Cyfrowe przetwarzanie obrazów - metody detekcji krawędzi obiektów o złożonym zarysie

Jedną z metod odwzorowywania obiektów w systemach inżynierii odwrotnej jest wykorzystanie obrazów obiektu, uzyskanych na przykład metodą tomografii komputerowej. Podstawowym zagadnieniem podczas tego typu odwzorowania jest analiza obrazów, której celem jest wykrycie krawędzi obrazowanego obiektu. W artykule przedstawiono opisywane w literaturze metody detekcji krawędzi, między innymi: segmentację metodą binaryzacji, filtry gradientowe, detektor Canny'ego, oraz omówiono ich podstawowe wady i zalety. Zaprezentowano również opracowany przez autora algorytm detekcji krawędzi, wykorzystujący metodę analizy jasności punktów obrazu wzdłuż wektorów normalnych do przewidywanego położenia krawędzi. Na podstawie tego algorytmu opracowany został program komputerowy, który analizuje serię obrazów uzyskanych metodą tomografii komputerowej i generuje chmurę punktów krawędzi kości czaszki, która jest przesyłana do systemu komputerowo wspomaganego projektowania i służy projektowaniu protez dla potrzeb zabiegu kranioplastyki, polegającego na wypełnianiu ubytków kości czaszki.

---

One of the reconstruction method in the reverse engineering is analysis of the digital images, which were acquired, in example by computer tomography. The fundamental problem during this reconstruction is detection of the object's edges in the images. The paper presents the edge detection methods, for example: segmentation by binarization, gradient filters. Canny edge detector - the main faults and merits of the presented methods have been described. The edge detection algorithm worked out by the author is described in the paper. The algorithm uses the grey (lumination) analysis of the image's points along the normal vectors to the predicted edges. The special software (which is based on the algorithm) has been constructed. The software analyses the series of the computer tomography images and generates the cloud of points of the skull bones. The cloud of edge points is sent to the computer aided design system and it is used for constructing the prosthesis for cranioplasty (cranioplasty is the surgical operation for implanting the prosthesis in the skull hole).