Владимир Ложников zverjuga

Операция выравнивания гистограмм (увеличение контраста) часто используется для увеличения качества изображения. В рамках этой статьи будет рассмотрено понятие гистограммы, теория алгоритма для ее выравнивания, практические примеры работы этого алгоритма. Для облегчения обработки изображений, мы будем использовать библиотеку OpenCV. Также, сделаем сравнительный анализ результатов работы нашего алгоритма и алгоритма, который уже встроен в OpenCV.

Введение

Применительно к бинарным изображениям, морфология используется для описания каких либо свойств этого изображения. А операции математической морфологии используются для преобразований множеств. В этом плане их удобно использовать для обработки бинарных изображений с последующим анализом.

В статье будут рассмотрены основные операции математической (бинарной) морфологии в контексте F#. А также, в конце статьи я приведу пример анализа полученного результата, который может быть использован в алгоритмах машинного зрения.

Поиск и маркировка связных компонентов в бинарных изображениях — один из базовых алгоритмов анализа и обработки изображений. В частности, этот алгоритм может быть использован в машинной зрении для поиска и подсчета единых структур в изображении, с последующих их анализом.

В рамках этой статьи будут рассмотрены два алгоритма для маркировки связных компонентов, показана их реализация на языке программирования F#. А также, произведен сравнительный анализ алгоритмов, поиск слабых мест. Исходный материал для реализации алгоритмов был взят из книги “Компьютерное зрение” (авторы Л. Шапиро, Дж. Стокман. перевод с английского А. А. Богуславского под редакцией С. М. Соколова).

Вступление

В основе работы с матрицами (в данной статье мы будем рассматривать только двумерные матрицы) лежит мощная математическая теория из области линейной алгебры. Одно определение или действие следует из другого, одна функция вызывает другую. Поэтому для программной реализации функционала математических операций над матрицами функциональные языки подходят очень хорошо. В рамках данной статьи мы рассмотрим конкретные примеры на языке F# и дадим подробные комментарии, как это работает. Так как F# входит в семейство .NET, то полученный функционал можно без каким либо проблем использовать в других императивный языках, например C#.

Определение матрицы и реализация на F#

Матрицы являются базовой и важнейшей частью линейной алгебры. Матрицы часто используются в программировании, например в 3D-моделировании или гейм-девелопинге. Разумеется, велосипед уже давно изобретен и необходимые фреймворки для работы с матрицами уже готовы, и их можно и нужно использовать. Данная статья не ставит своей целью изобретение нового фреймворка, но показывает реализацию базовых математических операций для работы с матрицами в функциональном стиле с использованием языка программирования F#. По мере рассмотрения материала мы будем обращаться к математической теории матриц и смотреть, как ее можно реализовать в коде.