Wykorzystanie rastrów cyfrowych w procesie komputerowej analizy

Wykorzystanie rastrów cyfrowych w procesie komputerowej analizy

PRACE INSTYTUTU G EODEZJI I K A RTO G R A FII
T o m X X V I I I , Z eszyt 2(68), 1981
JA C E K D O M A Ń S K I
Wykorzystanie rastrów cyfrowych w procesie komputerowej
analizy obrazów
Z a r y s t r e ś c i . C yfrow e m etody analizy obrazów są coraz pow szechniej
w ykorzy sty w ane w różnych dziedzinach nauk i zajm ujących się rozpoznaw aniem
i k la sy fik acją przedstaw ianych na nich obiektów , m iędzy innym i w teledetekcji.
M etody te ch a rak te ry z u ją się bardzo w ysoką dokładnością w porów naniu z innym i
tech nikam i analizy obrazów oraz m ożliw ością uzyskiw ania pow tarzalności w yników .
R ezultatem cyfrow ej analizy obrazów jest zw ykle cyfrow a m apa tem atyczna, za­
p isyw ana w bazie danych, zaw ierająca cyfrow y zapis w artości elem entów obrazu,
p ogrupow anych do określonych klas. T ak sporządzone m apy tem atyczne m ogą być
w izualizow ane na ek ranach m onitorów interak ty w n y ch , w chodzących w skład sy ­
stem ów służących do cyfrow ej analizy obrazów. O brazy te nie mogą być jed n ak
kopiow ane technikam i drukarsk im i, gdyż ich elem enty c h a rak te ry z u ją różne tony
szarości. Przygotow anie otrzym anych obrazów do d ru k u w ym aga ich odpow iedniego
przygotow ania, przede w szystkim zam iany n a obraz sk ład ający się jedynie z b ia­
łych i czarnych punktów , czyli na obraz rastrow y. Stosow ane dotychczas m etody
ra stro w a n ia optycznego pow odują pow staw anie błędów w obrazie, k tó re zn iek ształ­
cają otrzym ane w yniki analizy cyfrow ej.
W niniejszym opracow aniu przedstaw iono m etodę tw orzenia rastró w cyfrow ych,
k tó re są n ak ład an e na analizow ane obrazy bezpośrednio po zakończeniu procesu
k lasyfikacji. M etoda ta, opracow ana w IG iK -O PO LiS, w y k o rzy stu je system kom ­
p utero w ej analizy obrazów 2PAAC oraz p rzetw o rnik graficzno-cyfrow y OPTRONICS.
1. Wstęp
C yfrow e m eto d y an a liz y i k la sy fik a c ji d a n y c h te le d e te k c y jn y c h ,
w o d różn ien iu od m etod fo tog raficznych, po zw alają n a b ard zo d o k ład n e
i ko m p lek sow e b ad a n ie in fo rm ac ji d o starc zan y c h p rzez różnego ro d z a ju
u rz ą d z e n ia pozy sk u jące, za in sta lo w an e na p o k ład ach sam o lotó w i sztu cz­
n y ch sa te litó w Z iem i. U rządzen ia te d o sta rc z a ją in fo rm ac je w ró ż n ej
postaci, w fo rm ie obrazów fo to g ra ficzn y c h lu b jako zapis cy fro w y n a
taśm ie m ag n ety c zn ej. Z arów no obrazy, ja k i ta śm a m a g n ety c zn a m ogą
być n o śn ik am i in fo rm ac ji, k tó re są analizo w an e i p rz e tw a rz a n e w s y s te ­
m ach cy fro w y ch . G łów na część a n a liz y cy fro w ej p rz eb ieg a za pom ocą
sp ecjaln ego o p ro g ram o w an ia lu b w o p arciu o p ro ceso ry specjalizo w an e,
40
Jacek Dom ański
sk o n stru o w a n e dla j e j re a liz a c ji. W y n ik i an a liz y cy fro w ej, najczęściej
m a p y te m a ty c z n e d otyczące w y b ra n y c h zag ad n ień , za p isy w an e są w b a ­
zach d an y c h ; m ogą b y ć one ta k ż e w y św ie tla n e n a e k ra n a c h m o n ito ró w
te le w iz y jn y c h lu b d ru k o w a n e znakow o na d ru k a rk a c h w ierszo w y ch lu b
m o zaikow ych. N in iejszy a r ty k u ł m a na celu om ów ienie tak ieg o o p raco ­
w a n ia p o staci w y n ik ó w cy fro w ej a n a liz y obrazów , k tó re u m o żliw i o trz y ­
m an ie m a te ria łó w g ra ficzn y c h n a d a ją c y c h się do p rz y g o to w a n ia m a try c
d ru k a rsk ic h , bez d o d atk o w ej o b ró b k i o p ty czn ej, n a p rz y k ła d fo to g ra fo ­
w a n ia o b razu przez ra s te r.
