Программный комплекс автоматизации обработки изображений

Рисунок 2.18 - Открытая вкладка «Серое/размытое изображение»

9 Для выделения контура на загруженном изображении требуется выбрать алгоритм выделения в пункте меню «Выделение контура», либо на панели «Настройки» нажав кнопку с названием выбранного алгоритма. Результат выделения границ будет отображен на вкладке «Исходное/обработанное изображение» (рисунок 2.19).



Рисунок 2.19 - Результат выделения границ на изображении

10 Для сохранения обработанного изображения пользователю необходимо в меню «Файл» пункт «Сохранить». После нажатия на будет отображено окно «Сохранить изображение» (рисунок 2.20).

Рисунок 2.20 - Окно сохранения изображения

11 В появившемся окне пользователь выбирает место для сохранения файла, и задает название файла, после чего нажимает кнопку «Сохранить».

12 Пользователь может получить справку по работе с приложением при выборе соответствующего пункта главного меню окна приложения. При этом предоставляется справочный файл help.chm в виде гипертекстового документа. Он содержит общую информацию о предметной области, о формах приложения и комментарии по работе с ними. Использование данной справки позволит пользователю получить необходимую помощь в затруднительных ситуациях.

2.6 Результат работы ПК «Contour Detector», пример выделения границы на изображении в оттенках серого

Рассмотрим работу программы «Contour Detector» на конкретном примере. Мы запускаем программу, открывается главное окно с активной вкладкой «Исходное/обработанное изображение». Согласно инструкции пользователя загружаем изображение, преобразовываем к серому и делаем размытие изображения. Установим 2 прохода размытия (рисунок 2.21).

Рисунок 2.21 - Результат преобразования к серому и размытия изображения

В качестве алгоритма выделения грани выберем оператор Робертса. И посмотрим результат (рисунок 2.22).

Рисунок 2.22 - Результат работы оператора Робертса

После обработки, сохраним изображение на жесткий диск и откроем для просмотра (рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 - Обработанное изображение с выделенными контурами

3. Экономические расчеты

Программный продукт «Contour Detector» предназначен для автоматизации обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого.

Эффект от создания и внедрения проектируемого программного продукта определяется на основе сравнения с базовым вариантом. В качестве базового варианта принимается выполнение работ по обработке изображений, выделения границ и анализа работы традиционным неавтоматизированным способом.

Главным при разработке программного продукта является обеспечение максимальной экономической эффективности, т.е. производство программных продуктов с минимальными затратами труда и денежных средств.

Источники экономии при этом определяются по следующим направлениям:

– снижение трудоемкости;

– увеличение объемов и сокращение сроков обработки информации;

– повышение коэффициента использования вычислительной техники, средств подготовки и передачи информации;

– снижение трудоемкости работ программистов при решении прикладных задач.

3.1 Расчёт капитальных затрат на создание ПК для автоматизации обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого

Капиталовложения в создание ПК носят единовременный характер:

К=К₁+К₂+К_3, (3.1)

где К₁ - затраты на оборудование, грн.;

К₂ - затраты на лицензионные программные продукты, грн;

К₃ - затраты на создание ПО, грн.

Поскольку оборудование Lenovo m58 и Acer al1916w для создание ПК уже эксплуатируется, его остаточная стоимость равна 2000 грн. (К1=2000)

Для реализации ПО необходимы следующие лицензионные программные продукты:

– MS Visual Studio Express (0 грн), 1 шт.;

– Windows 7 Home Edition (700 грн), 1 шт.;

Получаем К₂ = 700 грн.

Затраты на создание ПМК находятся по формуле 3.2:

К₃ = З₁ + З₂ + З₃, (3.2)

где З₁ - затраты труда программистов-разработчиков, грн.;

З₂ - затраты компьютерного времени, грн.;

З₃ - косвенные (накладные) расходы, грн.

Затраты труда программистов-разработчиков найдем по формуле 3.3:

, (3.3)

где N_k - количество разработчиков k-й профессии, чел.;

r_k - часовая зарплата разработчика k-й профессии, грн.

K_зар - коэффициент начислений на фонд заработной платы, доли.

T_к - общая трудоемкость, ч

Принимаем N_k=1 человек.

Часовая зарплата разработчика определяется по формуле 3.4.

