CC BY
66
УДК 622.35:004.932
В статтi розроблено та до^д-жено текстурно-фрактальний метод оцтки якостi поверхонь зраз-тв декоративно-облицювального природного каменю. Наведено вгдпо-вiднi методики контролю якостi цих зразтв, надано кшьтст характеристики отриманих результатiв
контроль якост1 поверхн1 декоративно-облицювального природного каменю на основ1
фрактально!
обробки в1део1нформаци
О.В. Дерев'янко
Старший викладач Кафедра геотехнолопй i промисловоТ екологп Житомирський державний технолопчний уыверситет 10005 УкраТна, м. Житомир, вул. Черняховского, 103 Контактний тел. (0412) 22-49-13 Факс: (0412) 24-14-22
Ю.О. Подчашинський
Кандидат техычних наук, доцент Кафедра автоматики i управлшня в техшчних системах Житомирський державний технолопчний уыверситет 10005 УкраТна, м. Житомир, вул. Черняховського, 103 Тел.: (0412) 37-84-82, 24-14-17 Факс: (0412) 24-14-22
e-mail:ju-p@ztu.edu.ua
1. Вступ
Природний камшь - щнний декоративно-обли-цювальний i оздоблювальний матерiал. На територii УкраТни сконцентрованi значнi запаси природного декоративно-облицювального каменю, як становлять понад 500 млн. м3.
Оцiнка якост декоративно-облицювального природного каменю полягае перш за все у визначеш його декоративностi [1, 2, 3]. За декоратившстю природний камiнь под^яють на 4 класи (з експертною оцiнкою в балах):
I. Високо декоративний (б^ьше 32 балiв);
II. Декоративш (23-32 бали);
III. Мало декоративш (15-23 бали);
IV. Недекоративш (менше 15 балiв).
Декоративнiсть каменю разом з експлуатацшними характеристиками якост е споживчою властивiстю, що визначае його щншсть, тобто споживчу варткть природного каменю, на пiдставi чого можна визначити обласп його ращонального використання.
Декоративнiсть природного каменю може бути до-сить повно ощнена такими параметрами: кольором, текстурою, структурою i фактурою обробленоТ по-верхш[3].
Кожен з цих параметрiв характеризуеться рядом ознак, що тдроздшяють на категорп i оцiнюють пев-ною юльюстю балiв. Ступiнь вагомостi кожноТ ознаки визначаеться шляхом опитування групи експерпв з наступним усередненням результапв опитування. Оцiнка ознак експертами формуеться методами орга-нолептичного аналiзу i iнструментальними методами
фiзико-хiмiчного аналiзу. Експерти повиннi мати до-статню компетенцiю в питаннях виробництва i за-стосування продукцii з декоративно-облицювального природного каменю.
Iснуючi методи оцiнки якосп та декоративностi природного каменю основаш на експертних оцiнках. Недолiком такого тдходу е значна частина ручноi пра-цi та можливiсть суб'ективних похибок в оцшках.
Iнтелектуальнi технологи аналiзу вiдеозображень [4, 5, 6] на виробництвi та при проведенш рiзнома-нiтних дослiджень дозволяють розробити i впрова-дити новi методи контролю якостi, бiльш складнi i бiльш точнi, в рiзнi галузi народного господарства. Це стосуеться i гiрничо-геологiчноi галузi, де iснуе необхщшсть контролю i класифiкацii структур i текстур поверхнi зразкiв та виробiв декоративно-обли-цювального природного каменю. Впровадження нових штелектуальних автоматизованих методiв контролю дозволяе вирiшити ряд задач, зокрема: зменшення частки людськоi пращ, зб^ьшення обсягiв виробленоi продукцii, зменшення витрат на процедуру контролю якоси, тдвищення точнiсть вимiрювань i контролю парметрiв продукцii.