2. Zasady fotografii rastrow ej
O braz to n o w y b ęd ący w y n ik iem cy fro w ej a n a liz y d a n y c h m u si być
o dpow iednio p rz y g o to w a n y do d ru k u . S fo to g ra fo w a n y ob raz to n o w y nie
n a d a je się do d ru k u , gdyż n iem o żliw e je s t sk o piow anie go n a p o w ierzch n i
b lach g ra ficzn y c h . A by ob raz to n o w y m ógł b y ć w y d ru k o w a n y , m u si ’b yć
zam ien io n y n a ob raz złożony z cz arn y c h i b ia ły c h d ro b n y c h p u n k tó w .
P u n k ty te, ułożone w sk u p ie n ia o ró ż n e j gęstości i w ielkości, d a ją w e fe k ­
cie w ra żen ie p ółtonów . M niejsze p u n k ty położone blisko siebie d a ją e fe k t
ciem niejszego p ó łto n u . Z am ian a o b ra zu tonow ego n a ob raz p u n k to w y
w k a rto g ra fii o d b y w a się d ro g ą fo to g ra fii o ry g in ałó w to n o w y ch przez
fo to siatk ę. W zależności od to n ó w szaro ści o ry g in a łu tw o rz ą się w ów czas
cz arn e p u n k ty o ró ż n ej w ielkości, a u tw o rz o n y w ta k i sposób osbraz
p u n k to w y n a d a je się do k o p io w an ia n a b la c h y g raficzn e ta k sam o, ja k
k aż d y n e g a ty w k re sk o w y [1 ],
3. T w orzenie rastrów cyfrow ych
J a k w sp o m n ian o w e w stęp ie, cy fro w a an a liz a o brazów je s t n a jd o k ła d ­
n iejszy m sp oso bem zb a d an ia z a w a rty c h w n ich in fo rm ac ji.
W sto so w an y c h o p ty czn y c h m eto d ac h an a liz y o brazów te le d e te k c y j­
n y c h w ra z ze zm ian ą sk ali zm ien ia się d o kładność o trz y m y w a n y c h w y ­
nikó w . P o w ięk szen ie o b razó w o g ran iczo n e je s t ich czy teln o ścią (na p rz y ­
k ła d po w ięk szenie obrazów s a te lity L a n d s a t do sk a li w ięk szej niż
1 : 125 000 m ija się z celem , gdyż o b ra zy p rz e s ta ją b y ć czytelne).
W o d ró ż n ie n iu od m eto d o p ty czn y ch , m eto d y an a liz y cy fro w ej pozw a­
la ją u n iezależn ić d o k ładność o p ra co w an ia od sk ali w y n ik u , to znaczy
in fo rm a c ja zap isan a w fo rm ie cy fro w ej p o zostaje niezm ien io n a, niezależ­
nie od tego, w ja k ie j sk ali o b ra zy są w izu alizo w an e lu b analizow ane.
W yko rzysta n ie rastrów cyfrow ych
41
O g ran iczen iem m oże być w ty m p rz y p a d k u n a p rz y k ła d w ielkość e k ra n u
służącego do w izualizacji.
W zw iązku z tym , że do kładność an alizy cy fro w ej je s t niezależn a od
sk a li opraco w an ia, należało opracow ać ta k ą m eto dę p rz y g o to w an ia jej
w y ników , k tó ra p o zw alałab y u n ik n ą ć w szelkich procesów p o w o du jących
u tr a tę in fo rm ac ji lu b sp ad ek do kładności opraco w an ia, czyli m ięd zy in ­
n y m i ró w n ie ż fo to g ra fo w an ia obrazów p rzez fo to siatk i w celu o trzy m a n ia
ob razów n ad a ją cy ch się do kopiow ania na b lach a ch g raficzn ych. Z ad an ie
to re a liz u je o p raco w an a w O PO L iS — IG iK m eto da sp o rząd zan ia ra s tr a
cy frow ego, k tó reg o zasady tw o rz en ia om ów ione b ęd ą po niżej.
