Стаття Усунення спотворень за допомогою калібрування в Spotlight та RasterDesk з журналу CADmaster
Усунення спотворень за допомогою калібрування в Spotlight та RasterDesk
При скануванні широкоформатних документів практично неможливо уникнути спотворень на зображенні. Усунути довільні (нелінійні) спотворення растрових зображень будь-якого типу дозволяють інструменти калібрування, реалізовані у програмах Spotlight та RasterDesk.
Завантажити статтю у форматі PDF - 432 Кбайт
При скануванні документів дуже важко уникнути появи спотворень на зображенні, а під час роботи з широкоформатними документами практично неможливо. При використанні планшетного сканера, як правило, на зображенні залишаються лінійні спотворення, які легко усуваються в автоматичному режимі або Spotlight за допомогою командиУсунути перекіс.
Калібрування призначене для усунення довільних (нелінійних) спотворень растрових зображень будь-якого типу і застосовується для виправлення похибок графічних документів, геодезичних планів і карт у растровому форматі.
Процедуру калібрування необхідно здійснити до виконання наступних операцій з обробки та векторизації документа. Якщо вихідне зображення має нелінійні спотворення, то результаті векторизації вийде векторний креслення, спотворення у якому усунути значно складніше, ніж растрі. Якщо спотворення за допомогою калібрування усунуто, після проведення векторизації ви отримаєте коректний векторний креслення.
У вихідних документах мають бути точки з відомими координатами. Насправді через деформацію вихідного матеріалу або помилку сканування ці точки на сканованому зображенні можуть бути розташовані інакше. Після калібрування растрові зображення трансформуються такимчином, що поточні координати цих точок збігаються зі своїми відомими значеннями.
Корекція по чотирьох точках
Якщо в документі є рамка, вихідний розмір якої нам відомий, нелінійні спотворення на такому документі найпростіше усунути за допомогою командиКорекція по чотирьох точках. В даному випадку це найпростіший і найшвидший спосіб. Вузли рамки розташовані, як правило, в кутах растру на значній відстані один від одного. Це дозволяє усунути спотворення з максимальною точністю. Користувачеві необхідно вибрати в діалозі зі списку потрібний формат документа або встановити розмір рамки зображення вручну для нестандартного формату. Команда впливає на все зображення і «розтягує» його таким чином, щоб поєднати вузли растрової сітки з вузлами еталонної рамки документа. На рис. 1 синім кольором відображено допоміжну рамку, габарити якої задані в діалозіКорекція по чотирьох точках, а червоними хрестами — вузли растрової рамки. На рис. 2 показаний результат суміщення точок для правого верхнього кута документа.
Калібрування по опорній сітці
Це найпоширеніший метод калібрування, який застосовується для усунення спотворень на відсканованих картографічних матеріалах (планшетах, картах, схемах в яких є сітка або геодезичні хрести.
У діалоговому вікні задаються параметри калібрувальної сітки: координати початкової точки сітки, напрям горизонтальної осі, розміри осередків по осях X та Y, кількість осередків по горизонталі та вертикалі (рис. 3). Координати початкової точки задаються або вказівкою точки на растрі, або введенням координати вузла в діалозі, якщо растрове зображення вже посаджено в системі координат.
В результаті на екрані буде відображенокалібрувальна сітка. Можна візуально оцінити спотворення растрового зображення.
Далі користувач в інтерактивному режимі послідовно вказує кожен вузол растрової сітки (вимірювану точку), а програма створює вектор трансформації вузла від реальної точки на калібрувальній сітці до виміряної точки на растровому зображенні (рис. 4).
У діалозі командиКалібруватипоказано таблицю з координатами вузлів сітки реальних і виміряних точок (рис. 5). Користувач може оцінити похибку калібрування, натиснувши відповідну кнопку на панелі діалогу. Після калібрування відповідні реальні та виміряні точки повинні збігтися, тим самим спотворення у відсканованому зображенні будуть усунені.
Калібрування по сітці та опорним точкам
Більш складним є випадок, коли не на всьому растровом зображенні присутня сітка і частина вузлів допоміжної сітки ні до чого прив'язувати. Щоб досягти максимального ефекту калібрування, необхідно створити опорні точки по межах растрового зображення. Інакше крапки на краях залишаться в тому ж положенні, а фрагмент растру з каліброваними вузлами спотворить все растрове зображення.
За допомогою допоміжних побудов необхідно отримати точки перетину габаритних прямих, які будуть використовуватися в процесі калібрування разом з опорною сіткою. Для побудови прямих можна використовувати крайні хрести сітки та провести векторні прямі через них. На рис. 6 ці лінії показані червоним кольором.
Потім порахувати загальну кількість осередків опорної сітки по горизонталі та вертикалі растрового зображення та створити калібрувальну сітку (рис. 7).