Метою даноi роботи е визначення можливостей контролю i порiвняння зразкiв i виробiв декоративно-облицювального природного каменю за текстурою i структурою '¿х поверхнi. В основу дослвдження покла-дено використання фрактальних параметрiв вщеозо-браження поверхш природного каменю. Цi параметри визначають подiбнiсть певних частин вiдеозображення до всього вщеозображення або до шших його частин.
2. Параметри та методика оцшки якостi i декоративное« природного каменю
Одним з головних параметрiв, що характеризують декоративнiсть природного каменю, е текстура, тд якою варто розумiти прояв на поверхш виробу будови каменю, що дае шформащю про його походження. Текстура каменю характеризуеться: ступенем розвитку рисунку, ступенем прояву структури, просвiчуванiстю [1, 3].
Рисунок, що обумовлюе декоратившсть природного каменю, залежить вщ напрямку розпилювання каменю щодо орiентування мiнералiв. Декративнiсть природного каменю залежить вщ характеру сполучен-ня кольорiв, оригiнальностi, виразностi рисунку на рядi виробiв, а також вщ чiткостi виявлення рисунку при рiзних фактурах обробки поверхнi, що й обумовлюе принципи класифжащю облицювально-декора-тивного каменю за цiею ознакою.
Структура доповнюе рисунок поверхш каменю i формуе його. За щею ознакою облицювальш каменi пiдроздiляються на двi категорii: I - з декоративними структурами; II - з недекоративними структурами.
Просвiчуванiсть характеризуе здатшсть верхнього шару каменю частково пропускати свило, виявляючи при цьому внутршш рисунок i структуру. Найкращу просвiчуванiсть мають онiкси, гiпсовi каменi, кальци-фiри, бiлi мармури.
Ця властивкть залежить вiд чистоти мармуру i орiентацii в ньому оптичних осей кальциту. Камеш вивержених порiд, як правило, просвiчуванiстю не во-
лоджть. По просвiчуваностi природний камiнь класи-фiкуеться на три категорii.
Поряд з кольором i текстурою фактура лицьово' поверхнi каменю вiдiграе важливу роль при оцшщ його декоративность Фактура являе собою параметр, що визначаеться характером i висотою рельефу поверхш, отриманоi тсля вщповвдно' обробки. Дiючi ДСТУ на продукщю з декоративно-облицювального каменю передбачають ряд типових фактур ("скеля", точкова, термооброблена, оброблена ультразвуком, пиляна, шлiфована, лощена, полiрована).
Необхiдно враховувати, що фактура декоративно-облицювальних матерiалiв навиь з природного каменю одного i того ж виду може значно змiнювати характер облицювання. Фактури обробки рiзко мiняють як свилоту так i насиченiсть кольору каменю, рисунок на його поверхш. Ця властившть найчастше вико-ристаеться фахiвцями для оформлення полiрованих поверхонь темноколiрних дрiбнозернистих природних каменiв з вивержених порщ.
Власне оцiнка декоративност природного каменю складаеться з наступних етатв: пiдготовка зразкiв, попередня оцшка ознак декоративностi, облiк кори-гувальних ознак, встановлення класу декоративност каменю i складання експертного висновку про декоратившсть.
Вщповщно до затвердженоi в нормативних документах методики, зразки для оцшки декоративно-си природного каменю повиннi бути представлен прямокутними плитками розмiрами 400х250х10 мм, виготовленими на алмазно-дисковому верстать Зра-зок повинен бути виготовлений з полiрованою або лощеною фактурою. Для попередньоi оцшки декора-тивностi допускаеться виготовлення зразюв з керна у виглядi напiвцилiндрiв з мiнiмальними розмiрами по ширинi 90 мм, по довжиш 200 мм, або у виглядi дис-кiв з дiаметром (90...110) мм, товщиною 10 мм. Зразки виготовляють з проби в трьох взаемно перпендикуляр-них напрямках, по два зразки на кожний напрямок, що забезпечуе найб^ьш повну характеристику каменю. Мжмальна кiлькiсть зразкiв, по яких оцшюеться де-коративнiсть, повинна дорiвнювати шести [3].