m
m
1
2
3
R ysunek 1: M acierz 48X6 elem entów stanow iąca ra s te r dla ośm iu tonów szarości
O braz b ęd ący w y n ik iem cyfrow ej an alizy d an y c h te le d e te k c y jn y c h
z a w ie ra p u n k ty o o k reślo n ej gęstości optycznej, n a p rz y k ła d p u n k ty od­
p o w iad a ją ce poszczególnym klasom p o k ry cia p o w ierzch n i te re n u . W p ro ­
cesie rastro w a,n ia cyfrow ego ob razu celem je s t zam ian a każdego p u n k tu
n a o k reślo n ą k o m b in ację p u n k tó w c z arn y c h i biały ch , zgodnie z założoną
ilością w y d z ie la n y ch tonów szarości. Z estaw k o m b in acji sto so w an y ch dla
ośm iu ton ó w szarości p rz e d sta w ia ry s u n e k 1. R a ste r cy fro w y o d p o w iad a­
jący p rz ed staw io n y m kom b in acjo m za p isa n y je s t w fo rm ie m acierzy, k tó ­
re j ele m e n ty ró w n e są 0 lu b 1 , odpow iednio d la p u n k tó w b iały ch i c z ar­
n y c h stosow anego ra s tra . Z ry s u n k u 1 w y n ik a, że k aż d y p u n k t ob razu
n ależ ący do określonego p rz ed ziału gęstości zam ienio ny je st na u k ła d
6 X 6 p u n k tó w czarn y ch i biały ch. P ołączenie dużej liczby ta k zam ien io ­
n y ch p u n k tó w d aje w efekcie zróżnicow anie to n aln e otrzy m an eg o o b razu
ra stro w eg o .
Ilość to n ów szarości sto so w an y ch w ra s trz e je st dow olna. W ielkość
u k ła d u p u n k tó w czarn y ch i b iały ch m oże b yć tak że u stalo n a dow olnie,
lecz n ależ y p am iętać, że jego pow iększan ie w p ły w a n a p rzed łu żen ie czasu
p ra c y k o m p u te ra zam ieniającego obraz o trz y m a n y w w y n ik u an alizy c y f­
ro w e j n a o b raz ra stro w a n y .
R a stro w a n iu cy fro w em u m ogą podlegać nie ty lk o w y n ik i an alizy c y f­
ro w e j obrazów , lecz tak że źródłow e obrazy, zap isan e w po staci cy fro w ej
w bazie d an y ch . Isto tn y m p ro b lem e m je s t w ty m p rz y p a d k u zm ian a k o n ­
tra s tu o p raco w y w an eg o obrazu. O braz s a te lita rn y , n a p rz y k ła d o braz
42
Jacek Domański
sk a n e ro w y o trz y m a n y z s a te lity L a n d sa t, c h a ra k te ry z u je się zw y k le b a r ­
dzo n isk im k o n tra ste m , co w y n ik a z c h a ra k te ry s ty k i p ra c y u rz ąd ze n ia
p o zy sku jąceg o in fo rm ac je. W arto ści elem e n tó w tak ieg o o b razu n ależ ą do
m ałego p rz ed ziału całego za k re su m ożliw ego do w y k o rz y s ta n ia w sy ste ­
m ie an a liz y cy fro w ej. M ożna się o ty m p rz ek o n ać w y k o n u ją c h isto g ra m
bad an eg o ob razu .
S y ste m 2PA A C um ożliw ia zapis w a rto śc i należący ch do p rz ed ziału
od 0 do 255, n a to m ia st w a rto ści zap isane na o b razach s a te lita rn y c h zw y ­
kle nie p rz e k ra c z a ją w a rto ści około 90, czyli p o n ad połow a z a k re su w a r­
tości p o zo staje n ie w y k o rz y sty w a n a . P ro g ra m y na ra s tro w a n ie obrazów
o p raco w an e w O P O L iS p o zw alają zm ieniać k o n tra s t o p ra co w y w an eg o
ob razu dw om a sposobam i. P ie rw sz y z nich polega n a ty m , że na p o d sta ­
w ie h isto g ra m u w p ro w ad za się do k o m p u te ra in fo rm ac ję d o ty czącą w a r­
tości m in im aln e j i m a k sy m a ln e j zap isan ej w o p ra c o w y w a n y m zbiorze.
P rz e d z ia ł te n zo staje a u to m a ty c z n ie podzielo ny na części, k tó ry c h liczba
ró w n a je s t liczbie tonó w szarości w p ro w ad zan eg o r a s tr a cyfrow ego.
In n ą m ożliw ością je s t n a rzu ce n ie g ran ic p rzedziałó w , k tó re m a ją b yć
zam ienion e na o k reślo n e to n y szarości. W arto ści ty c h g ra n ic w p ro w ad za
się do k o m p u te ra w fo rm ie dialogow ej.
