Vol.7, No 1, 2008 pp. 27 - 34
UDC 62-52:004.932
CLOSED-LOOP CONTROL OF SEGMENTED IMAGE
QUALITY
FOR IMPROVEMENT OF DIGITAL IMAGE PROCESSING
Danijela Ristić-Durrant, Axel Gräser
Institute of Automation, University of Bremen, Otto-Hahn-Allee NW1,
D-28359 Bremen, Germany,
{ristic,ag}@iat.uni-bremen.de
Abstract. In this paper the novel idea of including feedback control
at the image segmentation level to overcome the problems of traditional
digital image processing is presented. The main idea behind this is that
the introduced closed-loop drives the current quality of the binary-segmented
image to the desired quality, in order to provide the reliable binary image
input to the higher processing levels. The conditions that a measure of
image quality should satisfy to be used as the controlled variable in a
closed-loop are discussed. The two-dimensional entropy of segmented pixels
is proposed as a novel measure of the quality of a binary-segmented image
that can be used as the feedback variable in the closed-loop control of
image segmentation. Besides the input-output selection, both the selection
of control structure and feedback control design are considered. The emphasis
is on the specific features of image processing that make closed-loop control
in this technology different from conventional industrial control. The
benefit of feedback control in image processing is illustrated by its successful
application to two real-word applications: object recognition in service
robotics and corner detection in industrial images for ship welding.
Key Words: feedback control in image processing, image segmentation,
industrial and service robotics image processing applications.
UPRAVLJANJE KVALITETOM SEGMENTIRANE SLIKE
U SISTEMU
SA ZATVORENOM POVRATNOM SPREGOM U CILJU POBOLJŠANJA DIGITALNE OBRADE SLIKE
U ovom radu je prezentovana nova ideja uvodjenja upravljanja sa zatvorenom
povratnom spregom na nivou segmentacije slike u cilju prevazilaženja problema
tradicionalne digitalne obrade slike u otvorenoj sprezi. Cilj upravljanja
u povratnoj sprezi je dostizanje željenog kvaliteta segmentirane slike,
tj. obezbedjivanje pouzdanog ulaza u više nivoe sistema obrade slike.
U radu se razmatraju uslovi koje mera kvaliteta slike mora da zadovolji
da bi se koristila kao upravljana promenljiva u povratnoj sprezi. Dvodimenzionalna
entropija segmentiranih piksela se predlaže kao nova mera kvaliteta binarne
segmentirane slike koja se može koristiti kao izlazna promenjiva u sistemu
automatskog upravljanja segmentacijom slike. Pored selekcije ulaznih i
izlaznih veličina, u radu se takodje razmatra i izbor upravljačke strukture
kao i projektovanje upravljanja u zatvorenoj povratnoj sprezi. Naglasak
je na specifičnostima procesa digitalne obrade slike koje čine sistem
upravljanja sa povratnom spregom u ovoj tehnologiji različitim od konvencionalnog
industrijskog sistema upravljanja. Korist od upravljanja u povratnoj sprezi
u obradi slike se ilustruje prezentacijom dve “real-world” aplikacije:
prepoznavanje objekata u servisnoj robotici i detekcija uglova u industrijskim
slikama procesa zavarivanja u brodogradnji.
Ključne reči: upravljanje sa zatvorenom povratnom spregom
u digitalnoj obradi slike, segmentacija slike, digitalna obrada slike u
servisnoj robotici i u industrijskim aplikacijama