Лицьова поверхня зразюв повинна бути полiрова-на, а для порщ, що не полiруються, лощена. Для одер-жання глянцю найвищого класу полiрування зразюв краще здiйснювати повстяними колами з використан-ням вiльних полiруючих речовин таких, як окис алю-мшш або окис олова. Окис хрому й шших кольорових порошюв допускаються пльки для полiрування зраз-юв щiльних вивержених порiд, а також чорно-«рих рiзновидiв каменю.
Для виконання попередньоi оцiнки ознак декора-тивносп встановлюеться категорiя по кожнiй з основ-них ознак декоративностi даного зразка: кольоровоси, насиченостi та свилои кольору, колiрнiй перевазi, однорiдностi та сполученню кольорiв, рисунку, структур^ просвiчуваностi, полiрованостi. Категорiя по кожнш з цих ознак декоративностi встановлюеться або органолептичним, або шструментальним методом аналiзу.
Далi роблять попередню оцшку декоративностi каменю по бальнш системi з роздiльною оцiнкою в балах кожного параметра декоративносп залежно вщ кате-горii, оцiнюючи вщповщним чином позитивнi ознаки.
Результат попередньо! ощнки по кожному параметру декоративност (кольору, текстурi, фактур^ уточ-нюеться шляхом введення вщповвдних коригувальних коефiцieнтiв, що враховують вплив негативних ознак. Для цього сумарна бальна ощнка по кожному параметру декоративное^ множиться на вщповщш цьому параметру коефвденти коректування.
Шдсумкова оцiнка декоративностi каменю (у балах) з урахуванням коригувальних коефвденпв виз-начаеться по формулi [3]:
А=(Щ)-(К1Ц...КЦ )+£ т)(кт ...К)+Ф(кф ...Кф),
де А - рiвень декоративности,
£Ц - сумарна оцiнка декоративносп за ознаками кольору,
КЦ ...К^Ц - коригувальш коефiцiенти ознак кольо-
ру,
£Т - сумарна оцiнка декоративностi за ознаками текстури,
К ...К^ - коригувальш коефвденти ознак тексту-
ри,
Ф - ощнка декоративност за ознаками фактури;
КЦ - коригувальнi коефвденти ознаки фак-
тури.
Пiдсумковий результат округляеться до щлого числа. Ощнка декоративност виконуеться для кожного зразка окремо, тсля чого визначаеться середне ариф-метичне в цiлому для даного типу природного каменю.
3. Основш пщходи до опису та визначення тектури природного каменю
Одним iз головних параметрiв, якi характеризуют декоративнiсть природного каменю при контролi якостi поверхнi, е текстура. Текстура вщображае такi властивостi вщеозображення поверхнi природного каменю [7, 8]:
1) на поверхш можна знайти базовий фрагмент, рисунок якого регулярно повторюеться в межах области що значно б^ьша за розмiри базового фрагменту;
2) рисунок утворюеться елементарними складови-ми частинами базового фрагменту, що мають приблиз-но однакову форму для всш поверхнi.
Текстура повинна вважатися дворiвневою структурою. Тобто, вона являе собою просторову оргашзащю (вищий рiвень) базових фрагментiв, якi самi мають випадковий аспект (нижчий рiвень).
В процеа цифрово! обробки вiдеозображень поверхш декоративно-облицювального природного каменю потрiбно визначити п кiлькiснi ознаки текстури поверхш, яю використовуються для контролю i при-ймання промислово! продукцп. Також потрiбно ви-конати класифжащю цього каменю у вщповщносп iз загальноприйнятими пiдходами в прничо-геолопчнш та будiвельнiй галузях.
Основною шту'!тивно зрозумiлою ознакою текстури е розмiр зерна цiеi текстури (розмiр структурних елементiв текстури). Вiдомi таю методи визначення юльюсних ознак текстур [7, 8]:
1. Обчислення двовимiрного дискретного пере-творення Фур'е для вщеозображення в цiлому або для обласп вiдеозображення з однорiдною текстурою. Так як розмiр структурних елеменпв текстури пропорцiен
перiоду коливань функцп, що описуе яскравiсть та колiр точок цифрового вiдеозображення, то значення ввдповвдних гармонiк двовимiрного спектра е юльюс-ною мiрою текстури поверхш.