M ożna tak że w ogóle nie stosow ać zm ian y k o n tra s tu o p raco w y w an eg o
zbioru, w p ro w ad za ją c a u to m a ty c z n y p odział za k resu w a rto ści od 0 do 255
na o k reślo n ą liczbę p rzed ziałó w i p rz y p isu ją c im o d p o w iad a ją ce to n y
R ysunek 2: U kład ra s tra do tw orzen ia kom pozycji b arw n y ch : a) u k ład podstaw ow y,
b) układ po pierw szym obrocie, c) u k ład po d ru g im obrocie
W ykorzystanie rastrów cyfrow ych
43
szarości. W ty m p rz y p a d k u tra c i się je d n a k dużo szczegółów, co w y n ik a
z n isk iej k o n trasto w o ści obrazów źródłow ych.
In n y m p ro b lem e m je s t m ożliw ość d ru k o w a n ia k om pozycji b a rw n y c h
z obrazó w an alizo w an y ch cyfrow o lub z sa te lita rn y c h obrazów źró dło­
w ych. W re p ro d u k c ji sto su je się tra d y c y jn ie o b ro ty ra s tró w w te n sposób,
ze dla każdego koloru podstaw ow ego linie ra s tr a p rz eb ieg ają pod in n y m
k ątem , co w efekcie pow oduje ta k ie n ak ład a n ie się b arw , k tó re u m o żli­
w ia o trzy m y w a n ie dow olnego koloru. W o pracow aniu ra s tr a cyfrow ego
p ro b lem te n rozw iązano nieco inaczej. O b ró t całego ra s tra cyfrow ego
został zastąp io n y przez zm ianę u k ła d u p u n k tó w b iały ch i c z arn y c h w e­
w n ą trz każdego zespołu elem entó w , z a stę p u ją c y c h elem e n t ob razu o p ra ­
cow yw anego. T rzy różne u k ła d y p u n k tó w , stosow ane dla trze ch b a rw
po d staw o w ych , p rz ed staw ia ry s u n e k 2 .
4. Nakładanie rastra cyfrow ego na obraz z w ykorzystaniem cyfrow ego
system u 2PAAC
O pisane pow yżej zag ad n ien ia pro w ad zą do zapisania w p am ięci k o m ­
p u te ra jed n ej lu b trze ch m acierzy służących do ra s tro w a n ia ob razu , w za­
leżności od tego, czy m a ją być tw orzone ob razy czarn o -b iałe, czy też
kom pozycje b arw n e. Po u tw o rz en iu tak ich m acierzy n a s tę p u je re a liz a c ja
zasadniczej części ra stro w a n ia cyfrow ego, to znaczy n ak ład a n ie r a s tr a na
o braz w edług opisanego niżej sposobu. O b raz p rzezn aczo ny do ra s tr o w a ­
nia za p isy w an y jest na d y sk u m ag n ety czn y m . O b raz te n c z y ta n y je st
re k o rd a m i, lin ia po linii, a każd y e lem e n t re d o rd u (pixel ob razu sk a n e ro ­
wego) za m ien ian y je st na odpow iedni u k ład c z arn o -b ia ły c h p u n k tó w ,
czyli na odpow iedni poziom z m acierzy ra s tru ją c e j. G dy cały re k o rd zbio­
r u w ejściow ego zam ienion y zostanie w te n sposób, now y re k o rd zo staje
za p isa n y na taśm ie m ag n ety c zn ej. W te n sam sposób przeb ieg a re a liz a c ja
p ro g ra m u dla całego opracow yw aneg o zbioru.
W o statn im etap ie cyfrow ego ra stro w a n ia obrazów w y k o rz y stu je się
p rz e tw o rn ik g ra ficzn o -cy fro w y O PT R O N IC S, a w łaściw ie je d n ą z jego
fu n k c ji, poleg ającą na zam ian ie in fo rm ac ji zapisan ej w postaci cy fro w ej
na sy g n ały św ietln e n a św ie tla ją ce m a te ria ł św iatło czu ły . O braz u z y sk a n y
z w izu alizacji zap isan ej w om ów iony w yżej sposób ta śm y m ag n ety c zn ej
je s t o b razem ra stro w y m , za w ie ra ją c y m jed y n ie p u n k ty czarne i b iałe
w o k reślo n y m układzie, czyli je s t to ta k i obraz, k tó ry m oże być po d staw ą
do sp o rząd zan ia b lach graficznych.
