Диссертации и авторефераты Украины
Перейти на каталог
Каталог диссертаций

Я ищу:
Диссертация / Автореферат

Диссертационная работа:

Дубровкіна Маргарита Василівн. Підвищення достовірності розпізнавання коду при ідентифікації шкіри в процесі її обробки : Дис... канд. наук: 05.13.06 - 2009.

Скачать диссертацию *

* Ссылка размещена на правах рекламы



Аннотация к работе:

Дубровкина М. В. «Підвищення достовірності розпізнавання коду при ідентифікації шкіри в процесі її обробки». – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – «Інформаційні технології» – Донецький національний університет, Донецьк, 2009.

Дисертація присвячена рішенню задачі підвищення достовірності розпізнавання коду при ідентифікації шкіри в процесі її обробки.

При дослідженні впливу технологічного процесу обробки шкіри на достовірність коду встановлено, що при обробці відбувається деформація коду внаслідок зміни геометрії його елементів та їхнього взаємного розташування, це приводить до помилкового визначення місцеположення елементів коду при розпізнаванні. Світлотехнічні характеристики шкіри при використанні підсвічування суттєво залежать від її особливостей, що обумовлює непомітність на фоні шкіри і загублення частини коду та знижує достовірність його розпізнавання. Досліджено вплив взаємного розташування підсвічування та коду на контраст зображення по кожній із визначених груп шкір. При контрасті зображення не менш 20% розпізнавання відбувається з ймовірністю не менш ніж 94 %. При цьому площа освітленої (затіненої) області елемента коду повинна перевищувати 68 % площі елемента коду з урахуванням його деформації. Запропоновано метод розпізнавання коду, який базується на визначенні радіус-векторів від центру ваги інформаційних елементів коду до центру кожного з цих елементів. Ймовірність розпізнавання коду не менш ніж 98 %. Розроблені алгоритм і система розпізнавання коду.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення достовірності розпізнавання коду при ідентифікації шкіри для забезпечення контролю якості технологічного процесу на всіх етапах її обробки, що приводить до поліпшення якості продукції.

Основні результати роботи:

1. Встановлено, що існуючи системи зчитування коду не враховують особливості шкіри в процесі її обробки: колір, покриття, деформацію перфорованого коду та дефекти поверхні, які вносять помилки при формуванні зображення коду.

Це приводить до неправильного вибору технологічних режимів при подальшій обробці шкіри, у результаті цього можлива поява браку і, як наслідок, зниження якості продукції, що випускається.

Проведений порівняльний аналіз показав, що найбільш ефективним для забезпечення достовірно розпізнаного коду є оптоелектронний метод зчитування на відбиття.

2. Встановлено, що існуючи методи розпізнавання не забезпечують достовірність коду внаслідок того, що не враховують його деформацію в процесі обробки шкіри. Внаслідок цього можлива неоднозначна ідентифікація шкіри, яка приведе до неправильного вибору технологічних режимів при подальшій обробці шкіри та до зниження якості продукції, що випускається.

3. Досліджено вплив технологічного процесу обробки шкіри на достовірність розпізнавання коду. Встановлено, що в процесі обробки шкір відбувається деформація перфорованого коду внаслідок зміни геометрії його елементів та їхнього взаємного розташування, що приводить до помилкового визначення місцеположення елементів коду при його розпізнаванні. Показано, що світлотехнічні характеристики шкіри при використанні підсвічування суттєво залежать від кольору, покриття, вологості та наявності дефектів її поверхні, що обумовлює непомітність на фоні шкіри та загублення частини коду і, як наслідок, знижує його достовірність.

Тому рішення задачі розпізнавання в умовах технологічного процесу обробки шкіри виконується комплексно: отримання зображення проводиться з урахуванням кольору, покриття та дефектів шкіри, а також деформації елементів коду, а розпізнавання з урахуванням деформації коду.

5. Для оцінювання достовірності розпізнавання коду введено критерій якості зображення як функцію достовірності, значення якої дорівнюється «1», якщо вихідний параметр (розпізнаний код) як функція залежності від вхідних параметрів процесу розпізнавання коду та випадкових впливів дорівнює значенню відповідного маркувального коду, інакше значення функції достовірності дорівнює «0» .