2. Обчислення просторово! автокореляцiйноi функцп ввдеозображення:
j+W k+W
I I Y(m,n)Y(m -е,п -Т|)
к(£,п,^к)=k+w-
I I Пт,п) ,
т=j-W n=k-W
де автокореляцiйна функщя К(.) обчислюеться у вiкнi розмiром (2W+1)x(2W+1) для кожно! точки вщеозо-браження Y(m, п) при значеннях зсуву е, п = 0, ±1, ±2, ... , ±Т. Розмiр зерна текстури пропорцiен ширит автоко-реляцiйноi функцiя, що i е кiлькiсною мiрою текстури поверхш.
3. Визначення юлькосп перепадiв яскравосп в око-лицi точки вщеозображення i обчислення ознаки:
1 k+w
Я(и'¥) = (жШ Ъ Ъ Е(т'п),
(/W + !) m=j-Wn=k-W
де Е(т, п) - контурний препарат, отриманий в результата видшення контурiв на початковому вщеозображенш. Зрозумiло, що кшьюсть перепадiв яскравостi залежить вiд розмiру структурних елементiв текстури i може бути кшьюсною мiрою текстури поверхш.
4. Обчислення пстограми довжин серш, тобто юль-костi однакових дискретних точок вщеозображення, що розташованi одна за одною в певному напрямку. Довжина серп залежить вщ розмiру структурних еле-ментiв текстури i може бути кiлькiсною мiрою текстури деяко! поверхнi.
5. Опис текстури поверхш на основi фракталiв, що е загально новим ефективним тдходом до визначення структур i текстур поверхонь природного походження.
Всi перерахованi методи можуть бути використаш для теоретичного опису i аналiзу текстур поверхонь природного походження. Але, в даному випадку по-трiбно сформувати юльюсш показники, якi вщпо-вiдають метролопчнш сутi задачi, що вирiшуеться, i якi можна використовувати в умовах виробництва продукцп з природного каменю. Щ показники повиннi мати простий i однозначний зв'язок з характеристиками текстури i структури поверхш каменю, яю використовуються в прничо-геолопчнш i будiвельнiй галузях [1]. Для визначення таких характеристик повинна використовуватися, по можливосп, менша юльюсть обчислювальних операцiй в цифровш ЕОМ, що важ-ливо при масовому контролi промислово! продукцп.
З ще! точки зору методи 1, 2 i 5 досить складш в планi реалiзацii обчислень. Методи 1, 2 i 3 не при-зводять до безпосереднього визначення юльюсних значень загальноприйнятих характеристик текстури i структури поверхш облицювального каменю. Методи 3 i 4 залежать вiд впливу шумiв, що наявнi на ввдеозо-браженнях.
Тому пропонуеться для визначення та порiвняння структури i текстури поверхш облицювального каменю використовувати геометричш характеристики структурних елеменпв цiеi поверхш (лшшш розмiри i площа цих елеменпв, !х взаемне розташування, кут орiентацii на площинi, тощо), а також фрактальш па-
раметри як штегральнии показник якост1 текстури поверхш декоративно-облицювального природного ка-меню. Для отримання к1льк1сних показниюв текстури потр1бно обчислити пстограму для кожно! з вказаних геометричних характеристик в межах всього вщеозо-браження або деяко! област вщеозображення, що мае однорщну текстуру. Детально питання вим1рювань геометричних хараткеристик структурних елемент1в поверхш декоративно-облицювального природного каменю дослвджено в [9, 10].
Для вид1лення на вщеозображення структурних елемент1в текстури потр1бно виконати сегментащю цього вщеозображення [6, 7]. Поверхня каменю може бути ахроматичною або мати деяке кольорове забарв-лення. В першому випадку дощльно використовувати сегментащю вщеозображення по яскравост1, в другому випадку - по кольоровим ознакам структурних елемент1в.