W ażn y m zag ad n ien iem w końcow ym etap ie o p raco w an ia w y n ik ó w je s t
sk ala o trz y m y w a n y c h obrazów . P rz e tw o rn ik O P T R O N IC S u m o żliw ia n a ­
św ietlan ie m a te ria łó w fo to g raficzn y ch p rz y zasto so w an iu trz e c h w ielkości
44
Jacek Domański
a p e rtu ry , czyli trz e c h w ielkości n a św ie tla n y c h p u n k tó w : 25 um , 50 um
i 1 0 0 (im. W o m aw ian y m p rz y p a d k u za m ia n y każdego e le m e n tu ob razu
w ejściow ego n a u k ła d 6 X 6 p u n k tó w cz arn o -b ia ły c h , je d e n p ix e l r.a o b ra ­
zie w y n ik o w y m m oże m ieć w ielkość od 6 X 2 5 X 6 X 2 5 , czyli 150 (im X
X 150 um co 6 X 1 0 0 X 6 X 1 0 0 , czyli 600 |xm X 600 urn. In n y m i sło w am i r a ­
s te r n a obrazie w y n ik o w y m m a gęstość od 40 do 10 lin ii/m ilim e tr.
O trz y m a n ie in n ej sk ali o b ra zu oraz in n e j gęstości r a s tr a je st m ożliw e
p rz y n a rz u c e n iu in n e j w ielkości m a try c y ra s tr u ją c e j oraz p rz y sto so w an iu
ró ż n y ch w a rto ści a p e rtu ry p rz e tw o rn ik a g raficzn o -cy fro w eg o , W te n sp o­
sób dla ra z op racow an ego cyfrow o o b ra zu m ożna o trz y m a ć trz y różne
sk ale o b razu ra stro w a n e g o .
Isto tn y m p ro b lem e m w czasie p rz y g o to w an ia o b razó w ra stro w y c h do
W ykorzystanie rastrów cyfrow ych
45
Rys. 4
tw o rz en ia ko m pozycji b a rw n y c h je s t m ożliw ość w p aso w an ia trze ch o b ra ­
zów sk ład o w y ch w te n sposób, a b y w re z u lta c ie o trzy m a ć p ełn e p o k ry ­
w an ie się szczegółów . W ty m celu, w czasie w izu alizacji obrazów n a p rz e ­
tw o rn ik u O P T R O N IC S w u stalo n y c h m iejscach n a św ie tla się do datkow o
cz te ry k rzy że u ła tw ia ją c e późniejsze n a k ła d a n ie ob razó w n a siebie.
W op isan y pow yżej sposób o trzy m an o o b razy ra stro w e dla w y b ra n y c h
fra g m e n tó w k ilk u o brazó w o trz y m a n y c h z s a te lity L an d sa t. R y su n e k 3
p rz e d sta w ia p rz y k ła d o trzy m an eg o ob razu ra stro w e g o o b szaru Z ato k i
G d a ń sk ie j bez w p ro w ad za n ia zm ian y k o n tra s tu , ry s u n e k 4 — po zastoso­
w a n iu zm ian y k o n tra s tu u w z g lę d n ia jące j w a rto ść m in im a ln ą i m a k sy m a l­
n ą zap isan ą w obrazie źró dło w ym . W obu p rz y p a d k a c h zastosow ano osiem
poziom ów szaro ści r a s tr a , je d n a k w p rz y p a d k u d ru g im u zy sk an o znaczny
w z ro st zró żn ico w an ia szczegółów .
46
Jacek Domański
O prócz p ra c tego ty p u p rz ep ro w ad zo n o e k s p e ry m e n ty z zastosow aniem
p rz e g lą d a rk i a d d y ty w n e j dla o trz y m a n ia kom p o zy cji b a rw n y c h . T rzy
o b razy ra s tro w e sp o rządzone dla 4, 5 i 7 k a n a łu s k a n e ra zain sta lo w an eg o
na satelicie L a n d sa t, poddano ra s tro w a n iu , sto su ją c dla każdego z nich
in n y u k ła d r a s tr a , zgodnie z ry s u n k ie m 2. O b ra zy ra s tro w e u zy sk a n e
w te n sposób w y św ietlan o na p rz e g lą d a rc e a d d y ty w n e j przez trz y ró ż n e
filtry b a rw n e o trz y m u ją c w efekcie n a k ła d a n ia się ko lo ró w p o d staw o w y ch
tak że in n e b arw y . N ależy je d n a k zaznaczyć, że duże pow iększenie ob razu
o trz y m y w a n e n a p rz e g lą d a rc e p o w o d u je sp ad e k szczegółów o p ra co w y w a­
nego ob razu . P rz e p ro w ad z o n o też p ró b y o trz y m a n ia ko m p o zy cji b a rw ­
n y ch na u rz ą d z e n iu C rom alin.
