ГОСТ Р ИСО/МЭК 29158-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных. Рекомендации по контролю качества маркировки при прямом маркировании изделий (ПМИ)
Приложение B
(справочное)
ОЦЕНКА ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИ ВИРТУАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ КАМЕРЫ
ПОД УГЛОМ 90° ОТНОСИТЕЛЬНО РЕАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ
КАМЕРЫ ПОД НАКЛОНОМ
B.1 Общие положения
В настройках НКО (TCL) положение камеры изменяется на угол считывания с камеры. В настоящем приложении описывается оценка изображения с углом считывания виртуальной камеры 90°. На рисунке B.1 показан вид сбоку установки. Третье измерение (x) не показано.
Условные обозначения:
c - камера;
m - маркированный объект;
- угол считывания камеры;
z - расстояние до камеры;
p - плоскость изображения на камере;
p' - виртуальная плоскость изображения на камере при виртуальном угле считывания камеры 90°;
b - пример светового луча, соединяющего точку y на изображении в плоскости камеры и точку y' в плоскости изображения на виртуальной камере (p');
y - положение на оси y точки образца в плоскости изображения на камере (p);
y' - положение на оси y точки образца в плоскости изображения на виртуальной камере (p').
Рисунок B.1 - Соотношение плоскости изображения на камере
и плоскости изображения на виртуальной камере (вид сбоку)
Система координат в плоскости изображения на камере определяется как x (в плоскости изображения) и y (наклоненная ось). Система координат плоскости изображения на виртуальной камере, расположенной под углом 90°, определяется как x' (в плоскости изображения) и y' (горизонтальная ось). Обе системы координат соединяют свои нулевые точки в пересечении горизонтальных плоскостей к камерам.
B.2 Алгоритм
Задача состоит в том, чтобы оценить виртуальное изображение на плоскости p' по изображению на плоскости камеры p. На каждой плоскости изображение состоит из значений оттенков полутоновой шкалы.
Следующая двухэтапная процедура выполняется для каждой точки в плоскости виртуального изображения (например, для каждого возможного значения x', y').
1) Положение точки в плоскости p оценивается значениями с плавающей запятой.
2) Значение точки на изображении оценивается линейной интерполяцией по значениям в плоскости p.
Указанные два шага описаны в следующих разделах.
B.3 Оценка точек x', y' на плоскости изображения камеры p
Изображения сформированы в виде пикселей, размещенных в положениях, представляемых положительными целыми числами. В качестве первого шага, положение каждого пикселя виртуального изображения на виртуальной плоскости xp, yp оценивается путем масштабирования по разрешению и приведения к нулевой точке системы координат.
Далее положение на плоскости p' данной точки, размещенной на плоскости p, может быть оценено с использованием формул (B.1) и (B.2):
(B.1)
(B.2)
где x' - положение на оси x в плоскости виртуальной камеры (p');
y' - положение на оси y в плоскости виртуальной камеры (p');
x - положение на оси x в плоскости изображения камеры (p);
y - положение на оси y в плоскости изображения камеры (p);
- угол считывания камеры;
z - расстояние до камеры.
После этой оценки результирующее положение с точностью до десятичных значений с плавающей запятой масштабируется и преобразуется в положение пикселя на плоскости камеры p. Результат не округляется до целочисленного значения позиции, что приводит к промежуточному значению позиции на плоскости с изображением пикселей.
Пример - Область пикселей на виртуальной плоскости имеет размер 2000 x 2000 пикселей. Точка 0 находится в центре области с координатами 1000, 1000. Физическое разрешение составляет 400 пикселей/мм.
Выбранная в качестве примера точка расположена в положении пикселя xp = 1400, yp = 1600 на виртуальной плоскости. Ее физическое расположение оценивается как
x' = (1400 - 1000)/400 mm = 1 mm,
y' = (1600 - 1000)/400 mm = 1.5 mm.
Угол считывания камеры составляет 60° (в радианах: 
), а расстояние - 100 мм. Полученные значения x и y равны x = 0,9926 мм и y = 1,289 мм.
Далее физическое положение преобразуется в точку на плоскости пикселей для реального физического положения камеры. Область пикселей имеет размер 3000 x 3000 пикселей. Точка 0 находится в центре позиции 1500/1500. Физическое разрешение составляет 600 пикселей/мм.
Пример расчета положения пикселя:
x'p = 0,9926 мм * 600/мм + 1500 = 2095,53,
y'p = 1,289 мм * 600/мм + 1500 = 2273,62.
B.4 Расчет значения точки x', y' методом линейной интерполяции
Значение точки оценивается линейной интерполяцией значений для окружающих четырех пикселей.
Четыре окружающих пикселя в плоскости физического изображения расположены в целочисленных позициях вокруг позиции пикселя, положение которого оценивается значением с плавающей запятой. Значения пикселей обозначаются v00, v01, v10 и v11, причем первый знак нижнего индекса указывает столбец, а второй знак нижнего индекса указывает строку.
Оставшаяся доля расстояния (от 0,0 и до 1,0, не включая это значение) обозначается fx и fy.
Значение пикселя для пикселя с координатами xp, yp оценивается как
(v00·(1 - fx) + v10·fx)·(1 - fy) + (v01·(1 - fx) + v11·fx)·fy
Пример - (продолжение) Пример указания позиции с плавающей запятой значением 2095,53/2273,62.
Окружающие пиксели расположены в точках v00(2095/2273), v10(2096/2273), v01(2095/2274) и v11(2096/2274). Будем использовать значения v00 = 50, v01 = 80, v10 = 70 и v11 = 90.
Доли расстояния при расчете равны fx = 0,53 и fy = 0,62.
Результирующее значение для пикселя с положением 1400/1300 оценивается как:
(50·(1 - 0,53) + 70·0,53)·(1 - 0,62) + (80·(1 - 0,53) + 90·0,53)·0,62 = (50·0,47 + 70·0,53)·0,38 + (80·0,47 + 90·0,53)·0,62 = 75,914.
Подписаться на обновления