4. Використання фрактальних параметр1в для ощн-ки якост1 поверхш природного каменю
Для виршення задач, пов'язаних з цифровою об-робкою вщеозображень текстур, особливо перспек-тивними е фрактальш методи [11, 12, 13, 14]. В основ1 фрактал1в лежить об'еднуюче поняття - самопод1б-шсть. Самопод1бшсть, або швар1ант1сть при зм1ш мас-штаб1в або розм1р1в, властива багатьом природним обектам 1 явищам у навколишньому середовишд.
Фрактальш властивост1 об'ект1в, що м1стяться на вщеозображенш, можуть бути ощнеш за допомогою !х фрактально! розм1рност1 D. Фракталом називаеть-ся множина, розм1ршсть Хаусдорфа-Безиковича яко! строго б1льше Иого тополопчно! розм1рность Фрак-тальна розм1ршсть (розм1ршсть Хаусдорфа-Безикови-ча) суттево в1др1зняеться вщ тополопчно! розм1рност1 Dт 1 для об'ект1в, що мають фрактальш властивост1, е дробною величиною [11, 13].
Визначення фрактально! розм1рност1 включае поняття м1ри Md, що характеризуе вщстань м1ж точками деяко! множини точок О та взаемне розташування цих точок в просторь В даному випадку <1 - це розм1ршсть м1ри М<, що при виконанш певних умов дор1внюе фрактальнш розм1рност1 D об'екта, якиИ дослщжу-еться 1 якиИ складаеться з множини точок О. Щ умови визначаються з р1вняння:
;а \0 при d > D,
~ при d < D, (1)
Md =y (d)N(S)Sd
де у - коефiцieнт, що враховуе геометричну форму просторово! фiгури, за допомогою яко! покриваеться множина точок Q (для квадратiв i кубiв у = 1),
N - юльюсть квадратiв або кубiв, якi повшстю по-кривають множину Q,
8- довжина ребра цих квадрапв або ^6iB. Для розробки обчислювальних алгоритмiв фрактально! розмiрностi використовують той факт, що при 8 ^ 0, з формули (1) випливае залежшсть: 1
N(S)~ ^ ,
або в логарифмiчнiй формi
lg(N(S)) = aDlg(S), (2)
де а - коефiцiент пропорцiйностi.
Вщповщно до формули (2) будують графж залеж-ностi lg(N(8)) вiд lg(S) i по ньому визначають фрак-тальну розмiрнiсть D.
Для ввдеозображень, що мiстять вимiрювальну ш-формащю фрактальна розмiрнiсть може визначена за двома варiантами:
- фрактальна розмiрнiсть функцп яскравостi точок вiдеозображення, що розташована в тривимiрному просторi (двi координати x i y - це координати в пло-щиш вiдеозображення, третя координата B - яскра-вiсть або амплiтуда вщеосигналу) i мае значення в iнтервалi 2 < D < 3 ;
- фрактальна розмiрнiсть контурiв структурних елементiв вiдеозображення, що розташоваш в пло-щинi вiдеозображення (в двовимiрному простору), в даному випадку 1 < D < 2 .
Розроблено методику ощнки якосп поверхнi де-коративно-облицювального природного каменю на основi формування та обробки вимiрювальноi вщеош-формацп з визначенням фрактально! розмiрностi. Ця методика включае таю кроки:
1. Формування зображення поверхш декоратив-но-облицювального природного каменю. Для фор-мування вщеозображень поверхш каменю, дощльно використовувати стандартш пристро! формування вiдеозображень (сканер, цифровий фотоапарат або цифрова вщеокамера), звертаючи увагу на технiчнi характеристики цих пристро!в, суттевi для отримання необхщно! вимiрювальноi вiдеоiнформацii.
