графического интерфейса пользователя отображается результат выполненной в блоке 4 операции и по визуальному восприятию видимости меняющихся изображений оцениваются различия между эталонным и анализируемым цифровыми графическими изображениями.
Способ осуществляется с использованием разработанной авторами оригинальной программы для ЭВМ «Визуальное определение различий графических объектов» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №200861447817).
По первому варианту осуществления способа циклическое изменение видимости изображений осуществляют путем смены кадров анализируемого и эталонного изображений с частотой смены 5-10 кадров в секунду в течение времени, необходимого для определения различий визуальным способом, предпочтительно не менее 3 секунд. По визуальному восприятию меняющихся изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях. В случае, если визуально обнаруживается эффект «мигания» в какой-либо области изображения, т.е. при смене изображений мелькают отдельные элементы в изображении, их выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
В качестве примера, иллюстрирующего заявляемый способ выявления различий по первому варианту осуществления, на фиг.2-4 представлена серия изображений. На фиг.2 представлено анализируемое изображение, на котором, например, изображен сидящий на втором ряду молодой человек, который держит ручку в правой руке. На фиг.3 представлено эталонное изображение, где тот же молодой человек держит ручку в левой руке. На фиг.4 представлено анализируемое изображение, на котором стрелками указаны области размещения отличающихся полей, где будет наблюдаться эффект «мигания» при изменении видимости анализируемого изображения.
По второму варианту осуществления способа изменение видимости изображений осуществляют путем изменения прозрачности изображений. Прозрачность изображению меняют плавно или циклически с частотой смены 5-10 кадров в секунду. По визуальному восприятию меняющихся изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях. При появлении в анализируемом цифровом графическом изображении отсутствующих в нем элементов эталонного цифрового графического изображения выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
В качестве примера, иллюстрирующего заявляемый способ выявления различий по второму варианту осуществления, на фиг.5 представлено промежуточное изображение, на котором в местах отличий при плавном или циклическом изменении прозрачности верхнего изображения появляются и исчезают элементы нижнего изображения, которых нет в верхнем изображении. Например, сидящий на втором ряду молодой человек, который держит ручку в правой руке и в левой руке. В шестом ряду изображение девушки стало прозрачным, так как отсутствовало на эталонном изображении (см. фиг.2).
По третьему варианту осуществления способа изменение видимости анализируемого цифрового графического изображения осуществляют путем его разделения на отдельные вертикальные или горизонтальные строки шириной от 1 до 5 пикселей, размещенные таким образом, что между ними видимой являлась часть эталонного цифрового графического изображения. По визуальному восприятию сравниваемых изображений как единого статичного изображения определяют отсутствие различий в близких цифровых графических изображениях. В случае, если на изображении появляется эффект «царапин», в анализируемом цифровом графическом изображении выявляют и регистрируют области размещения отличающихся полей изображений в близких цифровых графических изображениях.
В качестве примера, иллюстрирующего заявляемый способ выявления различий по третьему варианту осуществления, на фиг.6 представлено изображение, на котором в областях отличий появляется эффект «царапин».
Предложенный способ является новым эффективным способом, который позволяет надежно и точно выявлять области различий в близких цифровых графических изображениях при максимальной экономичности операций.