U rząd zen iem b ard zo p om ocnym w procesie cyfrow ego ra s tro w a n ia
ob razów je st e k ra n m o n ito ra in te ra k ty w n e g o ICT, w chodzącego w sk ład
sy ste m u 2PA A C za in stalo w an eg o w O PO L iS. E k ra n te n je s t w y k o rz y s ty ­
w a n y na bieżąco do k o n tro li zarów no p rzeb ieg u ra s tro w a n ia ob razu , jak
ró w n ie ż do d o b ie ra n ia n ajo d p o w ied n iejszeg o u k ła d u m a try c ra s tru ją c y c h
o b razy . T akże na ty m e k ra n ie m ożna w y św ietlać o b razy ra stro w a n e ,
tw o rz ąc z n ich k o m pozycje kolorow e i o b se rw u ją c n a k ła d a n ie się ra s tró w
sp o rz ąd za n y ch dla poszczególnych kolo ró w p o dstaw ow ych.
5. W nioski
J a k w y n ik a z pow yższego opisu, cy fro w e ra s tro w a n ie obrazów je st
za g ad n ien iem b ard zo w ażnym , k tó re w isto tn y sposób m oże u zu p e łn ić
re a liz a c ję cy fro w ej an a liz y obrazów . C yfrow e n a k ła d a n ie r a s tr a p rzed e
w szy stk im nie zm n iejsza d okładności o trz y m y w a n y c h w yników , a poza
ty m nie w y m ag a d o d atk o w y c h o p eracji, gdyż ob raz m oże b y ć ra s tro w a n y
b ezp o śred n io po re a liz a c ji an alizy . S p raw ą , k tó ra m u si być ro z w iązy w a n a
s ta le na bieżąco je st o k re śle n ie liczby tonów szarości r a s tr a oraz oblicze­
n ie sk ali o trzy m y w a n eg o w y n ik u . W y g ląd ra s tr a n a to m ia s t m u si być
zgodny z w y m ag a n ia m i te c h n ik re p ro d u k c y jn y c h , gdyż ty lk o w te d y m oż­
liw e je s t o trz y m a n ie o b razó w o żą d an ej k o n trasto w o śc i i b arw ie.
O gólnie m ożna stw ierd zić, że cy fro w e ra s tro w a n ie o brazów je s t n ie­
zm iern ie obiecujące \ w y m ag a d alszy ch o p racow ań.
LITERATURA
[1] P i ą t k o w s k i F.: Kartografia, redakcja m ap i reprodukcja kartograficzna.
W arszaw a 1969, PWN.
R ecenzow ał: d r inż. W itold M izerski
W ykorzysta nie rastrów cyfrow ych
47
H IIEK flOMAHBCKM
M C II0JIL 3 0B A H M E U;M<i>POBbIX PA C T PO B B IIPO IJE C C E
K O M IIb lO T E P H O rO A H A JIM 3A M 30EPA 2K EH M H
P
I J [» J )p o B b ie
k d tc h
b
H O rO
T lin a
M arH W T uoro
M 3 J iy H e H M H
M a r n M T H b ix
b
B M fle
jie H T a x ,
O nT M H eC K M X ,
C M C T e M b i,
fliip o B a H K H ,
M
a
H e
m
c
q M (J > p O B b IX
h x
ó o jib m y io
CM CTCM
M
p a 3 p a 6 0 T 0 K
3aB M C M T
o t
m x
m jim
M
T a K n x
H ayK
3 0 H flM p 0 B a H M H ,
3anw cM
C M C T eM .
n o jiy n a T b
TO,
U ^ H jip O B b ie
H a M ó o jie e
3 0 h -
T o n u b ie
H e c o M iie H H b iM
l IT O
TOHHOCTb
H eB 03M 0JK H 0
b
n a
p a 3 J iM H -
flM C T a n i;M 0 H H 0 r 0
n o B T o p a eM o eT b .
'ito
p a 3 -
S J ie K T p O -
npM M eH eH M a
fla H H b ix
H B J IH eT C H
M a c u iT a S a ,
M3
h m (£ > p o b o m
yC TpO M C TB
0 flH a K 0
npH M eH H -
B e jIM H M H b l
O ^ h om
n o in o m b io
K J ia c c M iJ iM K a i^ M M
o iih
B M fle
flM C T a im H O H H O r O
M 3 o 6 p a jK e n n M
p a 3 p e m a iO T
TaK JK e
B
n oB ceM ecT H o
3 a p e r n C T p H p o B a H H b ie
oS^ eK T O B .
fla H H b ie
a n a J iM 3 M p o B a H b i
a H a J iM 3 a
c jio jk h h ;
npaK T H H ecK M
fljiE
B m tb
6 o jie e
s a iiH b ie
p a 3 J iM iH b ix
3 0 H flM p 0 B a H H e .