2. Введення цифрового ввдеозображення в комп'ю-тер за допомогою штерфейсу або пристрою, який забезпечуе введення цифрового вщеозображення в комп'ютер .
3. Перетворення початкового зображення в формат, прийнятний для цифровой обробки програмними за-собами.
4. Перетворення початкового зображення в рiзнi кольоровi простори.
5. Визначення юльюсних i якiсних характеристик (груп показниюв) для кожно! кольорово! схеми.
6. Обробка результатiв обчислень.
7. Класифжащя зразкiв та ощнка !х якостi.
Дана методика передбачае наявшсть зображень зразкiв природного каменю, як визначенi експертами як еталонш.
Обробка вiдеозображень !х поверхнi дае показ-ники, якi використовуються при порiвняннi i класи-фiкацii зразюв природного каменю з рiзних дшянок родовища.
Фрактальна розмiрнiсть для двохвимiрного простору обчислюеться в середовишд FracLab за допомогою вбудовано! функцп Box Dimension. Дана функцiя показуе iмовiрнiсть знаходження точки контуру об'екта в найменшш клiтинi площини (розмiр дискретно! точки вiдеозображення). Результат виконання функцп - числове значення в дiапазонi вщ 1 до 2, що вщ-повщае фрактальнiй розмiрностi конкретного зразка природного каменю.
Фрактальна розмiрнiсть для трьохвимiрного простору також обчислюеться в середовищд FracLab за допомогою функцп Regularization Dimension, що показуе iмовiрнiсть знаходження значення висоти (амплиуди вiдеосигналу) в найменшому кубi простору (вщповщ-но до розмiру дискретно! точки вщеозображення).
Результат виконання функцii - числове значення в дiапазонi вiд 2 до 3, що вщповщае фрактальнш розмiр-ностi конкретного зразка природного каменю.
Класифшащя зразшв вiдбуваeться наступним чином: визначаються значення фрактальних p03MipH0-стей D0j. для еталонного зразка j -го виду природного каменю, поим знаходиться порогове значення фрактально! розмiрностi для найближчих видiв природного каменю:
D = D0m + D0l \ 2
Далi визначаеться дiапазон значень е, який харак-терний для певного виду природного каменю. Якщо числове значення фрактально! розмiрностi дослщжу-ваного i -го зразка D. задовольняе умовi: jD^ -D0j.| <е , то даний зразок вщносять до цього виду природного каменю. Варто зазначити, що величина £ також повинна вщповщати умовк е << |Dn -D0j.|.
Загальна класифiкацiя зразка вiдбуваeться за су-марним значенням в«х показникiв i в залежност вiд значень е може вщбуватися з бiльшою або меншою точнiстю.
5. Еспериментальнi дослiдження фрактально! розмiрностi зразкiв природного каменю
Практична перевiрка розроблено! методики була виконана на прикладi трьох видiв природного каменю, кожен з яких був представлений чотирма зразками i еталонним зразком. Представлен зразки були вщь браш з рiзних дiлянок родовищ з урахуванням деяких 1х вщмшностей в кольорових ознаках, наявностi i величинi вкраплень, геометричним вiдмiнностям в рисунках. Зразки, використаш для дослщжень, пред-ставленi в табл. 1.
Таблиця 1
Фрагменти вщеозображень зразюв природного каменю з родовищ ЖитомирськоТ областi для обчислень фрактальноТ розмiрностi
Вид природного каменю j № зразка i
1 2 3 4
1. Корнин-ський грашт Щ щ
2. Омеляшв-ський грашт ш
3. Покостов-ський грано-дюр1т а ;fd 1л*; ^^ ' lt. % . v, ¿А KiW. %% ж г ä
е ахроматичною i достатньо дослщжувати функцiю яскравостi, iнакше для хроматичних поверхонь по-трiбно розглядати 3 функцп у вiдповiдностi до одше1 з стандартних колориметричних систем.
