2.2. Метод базової точки векторного символу.

Щоб підвищити ефективність від подання зображень символів рухомих об’єктів у векторному виді, які складаються з множини графічних елементів, що «малюються» за вищезазначеними алгоритмами, при їх програмуванні пропонується метод базової крапки побудови цих символів, суть якого полягає в наступному:

1. Вибирається деяка точка зображення, що приймається за базову.

2. Координати інших точок відраховують від базової точки, наприклад, центру мас контрольних крапок.

3. Якщо координати точок зображення відраховувати від базової у відносних одиницях, а не в пікселях, то забезпечується можливість масштабування зображення.

Даний метод дозволяє виводити однакові на вигляд, але різні за розміром символи розподілених у просторі об’єктів, в залежності від вибраного масштабу карти та залежно від класу, до якого належить той чи інший рухомий об’єкт. Його перевага також полягає в тому, що зменшуються вимоги до обчислювальної системи та обсягу пам’яті і забезпечується висока якість зображень символів при їх масштабуванні.

Якщо точка є базовою, то координати решти точок обчислюватимуться так: , де – відповідно кроки в пікселях відносно осей і , . Для кожної точки відносні одиниці задаються своїми значеннями.

2.2.1. Метод базових азимутально-орієнтованих растрових символів.

Організація динаміки переміщення складного символу включає організацію його лінійного переміщення на екрані відеотермінала та його обертання (орієнтацію за різними азимутальними напрямками). Відомо, що для більшості прикладних задач досить 16 азимутальних напрямків символу із кроком 22,5⁰, оскільки точність визначення напрямку символу людиною-оператором лежить у межах 8⁰ -12⁰. Запропоновано метод одержання необхідного числа азимутальних напрямків складного символу шляхом перетворення мінімального числа його зображень, названий методом базових растрових зображень. Суть цього методу розглянемо на прикладі одержання 16-ти зображень у різних азимутальних напрямках. Напрямок зчитування базових матриць показано в табл. 2.3, де , , , – крайні точки матриці базового растрового зображення, відповідно - верхня ліва, - верхня права, - нижня ліва, - нижня права. Доведемо, що для цього достатньо мати три базових растрових зображення: пряме, тобто з кутом повороту, рівним 0⁰; повернене на кут 22,5⁰ та повернене на кут 45⁰. Із прямого й поверненого на 45⁰ зображень матриці шляхом трансформації відносно осей симетрії в матриці , , виходять наступні азимутальні напрямки: 0⁰, 90⁰, 180⁰, 270⁰, і 45⁰, 135⁰, 225⁰, 315⁰. Інші азимутальні напрямки (22,5⁰; 67,5⁰; 112,5⁰; 157,5⁰; 202,5⁰; 247,5⁰; 292,5⁰; 337,50) виходять шляхом дзеркальної трансформації базової матриці зображення, поверненого на 22,5⁰. При цьому базова матриця перетвориться в наступні матриці: , , і . Отже, з 3-х базових одержуємо зображення складного символу, орієнтованого в 16-ти різних азимутальних напрямках. Цей метод дозволив істотно прискорити процес знаходження й відображення на екрані в потрібному напрямку зображення складного растрового символу, скоротити обсяг необхідної для зберігання символьних масивів пам'яті та кількість мікрокоманд, пов'язаних з їхнім пересиланням, записом і перезаписом.

В ряді застосувань потрібно значно більше число азимутальних напрямків символу. Емпірично знайдена закономірність, що зв'язує число похідних растрових зображень, що відповідають певним азимутальним напрямкам із числом базових зображень . Закономірність виражається формулою: . Це співвідношення дозволяє розрахувати число похідних матриць зображень – , що у свою чергу, розраховується за формулою , де - числа натурального ряду 1, 2, 3, … , які визначають число базових матриць. При мінімальному числі базових азимутальних положень забезпечується досить велика кількість похідних. Розрахунки числа базових растрових зображень символу та одержуваних з них похідних азимутальних напрямків для різних , починаючи з одиниці, зведені у вигляді графіка на рис. 2.5. По осі абсцис відкладено число базових матриць, а по вісі ординат – загальне число отримуваних азимутальних напрямків растрових зображень.

Розглянемо задачу повороту символу із кроком 22,5⁰, описаного матрицею точки. Як було показано вище з базових символів, що повернені на кути 0⁰ і 45⁰ та мають дві осі симетрії, виходять по 4 зображення символу з азимутальними напрямками 0⁰, 90⁰, 180⁰, 270⁰ і 45⁰, 135⁰, 225⁰, 315⁰ відповідно. А із зображення базового символу, яке повернене на кут 22,5⁰ та має три осі симетрії, виходить 8 символів з азимутальними напрямками 22,5⁰; 67,5⁰; 112,5⁰; 157,5⁰; 202,5⁰; 247,5⁰; 292,5⁰; 337,5⁰.

Азимутальні напрямки руху, напрямки зчитування матриць і положення зображень символу в базових матрицях деталізовані в табл. 2.3.

При необхідності відобразити поворот за певною ознакою (конкретною величиною кута повороту або номеру його азимутального напрямку) вибирається базова матриця растрового символу й відповідний порядок її зчитування.

Таблиця 2.3

Напрямки та кроки зчитування базових матриць символів

№ варіанта	Напрямок зчитування по рядку	Напрямок зчитування рядків	Напрямок зчитування по стовпчику	Напрямок зчитування стовпчиків	Матриці
1	зліва направо	зверху вниз
2			зверху вниз	справа наліво
3	справа наліво	знизу вверх
4			знизу вверх	зліва направо
5	справа наліво	зверху вниз
6			знизу вверх	справа наліво
7	зліва направо	знизу вверх
8			зверху вниз	зліва направо

Рис. 2.5. Залежність загальної кількості растрових зображень від числа базових.

Потім за допомогою підпрограми типу «цикл у циклі» зчитується записана в ОЗП базова матриця і на екрані дисплея відображується зображення обраного символу в потрібному азимутальному напрямку. При цьому мається на увазі, що вибір напрямку руху, кроку переміщення й порядок зчитування матриць обраного символу, відповідає описаним у табл. 2.3.

Висновки до розділу 2

1. Проведено класифікацію об’єктів спостереження, показано, що вона залежить від сукупності різних методологічних підходів та обумовлена технічними характеристиками засобів радіолокаційного спостереження, структурно-параметричними особливостями радіолокаційних зображень, які формуються цими засобами, що забезпечує більш адекватне представлення символів об’єктів.

2. Показано, що для створення універсальних систем автоматичного розпізнавання повітряних об’єктів потрібні різні еталони й алгоритми, побудова яких за допомогою тільки технічних засобів дуже важка, тому необхідне створення автоматизованих антропотехнічних систем обробки даних.