plik

AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Systemy Wizyjne

Sprawozdanie z laboratorium nr 2 MatLab

Michał Grudziński

Maciej Bajor

Mechatronika (IMiR)

grupa 26, rok III

Zadanie 1

1. Wczytanie obrazu do przestrzeni roboczej MatLaba oraz wyświetlenie go.

Polecenie:

img = imread(

'photo1.jpg'

);

figure(1), imshow(img);

2. Konwersja obrazu do skali szarości.

Polecenie:

gray = rgb2gray(img);

3. Wykonanie histogramu dla obrazu w skali szarości.

Polecenie:

imhist

(gray);

4. W związku z brakiem możliwości jednoczesnego wyodrębnienia wszystkich

obiektów, zastosowano różne progi binaryzacji. Następnie uzyskane obrazy
poddano filtracji.
Poniżej proces binaryzacji podkładki (zaznaczona na czerwono), pozostałe
obiekty były wyodrębnione analogicznie.
Polecenie:

bw = (gray>=0 & gray<=90);
imshow(bw);

5. Przeprowadzenie filtracji z zastosowaniem filtrów erozji i dylatacji

morfologicznej z elementem strukturalnym w kształcie dysku.
Polecenie:

se = strel(

'disk'

,5);

bw1 =imdilate(bw,se);
bw1 =imerode(bw1,se);
imshow(bw1);

6. Przeprowadzenie segmentacji i nadanie etykiet obiektom. Czarne tło ma wartość

zero a kolejne obiekty przyjmują naturalne wartości.
Polecenie:

[L1, num1] = bwlabel(bw1,8);

7. Znajomość przypisanej etykiety pozwala na wyodrębnienie i wyświetlenie

obiektu.
Polecenie:

bw1_1 = ismember(L,10);
imshow(bw1_1);

8. Zsumowanie wyodrębnionych obiektów.

Zadanie 2

Instrukcja REGIONPROPS umożliwia wybór i pomiar charakterystyk elementów
obrazu.
Składnia funkcji: FEATS = REGIONPROPS(CC,PROPERTIES)

CC- macierz etykiet, lub obraz;
PROPERTIES- wybrana cecha do pomiaru.

Dostępne parametry:



All - pomiar wszystkich parametrów



Basic - pomiar parametrów bazowych(Area, Centroid, Bounding Box)



Area - zwrócenie liczby pikseli z których składa się obiekt



BoundingBox - przedstawia najmniejszy prostokąt w jakim
mieści się dany obiekt



Centroid - środek ciężkości obiektu



MajorAxisLength – zwraca długość (w pikselach) głównej osi
elipsy, która ma ten sam drugi moment centralny taki sam jak
region



MinorAxisLength – j.w. lecz w odniesieniu do małej osi elipsy



Eccentricity – zwraca wartość między 0 a 1. Stosunek
odległości między ogniskiem elipsy i długością jej osi
wielkiej.



Orientation – zwraca kąt (w stopniach) między osią x a
główną osią elipsy



Image - zwraca obcięty obraz obiektu wielkości BoundingBox
danego obiektu



FilledImage - zwraca obraz jw. wraz z wypełnionymi lukami
wewnątrz obiektu



Filled Area - zwraca liczbę pikseli FilledImage



ConvexHull

–

zwrot

współrzędnych

wierzchołków

najmniejszego wielokąta wypukłego, zawierającego obiekt.



ConvexImage – zwraca obraz obiektu z wyeliminowanymi
wklęśnięciami, rozmiarze BoundingBox



ConvexArea - zwraca liczbę pikseli ConvexImage



EulerNumber – równy liczbie obiektów w regionie minus liczba
dziur w nim



Extrema –zwraca współrzędne punktów charakterystycznych



EquivDiameter – średnica koła o tym samym polu co region



Solidity – Stosunek między Area, a ConvexArea



Extent – Stosunek między Area, a BoundingBox Area



PixelIdxList – indeksy pikseli danego obiektu



PixelList – macierz współrzędnych pikseli danego obiektu



Perimeter - zwraca wartość skalarną określającą długość krawędzi
obiektu

Zadanie 3



Środki ciężkości:
Polecenie:

% Wybranie cech obrazu oraz prezentacja położenia, orientacji,

% prostokąta opisanego

[L,num] = bwlabel(bw_ost,8);

feats = regionprops(L,

'All'

);

% Położenie

figure(9)

hold

h1 = imshow(L);

r1 = 100;

r2 = 300;

for

i=1:size(feats)

h1 = line(feats(i).Centroid(1),feats(i).Centroid(2),

'Marker'

'.'

'MarkerEdgeColor'

'r'

);

end

hold

off



Orientacja

Polecenie:

% Orientacja

figure(10)

hold

h2 = imshow(L);

for

i=1:size(feats)

h2 = line([feats(i).Centroid(1),feats(i).Centroid(1)+r2*cos(feats(i).Orientation*(pi/180))

],[feats(i).Centroid(2),feats(i).Centroid(2)+r2*sin(feats(i).Orientation*(pi/180))]);

end

hold

off



Prostokąt opisany na obiekcie
Polecenie:

% Njmniejszy prostokąt

figure(11)

hold

h3 = imshow(L);

for

i=1:size(feats)

h3 =
rectangle(

'position'

,[feats(i).BoundingBox(1),feats(i).BoundingBox(2),feats(i).BoundingBox

(3),feats(i).BoundingBox(4)],

'EdgeColor'

'r'

);

end

hold

off

Zadanie 4



Polecenie:

% Wyliczenie charakterystyk

for

i=1:size(feats)

%form_factor

Char(i,1) = 4*pi*feats(i).Area / feats(i).Perimeter^2;

%roundness

Char(i,2) = 4*feats(i).Area / (pi*feats(i).MajorAxisLength^2);

%acpect_ratio

Char(i,3) = feats(i).MajorAxisLength / feats(i).MinorAxisLength;

%solidity

Char(i,4) = feats(i).Solidity;

%compactness

Char(i,5) = sqrt(4*feats(i).Area/pi) / feats(i).MajorAxisLength;

end

Char



Opis:



Wyniki:

Nr obj.\Cecha

Form Factor

Roundness

Aspect Ratio

Solidity

Compactness

0.7119

0.6783

1.4027

0.9568

0.8236

0.6528

0.7621

1.0652

0.9042

0.8730

0.7965

0.7670

1.0359

0.8823

0.8758

0.2246

0.1639

4.8430

0.7116

0.4048

0.6345

0.7982

1.0108

0.8726

0.8934

0.6304

0.5803

1.0163

0.7395

0.7618

0.6969

0.6910

1.3791

0.9702

0.8313

0.6702

0.7843

1.0332

0.9037

0.8856

0.2016

0.4800

1.0424

0.5987

0.6928

0.7344

0.8843

1.0804

0.9852

0.9404

0.6390

0.5416

1.7478

0.9718

0.7359

Zawarte w tabeli charakterystyki pozwalają na identyfikację kształtu obiektu. Warto

zauważyć, iż powiększenie obiektu nie ma na nie wpływu, w przeciwieństwie do

orientacji.

Śruba ma wyraźnie większy współczynnik Aspect Ratio. Podkładkę charakteryzuje dość

duży współczynnik Form Factor oraz Roundness. Nakrętkę identyfikuje niski poziom

Roundness przy jednoczesnym wysokim współczynniku Compactness. Obiekt z

numerem 9 można rozpoznać na podstawie niskiej wartości Form Factor oraz

Roundness przy Wartości około 1 dla współczynnika Aspect Ratio.

Ogólnie parametr Aspect Ratio pozwala na wykrycie obiektów symetrycznych. Mały

współczynnik Compactness charakteryzuje obiekty o smukłym kształcie. Natomiast

Solidity określa drążenia elementów, im większe drążenie, tym współczynnik przyjmuje

niższa wartość. Dla obiektów pełnych Solidity wynosi 1.