T e J ie B M 3 M O H H b I X
I I M C |) p O B b I X
a H a jiM 3 a
o t
B ce
M H (J )O p M a iI M M
c jx > T o rp a c£ > M H ecK n x
0 6 p a 6 0 T0 K,
CTOM HCTBOM
T aT O B
M C x o flH m e r o
M oryT
o n eH b
p e 3 y jib T a T b i
M e T O flO B
M 3 o 6 p a jK e n M M
M c n o jib 3 y io m M x
C O S w p a iO m M M M
c jiy jK a m w e
m e
H ayK M ,
flM C T a H U M O H H O e
n o jiy n e H H b ie
3 w
a n a jiM 3 a
o 6 jia c T H x
yC T pO M C T B aM M ,
H B J I fle T C H
H b IX
T e x i-iM K M
p a 3 H b ix
e
flo -
p e 3 y jlb -
c jiy > ia e
flp y r n x
M 3o6pa?K eH M M .
ijM c fip O B o r o
a n a jiM 3 a
h
K J ia c c M (J > M K a i;M M
M 3o6pa?K eH M M
c jiy jK a T
c n e i^ n a jiM 3 M -
poBaHHbie KOMnbKiTepHbie CMCTeMbi. Pe3yjibTaTw ijMcjapoBoro aHanM3a M3o6pajKeHMH
B b iB O flH T c a
n a
n ocT p oH H O e
3 y a jiM 3 K p y iO T c a
OHM
B
BM £
B
OT
p a ó o T e
i(M c f)p o B D r o
jiM 3 a .
6 e 3
M eT O #,
B B O fla
p a c T p M p o B a iiM a
H e p e s
n o ^ p o S n o cT b
OHM
B b in o jin e H H O r o
MHOM
p a 3 p e u ia e T
m e
bm -
M M e iO T
M H T e ilC M B H O C T b lO ,
a B jia K )m n x c a
H e K 0 T 0 p b ie
o6p a6oT K M .
p e 3 y jib T a T O M
n an p M M ep
n eT o^ n ocT M ,
p e 3 y jib T a T O B
K 0nM p0B aT Ł
m x
onT M necK O M
o 6 p a 6 o T K a ,
ijM c jD p o B o r o
m jim
3 K p a H a x .
n p M B e fle iiM a
b o s m o jk u o c t b
flo n o jiH M T e jib n o M
b b o a m t
M 03aM H H 0e,
n p M n M C a H b l.
K O T O p b iii
M 3 o 6 p a jK e n M M ,
m jim
T e jie B M 3 M O H H b ix
X apaK T epM 3yW T C a
fla io in M M
B K fly ,
on T M n ecK a a
p a cT p ,
y cT p ow cT B o
ijB e T H b ix
K O T O p b IX
K O TO pO M y
T aK O M y
k
.Ę o n o jiH M T e jib H a a
SpaJK eH M M
K
n p e flC T a B jie H
jim c t b i,
m jim
S J ie M e ilT b l
K J ia C C a ,
M 3 o 6 p a jK e iiM M
4 > M H e c K :-ie
n e n a T a io in e e
H e p H 0 -6 e jib ix
M 3 0 6 p a jK e H M fi,
3aB M C > IM O C T M
a n a jiM 3 E
n a
n a
3 to
r p a M e T O fl
ijM c J ip o B o r o
a n a -
4 > 0 T 0 r p a 4 )M p 0 B a H M e
a
T eM
c a M b iM
M 30-
y M e n b u ia e T
a H a J iM 3 a .
pacTpMpoBanMe M3o6pajKenMM 3aKJiiOHaeTCH
CTByK>mnx K0 M6Miiai;MM '!epHbix m 6 e J i b i x ToneK m 3aMeny
I^ M c J jp o B o e
b
npMMeneiiMM c o o t b c t sjieMeHTOB aHajiM-
m m h
3MpyeMoro M3o6pajKeiiMa. C o 3flaK)Tca cneijMajibHO Ta6jiMiibi, co,z(ep>KainMe CMCTeMbi
HepHO-6ejibix ToneK, K0T0pbie MoryT óbiTb Mcn0 Jib30Baiibi m j i m fljia 3aMeHbi oTfleJibH b IX
M3O0paS<eHMM,
M J IM
fljia C033aiIMa LJBeTHbIX K0Mn03MqMM (lIBeTHbIX CMHTe3MpO-
BaHHbix M3o6paJKeHMM) m3 iiecK0 jibKMx KanajiOB MnorocneKTpajibiibix HaSopoB.