Зайві вузли калібрувальної сітки, аналогів яких немає на растровом зображенні, потрібно видалити, вибравши їх у діалозіКалібрування(рис. 8).
Далі в діалозіКалібруваннявибираємо всі вузли, що залишилися, і застосовуємо командуЗмінити точку. Послідовно вказуємо відповідні виміряні точки на растровому зображенні та точки перетину побудованих допоміжних ліній (рис. 9). Результат калібрування растру показано на рис. 10.
Зістикування фрагментів за допомогою команди Вирівняти
Відкалібровані фрагменти растрових зображень можна з'єднати в єдине растрове поле. Для стикування зручно використовувати командуВыравнять. Послідовність стикування наступна:
Відскановані растрові зображення можуть містити рамкове оформлення, яке можна приховати під час стикування фрагментів. Для цього застосовується командаКордон показуу Spotlight.
Стиковані растрові зображення можна зберегти у вигляді багатосторінкового геоTIFF-файлу. Крім растрового зображення, у файлі формату геоTIFF можуть зберігатися і додаткові дані про координати, вугілля та масштаб растрового зображення (рис. 12).
При відкритті такого файлу або при вставці (командаВставити існуючий растр) ці дані будуть зачитані і відповідно до них растр буде розміщений у документі. Якщо положення було змінено, при збереженні дані про положення будуть перезаписані. Цей формат підтримує багато картографічних програм. Використовуючи Spotlight, можна поєднати можливості багатосторінкового файлу TIFF та геоTIFF. Ви маєте можливість дописати в багатосторінковий TIFF-файл інформацію про положення, вугілля та масштаб кожної сторінки (рис. 13).
Стиковані фрагменти растрів можна «пошити» в єдине растрове зображення, вибравши їх і застосувавши командуНовий растр із вибраного. Але в деяких випадках зручно працювати ззістикованими, але не зшитими в єдиний растр фрагментами. Розтри, що не використовуються при поточній роботі, можна погасити, тим самим заощадивши ресурси комп'ютера і прискоривши обробку видимих ділянок. При виведенні на друк векторні межі растрових зображень не друкуватимуться.
З'єднання фрагментів за допомогою калібрування
Якщо для стикування фрагментів за допомогою командиВирівнятине вистачає точності, можна використовувати командуКалібрування.
Стикування необхідно виконати в наступній послідовності:
- растри повинні бути відскановані внахлест (мати спільні частини);
- за допомогою командиЗмінити розмірнеобхідно збільшити порожні поля для растру, який пристиковуватиметься (рис. 14), інакше після застосування командиКалібруваннярастр буде обрізаний по кордону;
- у властивостях растрових зображень можна встановити прозоре тло для зручності обробки;
- у діалозі командиКалібруваннянеобхідно задати таку кількість пар точок, яка необхідна для забезпечення точності стикування фрагментів (рис. 15).
Результат стикування растрових зображень показано на рис. 16.
Калібрування по опорних точках
У ряді випадків необхідно поєднати одне растрове зображення з іншим або накласти відскановане зображення на векторні об'єкти. Це завдання можна вирішити за допомогою калібрування по опорних точках. Для початку необхідно знайти загальні об'єкти на одному та іншому растрі або на растрі та векторній схемі (рис. 17). Як правило, це можуть бути кути будівель та перетину лінійних об'єктів. Потім у діалозіКалібруваннязадати пари точок у вигляді реальної точки на цільовому зображенні та виміряної точки на вихідному зображенні (відсканованому растрі).Кількість точок має забезпечити необхідну точність, яку необхідно отримати у результаті застосування команди. Ця кількість залежатиме від ступеня спотворень растрового зображення. Звичайно, чим точок більше, тим точніше вийде результат.
Порада.При великій кількості точок найзручніше спочатку задати всі реальні точки на цільовому зображенні, потім вибрати всі точки в діалозіКалібруванняі виконати командуЗмінити точку. У цьому випадку команда автоматично переходитиме до наступної реальної точки, відображатиме її на полі креслення і користувачеві достатньо буде лише курсором миші вказати відповідну їй виміряну точку на відсканованому растрі.
В результаті застосування командикалібруватизадані точки на обох растрах повинні збігтися (рис. 18). Якщо в результаті калібрування окремі ділянки растру не збігаються, можна скасувати результат, вказати додаткові точки на цій ділянці та заново провести калібрування.
Спотворене растрове зображення не дозволить отримати точний результат при векторизації його об'єктів або при гібридному редагуванні. Калібрування — зручний та потужний інструмент, що дозволяє усунути складні спотворення у відсканованому документі та ефективно використовувати відскановане зображення у подальшій роботі.