6. Встановлено, що отримання якісного зображення коду для забезпечення достовірності розпізнавання коду залежить від:

– контрасту зображення коду, на значення якого впливають світлотехнічні параметри процесу;

– площі освітленої (затіненої) області елемента коду (в залежності від вибору варіанта підсвічування), на значення якої впливають геометричні параметри процесу;

– виконання умов відсікання дефектів.

7. По контрасту зображення коду всі шкіри розділені на 3 групи:

– перша група – рівень чорного яких менше 0,5 і контраст при отриманні зображення по затіненим елементам коду вище, ніж по освітленим;

– друга група – рівень чорного яких не менш 0,5 і контраст при отриманні зображення по затіненим елементам коду вище, ніж по освітленим;

– третя група – рівень чорного яких не менш 0,5 і контраст при отриманні зображення по затіненим елементам коду вище, ніж по освітленим.

Установлено, що для кожної групи шкір за рахунок вибору варіанта отримання зображення по освітленим або затіненим елементам коду підвищується значення контрасту, що у свою чергу забезпечує достовірність розпізнавання коду.

8. Вперше досліджено вплив взаємного розташування підсвічування та коду на контраст зображення по кожній із визначених груп шкір. Установлено, що при контрасті зображення не менш 20% розпізнавання відбувається з ймовірністю не менш ніж 94 %. При цьому площа освітленої (затіненої) області елемента коду повинна бути не менш ніж 68 % площі перфорованого елемента коду з урахуванням його деформації на етапах обробки шкіри.

9. На підставі досліджень впливу світлотехнічних параметрів процесу розпізнавання коду на контраст зображення встановлено:

– за рахунок вибору варіанта отримання зображення по освітленим або затіненим елементам коду можна збільшити контраст зображення до К Кпорог=0,2, і забезпечити достовірність розпізнавання коду;

– число шкір, що не досягло Кпорог при будь-якому положенні підсвічування, склало 4%.

Дослідження впливу положення джерела світла на достовірність розпізнавання коду по освітленню його елементів дозволили встановити, що:

- ймовірність достовірного коду підвищується зі збільшенням площі освітленої області його елементів. Якщо мм2, то код розпізнається достовірно. Площа освітленої області елемента коду визначається з урахуванням зміни геометричних параметрів коду в процесі обробки шкіри;

- зменшення кута між напрямком світлового потоку та перпендикуляром до плоскості шкіри підвищує достовірність розпізнавання;

- при наявності механічного зсуву осі елемента коду необхідно вибирати кут повороту світлового потоку такий, щоб проекція вектора механічного зсуву осі елемента коду на площину XOY була направлена протилежно проекції вектора оптичного зсуву осі зображення елемента коду.

При дослідженні впливу положення джерела світла на достовірність розпізнаної інформації отримані наступні результати:

- при збільшенні кута напрямку світлового потоку збільшується площа затіненої області елемента коду й, як наслідок, підвищується ймовірність достовірно розпізнаного коду;

- при наявності механічного зсуву осі елемента коду функція залежності площі його затіненої області від кута повороту світлового потоку в площині шкіри має виражений максимум при =600±90;

- площа затіненої області елемента коду має максимальне значення у випадку, якщо напрямок проекції вектора механічного зсуву осі елемента коду на площину XOY є протилежним проекції вектора оптичного зсуву зображення елемента коду.

10. Запропоновано метод розпізнавання перфорованого коду в процесі обробки шкіри, який базується на визначенні радіус-векторів від центру ваги групи інформаційних елементів коду до центру ваги кожного з цих елементів. В якості ознак використовується місцеположення елементів коду, задане значенням та направленням отриманих радіус-векторів з урахуванням афінних перетворень й нелінійних спотворень коду, що забезпечує ймовірність розпізнавання в процесі обробки шкіри не менш ніж 98 %.

