Проєкт інформаційної системи розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях

Abstract

Актуальність роботи Сьогодні складно знайти галузь науки і техніки, де б не використовувались системи розпізнавання. Сфера застосування систем розпізнавання величезна. Можливе розпізнавання всього, що можна подати на вхід системи, що розпізнає: звук, зображення, тимчасові ряди, просто абстрактні дані. Глобальні завдання, що вирішуються за допомогою систем розпізнавання також різноманітні і залежать від конкретної сфери застосування. Це цілком природно, оскільки розпізнавання образів є чи не найпоширенішим завданням, з яким людині доводиться зустрічатися та вирішувати в повсякденному житті практично від першого до останнього дня свого існування, тому розробка автоматизованої системи розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях є актуальною на сьогодні задачею. Розпізнавання образів (об’єктів, сигналів, ситуацій, явищ або процесів) – завдання ідентифікації об’єкта або визначення яких-небудь його властивостей за його зображенням (оптичне розпізнавання) або аудіозаписом (акустичне розпізнавання) або іншими характеристиками. Образ – класифікаційне угруповання в системі класифікації, що поєднує (виділяє) певну групу об’єктів за деякою ознакою. У класичній постановці завдання розпізнавання універсальне. Кожне відображення будь-якого об’єкта на сприймаючому органі розпізнавальної системи, незалежно від його положення щодо цих органів, прийнято називати зображенням об’єкта, а безлічі таких зображень, об’єднані загальними властивостями, являють собою образи. Приклади завдань розпізнавання образів: ? розпізнавання літер; ? розпізнавання штрих-кодів; ? розпізнавання автомобільних номерів; ? розпізнавання осіб та інших біометричних даних; ? розпізнавання мови та ін. Особливо актуальною і на сьогодні популярною є практика реалізації систем з застосуванням проектного менеджменту. Це дає можливість привнесення додатково до робіт проекту знань, навичок, методів і засобів проектування для задоволення або перевищення потреб і бажань зацікавлених осіб. Завдяки проектній реалізації є реальним застосування ефективних методик розробки продукту, застосування досвіду та світових практик. Метою магістерської роботи є розробка проекту системи, призначеної для розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях, та відповідного даній системі програмного продукту. Для досягнення поставленої мети потрібно виконати наступні завдання: ? аналіз літературних джерел в області управління проектами та предметної області проектованої системи (аналіз існуючих систем та методів розпізнавання зображень, аналіз методів управління); ? системний аналіз предметної області з метою визначення функцій системи, вимог до проектованої системи та напрямку і методики проектування; ? прийняття рішень щодо реалізації проекту, управління ризиками; ? вибір програмних рішень по реалізації системи; ? визначення стадій закриття проекту. Об’єктом дослідження є процес розробки проекту системи. Предмет дослідження – процес розробки проекту системи розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях. Засоби дослідження: 1. методи розробки проектів та управління їх реалізацією; 2. системний аналіз; 3. концептуальне моделювання; 4. методологія об’єктно-орієнтованого програмування. Проект системи дасть можливість ефективно реалізувати процес розробки системи розпізнавання та буде практичним напрацюванням для майбутнього застосування в подібних задачах. Спроектована система дозволить автоматизувати процес розпізнавання, дасть можливість здійснювати розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях з інваріантністю масштабованості, обертанню та переносу розпізнаваного зображення. Система дозволить розпізнати об’єкти за еталоном користувача, забезпечить здійснення якісної попередньої обробки зображень з метою покращення ефективності та результату розпізнавання. Структура роботи загалом включає вступ, висновок, п’ять розділів, список використаних джерел. В першому розділі проведено аналіз літературних джерел з галузі управління проектами та в предметній області – розпізнавання зображень. В другому розділі проведено системний аналіз предметної області та визначено основні функції проектованої системи розпізнавання бінарних об’єктів на растрових зображеннях. В третьому розділі докладно розглянуто вимоги до проектованої системи та процес планування. Четвертий розділ відображає процес виконання проекту та процес реалізації проектних рішень. П’ятий розділ розкриває процеси закриття проекту та аналіз результатів.Relevance of work Today, it is difficult to find a field of science and technology where recognition systems are not used. The field of application of recognition systems is huge. It is possible to recognize everything that can be submitted to the input of the recognition system: sound, image, time series, just abstract data. The global tasks solved with the help of recognition systems are also diverse and depend on the specific field of application. This is quite natural, since pattern recognition is almost the most common task that a person has to meet and solve in everyday life, almost from the first to the last day of his existence, therefore, the development of an automated system for recognizing binary objects on bitmap images is a relevant task today. Recognition of images (objects, signals, situations, phenomena or processes) is the task of identifying an object or determining any of its properties based on its image (optical recognition) or audio recording (acoustic recognition) or other characteristics. An image is a classification grouping in the classification system that combines (selects) a certain group of objects by some feature. In the classic setting, the task of recognition is universal. Each reflection of any object on the perceiving organ of the recognition system, regardless of its position in relation to these organs, is usually called an image of the object, and many such images, united by common properties, are images. Examples of pattern recognition tasks: ? recognition of letters; ? barcode recognition; ? recognition of car numbers; ? recognition of persons and other biometric data; ? speech recognition, etc. The practice of implementing systems using project management is particularly relevant and popular today. This makes it possible to add additional knowledge, skills, methods and design tools to the project works to meet or exceed the needs and desires of interested parties. Thanks to the project implementation, the application of effective methods of product development, application of experience and world practices is real. The purpose of the master's thesis is to develop a project of a system intended for the recognition of binary objects on raster images, and a software product corresponding to this system. To achieve the goal, you need to complete the following tasks: ? analysis of literary sources in the field of project management and the subject area of the designed system (analysis of existing systems and methods of image recognition, analysis of management methods); ? system analysis of the subject area in order to determine the functions of the system, the requirements for the designed system and the design direction and methodology; ? making decisions regarding project implementation, risk management; ? selection of software solutions for system implementation; ? determination of project closing stages. The object of research is the process of developing a system project. The subject of the study is the process of developing a project for the recognition of binary objects on bitmap images. Research tools: 1. methods of project development and management of their implementation; 2. system analysis; 3. conceptual modeling; 4. methodology of object-oriented programming. The project of the system will make it possible to effectively implement the process of developing a recognition system and will be a practical example for future application in similar tasks. The designed system will allow to automate the recognition process, will make it possible to recognize binary objects on bitmap images with invariance of scaling, rotation and transfer of the recognized image. The system will allow recognition of objects based on the user's standard, will ensure the implementation of high-quality pre-processing of images in order to improve the efficiency and result of recognition. The structure of the work generally includes an introduction, a conclusion, five chapters, and a list of used sources. In the first chapter, an analysis of literary sources in the field of project management and in the subject area of image recognition was carried out. In the second section, a system analysis of the subject area was carried out and the main functions of the designed binary object recognition system on bitmap images were determined. In the third section, the requirements for the designed system and the planning process are considered in detail. The fourth section reflects the process of project implementation and the process of implementation of project solutions. The fifth chapter reveals the processes of closing the project and analyzing the results.