06p a 30BaHHMe M3o6pa2KeHMa 3anMCbiBaioTca
a
3aTeM
jim h m b
3 a
jim h m c m
I lp e -
Ha MarHMTHOM jieHTe,
M3o6pajKaHDTca b
noMombio rpac|3M'iecKO-iiM(|3poBoro npeo6pa30BaTejia
ycTaHOBjieHHOTO b OPOLiS. P e 3yjibTaT0M aBjiaeTca M3o6pajKeHMe
OPTRONICS,
SKcnOHMpOBaiinoe H a CBeTOHyBCTBMTeJibHOM MaTepnajie,
npMro^eH fljia KonMpoBanMa n a rpacJ)M'iecKMe j i m c t w .
I I p e fljia r a e M b iM
6 o tk m ,
fle
a
T a K ste
p a c T p o B b ix
M e T O fl
fla e T
p a 3 p e u ia e T
B 0 3 M O jK H O C T b
M 3 o 6 p a jK e n M M
n epeB oa Róża T ołstikow a
M 36e?K aT b
n o jiy n a T b
H e n o c p e flC T B e iin o
6 y M a re
m jim
flO n o jiH M T e jib H O M
p e 3 y jib T a T b i
n o c jie
njieiiKe, KOTOpbiii
0nT M H ecK 0M
q M < J ip o B o r o
O K O H H aH M a
a n a J iM 3 a
a H a jiM 3 a .
o 6 p a b
b m
-
Jacek Domański
48
JACEK DOMAŃSKI
A P P L IC A T IO N O F D IG IT A L H A L F T O N E S C R E E N F O R TH E
D IG IT A L IM A G E A N A L Y S IS
Summary
D igital te ch n ią u es for the im age an alysis are w idely ap p lied in d ifferen t
scientific fields, u tilizing d ata reg istered w ith d iffe ren t sensors, in th e form of
reflec tiv ity com ing from v arious objects. One of th e m is rem ote sensing. The
rem ote sensing d ata ac ąu ired in th e fo rm of p h otographic im ages or as digital
in fo rm atio n reg istered on m agnetic tapes, can be analyzed w ith d iffe ren t devices
and system s: optical, television an d digital. T he digital system s are th e m ost
com plicated ones, b u t th ey allow to o b ta in th e m ost accu rate an d rep e ata b le
results. T he v ery im p o rta n t ad v an tag e of digital m ethods is th e ind ep en d en ce on
th e scalę of elaboration, w h a t is p rac tica lly im possible in th e case of th e oth er
m ethods of im age analysis.
Specialized Com puter system s a re app lied fo r th e d ig ital an aly sis an d classificatio n of im ages. R esults of dig ital im age analysis a re p rin te d on th e line p rin te r
or on th e m osaic p rin te r-p lo tte r or th ey are displayed on th e colour television
screen. T hey are p resen ted in th e form of im ages, w ith elem ents of d iffe ren t grey
scalę levels, depen d en tly on th e class th ey belong to.
C e rta in m ethod allow ing to ob tain such fo rm of elab o rated im ages, w hich can
be used d irectly fo r m aking copies on th e flongs, w ith o u t ad d itio n a l op tical elabo­
ra tio n is described in this elaboratio n. A d dition al optical processing, fo r exam ple
use of th e optical h alf-to n e screen, creates some un accu racy w ith in th e im age, so
it causes th e decrease of th e accuracy of th e digital im age analysis.
A pplicatio n of digital h alf tone screen relies upon p re p a ra tio n of com bination
of b la c k -a n d -w h ite dots instead of elem ents of analyzed im age. Special tab les w ith
system s of b la c k -a n d -w h ite dots a re created; th ey can be u tulized fo r th e single
im ages, as w ell as fo r th e p re p a ra tio n of colour com posites fro m se v eral b an d s of
m u ltisp e ctral im ages. T he im ages changed in th e p resen ted w ay are reg istered on
th e m agnetic tape, line by line, an d th e n th ey are co n v erted in to th e g rap h ical
fo rm w ith th e use of th e O PTRON ICS d ig ital-to -g ra p h ic al co n v erter, w h ich is
in stalled a t th e O PO LiS laboratories. As th e resu lt, th e im age on p h o to g rap h ic
m aterials, film or p ap er, is obtained.
T he proposed m ethod enables to elim in ate th e ad d itio n a l optical processing of
analyzed im ages and it enables to o b ta in th e h alf-to n e screen im ages d irectly
a fte r th e digital im age analysis is com pleted.
T ra n slatio n : Ja ce k D om ański