11. Розроблено систему розпізнавання коду, що працює за адаптивним алгоритмом й забезпечує розпізнавання коду зі шкіри з урахуванням її різноманітності (колір, вологість, покриття) і деформації коду (зміна форми й розміру елементів коду, зсув осі елементів коду, зміна кроку між елементами й деформація форми коду) на всіх етапах обробки шкіри. Достовірність розпізнавання коду забезпечується за рахунок вибору найкращого варіанта підсвічування (верхнього або бічного), котрий забезпечує максимальне значення контрасту зображення коду при його отриманні по освітленню або затіненню, та розробленого методу розпізнавання, який засновано на визначенні місцеположення елементів коду з урахуванням його деформації в процесі обробки шкіри.

12. Результати дисертаційної роботи були використані в НДПКІ «Іскра» при розробці системи маркірування шкір, яка була впроваджена на ЗАТ «ВОЗКО» (м. Вознесенськ, Миколаївська область). Це підтверджується відповідними документами, наведеними в додатку дисертації. Ймовірність розпізнавання коду зі шкіри – не менш 98%. Це дозволяє реалізувати на всіх стадіях обробки ідентифікацію шкіри, що є одним зі способів включення механізмів економічної зацікавленості, технологічної відповідальності, і в остаточному підсумку дає значне підвищення кількості продукції вищого сорту. Економічний ефект від впровадження системи розпізнавання коду в складі комплексу склав 5 млн. грн. у рік.

13. Розроблена система розпізнавання коду в складі комплексу маркірування може бути використана для обліку й контролю виробів у різних галузях промисловості.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Дубровкина М. В. Комплекс идентификации и контроля изделий для АСУ ТП кожевенного производства / М. В. Дубровкина // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. – 2006. - № 9 (103). – Частина 1. – С. 135 – 139.

2. Дубровкина М. В. Исследование влияния технологического процесса на характеристики перфорированного кода / М. В. Дубровкина // Адаптивные системы автоматического управления. Региональный межвузовский сборник научных трудов. - Вып. 10 (30). - Днепропетровск, 2007. - С. 32 – 44.

3. Дубровкина М. В. Исследование влияния дефектов поверхности кожи на формирование перфорированного кода при контроле качества изделий для АСУ ТП кожевенного производства / М. В. Дубровкина // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. – 2007. - № 5 (111) – частина 1. – С. 183 – 188.

4. Дубровкина М. В. Математическая модель устройства считывания кода информационно-аналитической системы управления технологическим процессом / Дубровкина М. В., Шаповалов В. Д. // Системні технології. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. - Днепропетровськ, 2007. - Випуск 2 (49). – C. 118-122.

5. Ульшин В. А. Исследование влияния верхней подсветки на достоверность считывания перфорированного кода с кожи / В. А. Ульшин, М. В. Дубровкина // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. – 2008. - № 7 (125) – частина 1. – С. 11 – 19.

6. Дубровкина М. В. Математическая модель процесса считывания и метод распознавания перфорированного кода в условиях кожевенного производства / М. В. Дубровкина // Восточно-европейский журнал передовых технологий: Научно-теоретический журнал – Харьков, 2008. – С. 25-29.

7. Ульшин В. А. Адаптивный алгоритм считывания перфорированного кода / Ульшин В. А., Дубровкина М. В // Искусственный интеллект: Научно-теоретический журнал. – Донецк, 2007. – Выпуск 3. – С. 113-122.

8. Дубровкина М. В. Исследование влияния боковой подсветки на достоверность считывания перфорированного кода с кожи / М. В. Дубровкина // Адаптивные системы автоматического управления. Региональный межвузовский сборник научных трудов. - Вып. 12 (32). - Днепропетровск, 2008. – С. 32 – 37.

9. М. В. Дубровкина. Признаковый метод распознавания, адаптированный под аффинные преобразования и нелинейные искажения перфорированного кода [ Электронный ресурс] / М. В. Дубровкина// Вестник Восточноукраинского национального университета – Луганск, 2008 - № 2Е. - Режим доступа:

.

10. Дубровкина М. В. Исследование влияния случайной составляющей на формирование образа перфорированного кода / М. В. Дубровкина // Системний аналіз та інформаційні технології: Матеріали IX Міжнародної науково-технічної конференції (15-19 травня 2007 р., Київ). – К.: НТУУ «КПІ», 2007. – С. 106.