Для вiдеозображень поверхнi декоративно-обли-цювального природного каменю були побудоваш гра-фiки залежностей ^(N(5)) вщ ^(5) (точки i крива на рис. 2) i по них визначалась фрактальна розмiрнiсть D шляхом лшшно1 апроксимацп за методом найменших квадратiв (прями лiнiя на рис. 2). Також розглядався варiант обчислення фрактально! розмiрностi функцп яскравостi при меншому розмiрi в дискретних точках цифрового вщеозображення та варiант обчислення фрактально! розмiрностi контурiв структурних еле-ментiв цифрового вiдеозображення.
Рис. 1. Приклад функцп яскравост вiдеозображення поверхш природного каменю
Взначення фрактально! розмiрностi за експеримен-тальними даними для дво- i тривимiрного простору на ведено на рис 2. Результати розрахунку фрактально! розмiрностi для двовимiрного простору наведено в таблиц 2, для тривимiрного простору - в таблиц 3.
Таблиця 2
Фрактальна розмiрнiсть зразкiв декоративно-облицювального природного каменю для двовимiрного простору (контури структурних елементiв вщеозображення поверхнi)
Розглянемо приклад визначення фрактально! розмiрностi вiдеозображення, що мiстить поверхню зразкiв або виробiв з природного каменю. Функщя яскравостi такого вщеозображення наведена на рис. 1. Зауважимо, що в даному прикладi поверхня каменю
Вид природного каменю j № зразка i Значення фрактально! розмшрносл Dij
Еталон 1,78
1 1,77
1 2 1,78
3 1,76
4 1,78
Еталон 1,79
1 1,78
2 2 1,79
3 1,77
4 1,78
Еталон 1,77
1 1,78
3 2 1,77
3 1,76
4 1,79
Таблиця 3
Фрактальна po3MipHicTb зразмв декоративно-облицювального природного каменю для тривимiрного простору (координати в площинi вщеозображення та амплiтуда вiдеосигнвлу для каналiв кольоровоТ схеми RGB)
Вид природного каменю j № зразка i Значення фрактально! розмiрностi Dij
R G B
1 Еталон 2,48 2,52 2,52
1 2,49 2,51 2,51
2 2,44 2,50 2,52
3 2,48 2,49 2,50
2 4 2,50 2,52 2,52
Еталон 2,62 2,78 2,85
1 2,62 2,80 2,86
2 2,72 2,82 2,87
3 2,67 2,80 2,86
3 4 2,67 2,78 2,85
Еталон 2,69 2,72 2,72
1 2,71 2,73 2,74
2 2,69 2,72 2,7
3 2,69 2,72 2,72
4 2,7 2,73 2,74
а)
-3 ■3.5 ■4 Estimated Regularization Dimension = 2.48 Corr Coeff: 0.Э8 MaxErr/Amplitude: 17%
-5 -0
5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
б)
Рис. 2. Визначення фрактальноТ розмiрностi вiдеозображень зразкiв природного каменю для дво- (а) та тривимiрного (б) простору (по горизонталi — ^(8) , по вертикалi lg(N(8)) .
Для зразкiв, що використовувались в роботi, зна-чення зразкiв одного типу природного каменю подiбнi (знаходяться в деякому дiапазонi значень), i значно вiдрiзняються вiд значень для шших типiв каменю (знаходяться в шшому дiапазонi значень, який вiдрiз-няеться вiд попереднього).
Зокрема для значень фрактально! розмiрностi для трьохвимiрного простору (зелений канал G ввдеозо-браження) пороговi значення мiж першим i другим типом каменiв
2,52 + 2,78
^12 =-2-= 2,65 ,
мiж другим i третiм типом 2,78 + 2,72
=-2-= 2,75 ,
мiж першим i третiм типом п 2,52 + 2,72
=-2-= 2,62 .
Виходячи iз значень таблиц 3, можна прийняти £ = 0,05.
Аналiзуючи результати експериментальних дослiд-жень, можна зробити висновок, що для задач контролю якостi поверхнi та класифшаци зразкiв i виробiв з природного каменюдощльно використовувати фракталь-ну розмiрнiстьвiдеозображень, обчислену для триви-мiрного простору.
