УДОСКОНАЛЕННЯ АЛГОРИТМУ ВИЗНАЧЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ РОЗМІРІВ ОБ’ЄКТІВ У ПЛОЩИНІ З ВИКОРИСТАННЯМ СКАНЛАЙН-МЕТОДУ

Анотація

Об’єктом дослідження в роботі є сплайн-аналіз сканлайну. Метою роботи є розробка удосконаленого алгоритму сканлайн-пошуку контуру та визначення геометричних параметрів зразків у площині з використанням засобів сплайн-інтерполяції. Наведено огляд ряду існуючих досліджень у сфері програмних рішень для визначення та аналізу контурів на зображеннях. Виявлено тренди розвитку алгоритмічних та нейромережевих систем для пошуку контурів об’єктів, проте задача метрологічної оцінки таких об’єктів слабо розвинена і може бути досліджена. Виконано розробку методики пошуку точок на контурі з використанням сплайн-інтерполяції до вектору пікселів сканлайну з виявленням точко контрастного переходу через аналіз точок знакозміни шматкової функції сплайну на модулі функції похідної до функції сплайну з урахуванням контрастної різниці між дотичними точками на досліджуваному зображенні об’єкту контролю або вимірювання. Наведено відповідну візуалізацію для випадку простого сканлайну з математичним тестуванням на базі системи SciLab. На базі методики розроблено алгоритм аналізу сканлайну та розроблено програмний засіб, що реалізує даний алгоритм. Розробку виконано на базі рендеру, що реалізує стандарт OpenGL з використанням елементів бібліотеки Boost для виконання сплайн-інтерполяції, а також GTK для отримання охоплюючого прямокутника мінімальної площі методом обертового супорту. Оцінено достовірність результатів роботи, з результатами, що є прийнятними для інженерного використання програмного засобу за умови коректного налаштування. Тестування програмного засобу виконано на базі сукупності тестових зображень, що включали овальні ідеальні тестові зразки без градієнтних зон переходу та з двійковим кольором, модельні зразки, відрендерені засобами рендеру Cycles у складі Blender 3D, та фотографічні тестові зразки.