Введение к работе
Актуальность темы В настоящее время отчетливо видна тенденция увеличения роли информационных технологий в различных областях проектирования и производства Расширение сферы применения цифровых технологий, рост числа областей их применения повлекли за собой неизбежный рост объема обрабатываемой информации. Актуальным становится вопрос о способах, средствах хранения и поиска постоянно увеличивающегося объема графических данных систем автоматизированного проектирования (САПР)
Экстенсивный путь решения данной проблемы заключается в более подробном критериальном экспертном описании изображения Однако предел в данном пути по большей части достигнут Экспертная оценка большого количества технических изображений предъявляет повышенные требования как к квалификации эксперта и последующих пользователей архивов, так и к объемам затрачиваемого времени
Другой путь решения поставленной проблемы основывается не на средствах обработки информации, а на способе ее представления Следуя этому пути, мы сможем сэкономить физическую память, машинное время, обеспечить достаточно высокую релевантность поиска и, как следствие, получить экономический эффект
Одной из множества областей информационных технологий, имеющих дело с большими объемами графической информации, являются архивы технической документации
По способу представления данных в машинной памяти различают растровые и векторные представления графических документов Анализ существующих в настоящее время архивных систем показал, что большинство из архивных систем, в отличие от САПР, используют растровую модель данных Ее главным достоинством является простота По сравнению с ней более сложная векторная модель требует меньшего объема машинной памяти, увеличивает скорость работы, а также обеспечивает большую точность представления пространственных данных Однако растровую модель гораздо проще представить и описать в виде двумерной функции, что и обусловливает ее использование в данной работе
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определяется необходимостью создания таких алгоритмов описания функций, представляющих собой растровые объекты, и являющихся техническими схемами и чертежами, которые бы обеспечивали высокую точность и скорость описания, а также последующего анализа
Диссертационная работа выполнена в соответствии с государственной бюджетной научно-исследовательской работой 04 04 «Интеллектуализация процессов моделирования и оптимизации в автоматизированных информационных системах» в рамках одного из основных направлений
Воронежского государственного технического университета «САПР и системы автоматизации производства».
Цель и задачи исследования Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов, способов и программного комплекса, обеспечивающих оптимальное представление растровых документов САПР в архивной системе, обеспечивающих при этом эффективный поиск при дальнейшей работе с ними
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи
разработать алгоритм в 5аимодействия разрабатываемой системы с уже существующими САПР;
разработать алгоритм представления исходного документа в специальном виде, представляющим собой бинарное растровое изображение с толщиной линий в один пиксель,
разработать алгоритмы приведения растрового изображения к дискретному виду с малыми зонами локальных всплесков информационных составляющих,
построить математическую модель представления характеристики растрового изображения,
разработать алгоритм характеризации изображения, заключающийся в разложения двумерной функции по заданному базису,
разработать алгоритм вычисления степени подобия документов, являющихся результатами работы алгоритма представления изображений,
произвести разработку программного комплекса, реализующего предложенные алгоритмы и методы
Методы исследования При выполнении работы использовались основные методы вейвлет-анализа, элементы теории множеств и методы вычислительной математики, а также основные положения теории вероятности
Научная новизна В диссертации получены следующие основные резз'льтаты, характеризующиеся научной новизной-
алгоритм взаимодействия разрабатываемой системы с уже существующими САПР,
математическая модель представления характеристики растрового изображения,
алгоритм разложения двумерной функции, являющейся характеристикой технического изображения, по заданному базису,
алгоритм вычисления степени подобия документов, являющихся результатами работы алгоритма представления изображений, являющихся-техническими схемами или чертежами;
алгоритм определения локальной и глобальной регулярности функции при помощи вейвлет-анализа
Практическая значимость и результаты внедрения. Разработанные алгоритмы структуризации графических объектов позволяют создавать
электронные архивы графических компонент технической документации систем автоматизированного проектирования Сферой применения данных алгоритмов являются как любые САПР, использующие проектную документацию, так и любые другие отрасли промышленности и науки, в которых большое значение имеет задача представления и поиска компонент графического представления различного рода линейных объектов
На основании разработанных в диссертационной работе алгоритмов создан программный комплекс, реализующий скелетонизацию, взаимодействие с САПР, а также разработанный в третьей главе алгоритм вычисления характеристики двумерной функции, представляющей собой графическое изображение технической схемы или чертежа
Основные теоретические и практические результаты работы в виде программного комплекса внедрены и используются в ООО «ПромЖилПроект», а также внедрены в учебный процесс кафедры «Системы автоматизированного проектирования и информационные системы» Воронежского государственного технического университета для студентов специальности 220300 «Системы автоматизации проектирования»
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (Орел, 2004), динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем (Чебоксары, 2007), XIV Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика» (Санкт-Петербург, 2007), ежегодные научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава, научных работников, студентов и аспирантов Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2004-2007) и научно-методические семинары кафедры систем автоматизированного проектирования и информационных систем (Воронеж, 2004-2007)
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 - издании, рекомендованном ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат, в [3] применение методов вейвлет-анализа для получения характеристики растрового изображения, в [4] анализ возможности использования веивлетов как инструмента оценки дискретных двумерных функций
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 116 наименований, двух приложений Основная часть работы изложена на 125 страницах, содержит 16 рисунков и 10 таблиц
Похожие диссертации на Разработка моделей, алгоритмов анализа и поиска графических данных архивов технической документации САПР