Отриманi результати дослвджень показують, що розроблена методика дае можливiсть отримати кшь-кiснi характеристики, яю можуть використовуватися для ощнки якостi i класифiкацii декоративно-облицю-вального природного каменю.
7. Висновки
В стати розроблено та дослвджено текстурно-фрак-тальний метод обробки вщеозображень поверхонь зразкiв декоративно-облицювального природного каменю. Наведено вщповщш методики контролю якосп цих зразкiв, надано юльюсш характеристики отрима-них результаив.
Отриманi результати цiлком вiдповiдають рiвню практичних вимог до процедури контролю поверхш зразкiв i виробiв з декоративно-облицювального природного каменю i можуть бути використаш в прничо-геологiчнiй та будiвельнiй галузях для автоматизацп виробничих процесiв i для вдосконалення технологш видобування природного каменю.
Показники фрактально! розмiрностi вщеозобра-жень поверхнi природного каменю дозволяють кон-тролювати якiсть сировини з родовищ природного каменю, а також контролювати яюсть поверхнi будь вельних виробiв з природного каменю в процес ви-готовлення. Щ показники можуть бути застосоваш на таких етапах технологiчного циклу:
- ощнка якостi сировини родовищ природного каменю;
- розробка та удосконалення технолопчних опера-цш видобування декоративно-облицювального природного каменю;
- виготовлення будiвельних виробiв з природного каменю та обробка поверхш цих виробiв;
- контроль якосп при прийманш готово! продукцп з природного каменю.
Лиература.
1. Бакка Н.Т., Ильченко И.В. Облицовочный камень. Геолого-промышленная и технологическая оценка месторождений. Справочник. - М: Недра, 1992. - 303 с.
2. Добыча и обработка природного камня: Справочник / Под ред. А.Г. Смирнова. - М.: Недра, 1990. - 445 с.
3. Бакка М.Т., Кузьменко О.Х., Сачков Л.С. Видобування природного каменю: Ч. I. Геолого-промислова i технолопчна оцшка родовищ природного каменю: Навч. поабник. - К.: 1СДО, 1993. - 352 с.
4. Грузман И.С., Киричук В.С., Косых В.П. и др. Цифровая обработка изображений в информационных системах: Учебное пособие. - Новосибирск: Издательство НГТУ, 2000. - 168 с.
5. Бутаков Е.А., Островский В.И., Фадеев И.Л. Обработка изображений на ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1988. - 240 с.
6. Фурман Я.А., Юрьев А.Н., Яншин В.В. Цифрове методы обработки и распознавания бинарных изображений. - Красноярск: Издательствово Красноярского университета, 1992. - 248 с.
7. Гонсалес Р. Вудс Р. Цифровая обработка изображений. - М.: Техносфера, 2006. - 1072 с.
8. Претт У. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 792 с.
9. Криворучко А.А., Купкин Е.С., Подчашинский Ю.А., Ремезова Е.А. Изучение структуры природного камня с целью усовершенствования технологии его добычи // Добыча, обработка и применение природного камня: Сборник научных трудов. - Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет, 2005. - С. 112 - 120.
10. Криворучко А.О., Подчашинський Ю.О., Ремезова О.О. Дослщження просторового розподшу рудно! мшерал1заци в масивах габро засобами шформацшно-комп'ютерно! обробки вщеозображень поверхш зразгав порщ // Геошофрматика. - 2006. - № 3. - С. 76 - 80.
11. Морозов А.Д. Введение в теорию фракталов. М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 160 с.
12. Кроновер Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории. - М.: Постмаркет, 2000. - 325 с.
13. Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 254 с.
14. Потапов А.А., Булавкин В.В., Герман В.А., В'ячеславова О.Ф. Исследование микрорельефа обработанных поверхностей с помощью фрактальных сигнатур // Журнал технической физики. - 2006. - № 6. - С. 28 - 45.
