НАХОЖДЕНИЕ КЛЮЧЕВЫХ ТОЧЕК НА ИЗОБРАЖЕНИИ ДЕТЕКТОРОМ МОРАВЕЦА

УДК 004 Фролов Игорь Викторович студент магистратуры факультет вычислительной техники Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина Россия, г. Рязань e-mail: frololov98@mail.ru Научный руководитель: Хруничев Роберт Вячеславович кандидат технических наук, доцент Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина Россия, г. Рязань НАХОЖДЕНИЕ КЛЮЧЕВЫХ ТОЧЕК НА ИЗОБРАЖЕНИИ ДЕТЕКТОРОМ МОРАВЕЦА Аннотация: В статье рассмотрен алгоритм работы детектора Моравеца, дано его математическое и структурное описание и апробирован вариант программной реализации. Ключевые слова: ключевые точки, компьютерное зрение, машинное, обработка изображений, детекторы углов. Frolov Igor Viktorovich master student Ryazan state radio engineering university named after V.F. Utkin Russia, Ryazan Scientific adviser: Khrunichev Robert Vyacheslavovich candidate of technical sciences, associate professor Ryazan State Radio Engineering University named after V.F. Utkina Russia, Ryazan FINDING KEY POINT IN THE IMAGE WITH THE MORAVEC DETECTOR Abstract: The article considers the algorithm of the Moravec detector, gives its mathematical and structural description, and tests a software implementation option. Key words: key point, computer vision, machine vision, image processing, angle detectors. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2023 https://tribune-scientists.ru 1 Детектор Моравеца Данный детектор является самым простым и наиболее ранним алгоритмом по поиску и обнаружению ключевых точек. Алгоритм основан на изменение яркости квадратного окна при его перемещении на один пиксель относительно интересующей точки. Окно выбирается размерами равными 3х3, 5х5 или 9х9 пикселей и смещается в каждом из восьми направлений рис. 2. Рис. 1 – рабочее окно поиска детектора Моравеца Опишем принцип работы детектора: 1. Для каждого из восьми направлений, вычисляется изменение яркости: (1,0),(1,1),(0,1),(−1,1), (𝑢,𝑣)∈ { } (1) (−1,0),(−1,−1), (0,−1),(1,−1) 𝑉𝑢,𝑣(𝑥,𝑦)=∑(𝐼(𝑥+𝑢+𝑎,𝑦+𝑣+𝑏)−𝐼(𝑥+𝑎,𝑦+𝑏)2 (2) (𝑎,𝑏)∈𝑊 где, I(x,y) – яркость пикселя (x,y) в изначальном изображении; W – пространство, определяемое размером окна. 2 Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2023 https://tribune-scientists.ru 2. Далее вычисляется функция C(x,y) для каждого пикселя, которая позволяет построить карту вероятности нахождения углов и таким образом определить направление с наименьшим изменением интенсивности: 𝐶(𝑥,𝑦)=𝑚𝑖𝑛(𝑢,𝑣){𝑉𝑢,𝑣(𝑥,𝑦)} (3) 3. Определяется порог значений T карты вероятности, то есть отсекаются те пиксели, значения в которых ниже порогового значения T: 𝐶(𝑥,𝑦),если 𝐶(𝑥,𝑦)>𝑇 С(𝑥,𝑦)= { }(4) 0 4. Определяются локальные максимумы и отсекаются повторяющиеся углы. Все результаты, с ненулевым значением являются углами, а, следовательно, ключевой точкой. В графическом представлении, работа алгоритма представлена ниже Рис. 2 – принцип работы детектора Моравеца На рисунке 3 показана работа формул (1)-(4). После нахождения локальных максимумов, алгоритм даёт определение каждой области: внутренняя, грань или угол (на рис. 3 слева направо). К недостаткам данного метода относятся повышенная чувствительность к наличию шумов на изображении, отсутствие инвариантности относительно поворота и большое число ложных срабатываний на рёбрах. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2023 https://tribune-scientists.ru 3  Рис. 3 – результат работы детектора Моравеца На рисунке 4 представлен результат выполнения алгоритма Моравеца. Рисунок отражает отсутствие у данного метода инвариантности и степень ложных срабатываний при изменении положения изображения. Список литературы: 1. Рейнхард Клетте Компьютерное зрение теория и алгоритмы / пер. с англ. А. А. Слинкин. М.: ДМК Пресс, 2019. 506 с. 2. Шакирьянов Э.Д. Компьютерное зрение на Python первые шаги. М.: Лаборатория знаний, 2021. 163 с. 3. Детекторы углов. [Электронный ресурс] // Режим доступа: URL: https://habr.com/ru/articles/244541/ (дата обращения: 02.12.2023 г.). Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 12/2023 https://tribune-scientists.ru 4