11. Дубровкина М. В. Анализ светотехнических характеристик устройства считывания кода АСУ ТП кожевенного производства / М. В. Дубровкина // Автоматизація технологічних об`єктів та процесів. Пошук молодих: Збірник наукових праць VII Міжнародної науково-технічної конференції аспірантів та студентів (м. Донецк, 26-28 квітня 2007р.) – Донецьк, ДонНТУ, 2007. – C.105-107.

12. Дубровкина М. В. Аппаратная реализация устройства считывания кода / М. В. Дубровкина // Приладобудування: стан і перспективи: збірник тез доповідей VI науково-технічної конференції, 24-25 квітня 2007 р., м. Київ – Київ: ПБФ, НТУУ «КПІ». – 2007. – С. 60.

13. Дубровкина М. В. Математическая модель интеллектуальной системы считывания перфокода для кожевенного производства / М. В. Дубровкина // Исскуственный интеллект. Интеллектуальные системы: Материалы IX Международной научно-технической конференции – Донецк: ИПИИ «Наука і освіта». - 2008.– С. 82-84.

14. Шаповалов В.Д. Автоматизированная система управления качеством технологического процесса кожевенного производства / В.Д. Шаповалов, М.В. Дубровкина // Наука і вища освіта: Тези доповідей XV Міжнародної наукової конференцїї молодих науковців (м. Запоріжжя, 17-18 травня 2007 р.): [у 3 ч.]. – 2007. – Ч. 2 – С. 297-298.

15. Дубровкина М. В. Математическая модель АСУ качеством техпроцесса кожевенного производства / М. В. Дубровкина, В.Д. Шаповалов // Стратегия качества в промышленности и образовании: Сборник материалов IV Международной конференции (г. Варна, Болгария, 1-8 июня 2008г.): [в 2 т.]. - Технический университет–Варна–Днепропетровск, 2008. – Т. 2. – С. 471 – 474.

16. Дубровкина М. В. Аппаратная реализация комплекса считывания кода / М. В. Дубровкина // Стратегия качества в промышленности и образовании: Сборник материалов III Международной конференции (г. Варна, Болгария, 1-8 июня 2007г.): [в 2 т.]. - Технический университет-Варна-Днепропетровск, 2007. – Т. 2. – С. 471 – 474.

17. Дубровкина М. В. Адаптивное устройство считывания перфорированного кода с кожи / М. В. Дубровкина // Автоматизація технологічних об`єктів та процесів. Пошук молодих: Збірник наукових праць VIIІ Міжнародної науково-технічної конференції аспірантів та студентів (м. Донецк, 11-14 травня 2008р.) – Донецьк, ДонНТУ, 2008. – C.105-107.

18. Пат. 34340 Україна, МПК (2006) G 06 K1/00,G 06 K 9/00. Спосіб зчитування перфорованого коду при контролі якості виробів шкіряного виробництва / Дубровкіна М. В.; заявник та патентовласник Науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут «Іскра». - № u 20080 2443; заявл. 25.02.2008; опубл. 11.08.2008, Бюл. № 15.

19. Пат. 34341 Україна, МПК G 06 K 9/00. Адаптивній пристрій зчитування перфорованого коду для шкіряного виробництва / Дубровкіна М. В.; заявник та патентовласник Науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут «Іскра». - № u 2008 02444; заявл. 25.02.2008; опубл. 11.08.2008, Бюл. № 15.

У працях, виконаних у співавторстві, особистий внесок здобувача полягає в наступному: [4] – розробка математичної моделі пристрою отримання зображення коду, [5] – дослідження впливу розташування верхнього підсвічування на достовірність розпізнавання коду, яка залежить від площі освітлених елементів перфорованого коду, [7] – дослідження впливу типа підсвічування на контраст зображення, отже на достовірність коду; розробка адаптивного алгоритму зчитування перфорованого коду, [15, 16] - доробка інформаційно-аналітичної моделі системи виробничого управління шкіряного виробництва та її адаптація під вимоги технологічного процесу обробки шкіри.


Меню
Реклама



2006-2009 © Диссертации и авторефераты Украины