 (3.4)

где М_к - месячная зарплата k-го разработчика, грн.;

F^мес_k - месячный фонд времени его работы, час.

Принимаем:

М_k=2500 грн.; F^мес_k = 176 часов.

Тогда r_k = 2500/176 =14,20 грн./час.

Принимаем K_зар = 1,425.

Трудоёмкость разработки включает время выполнения работ, представленных в таблице 3.1.

Общая трудоемкость рассчитывается по формуле 3.5.

T_к = t_т.з. + t_э.п + t_т.п. + t_р.п + t_в, (3.5)

где t_т.з. - время на разработку технического задания, часов;

t_э.п - время на разработку эскизного проекта, часов;

t_т.п. - время на разработку технического проекта, часов;

t_р.п - время на разработку рабочего проекта, часов;

t_в - время на внедрение проекта, часов.

Тогда затраты труда разработчиков-программистов равны (формула 3.3):

З₁ = 1·14,20·590·1,425 = 11938,65 грн.

Таблица 3.1 - Длительность этапов работы

Этапы работ	Описание работ	Трудоемкость, часов
Техническое задание	Анализ и формализация требований к ПК для реализации алгоритмов обработки изображения.	80
Эскизный проект	Разработка алгоритма для автоматизации обработки изображения и выделения границ. На основе определенных функциональных требований разработки модели предметной области. Диаграммы классов и прецедентов	240
Технический проект	Разработка логической структуры проекта (состав программных модулей). Особенности реализации.	80
Этапы работ	Описание работ	Трудоемкость, часов
Рабочий проект	Корректировка и доработка программного обеспечения; разработка документации.	160
Внедрение	Разработка мероприятий по внедрению и сопровождению ПП	30
Итого:		590

Расчет затрат компьютерного времени выполним по формуле 3.6:

З₂ = С_к F_0, (3.6)

где С_к - стоимость компьютерного часа, грн.;

F₀ - затраты компьютерного времени на разработку программы, час.

Стоимость компьютерного часа вычисляется по формуле 3.7:

С_К= С_А + С_Э + С_ТО, (3.7)

где С_А - амортизационные отчисления, грн.;

С_Э - энергозатраты, грн.;

С_ТО - затраты на техобслуживание, грн.

Амортизационные отчисления найдем по формуле 3.8:

С_А= С_i N_Аi / F_годi, (3.8)

где С_i = 2000 - балансовая стоимость i-го оборудования, которое использовалось для создания ПМК, грн.

N_А - годовая норма амортизации i-го оборудования, доли.

F_год - годовой фонд времени работы i-го оборудования, час.

Принимаем:

N_А= 0,15; F_год = 2112 часов [23].

Из формулы 3.7 получим: С_А= 20000,15/2112 = 0,14 грн.

Энергозатраты найдем по формуле 3.9:

С_Э = Р_Э С_кВт, (3.9)

где Р_Э = 0,3 - расход электроэнергии, потребляемой компьютером, кВт/ч;

С_кВт = 0,95 - стоимость 1 кВт/ч электроэнергии, грн.

Тогда получим: С_Э = 0,30,95 = 0,28 грн.

Затраты на техобслуживание найдем по формуле 3.10:

С_ТО= r_ТО, (3.10)

где r_ТО - часовая зарплата работника обслуживающего оборудование, грн;

- периодичность обслуживания (формула 3.11).

Принимаем часовую зарплату работника, обслуживающего оборудование:

r_ТО = 1800/176 = 10,2 грн/час.

= N_то / F^мес, (3.11)

где N_то - количество обслуживаний оборудования в месяц;

F^мес - месячный фонд времени работы оборудования, час.

Принимаем N_то= 1; F^мес= 176 часов.

Тогда (формула 3.11): =1/176 = 0,0057.

Применяя формулу 3.10, получим:

С_ТО =10,2*0,0057 = 0,05 грн.

Тогда стоимость компьютерного часа равна:

С_К= 0,14 + 0,28 + 0,05 = 0,47 грн/час.

Таким образом, затраты компьютерного времени составят:

З₂ = 0,47590 = 277,3 грн.

Косвенные расходы З₃ определяются по формуле 3.12:

(3.12)

где С₁ - расходы на содержание помещений, грн.

С₂ - расходы на освещение, отопление, охрану и уборку помещения, грн.

C₃ - прочие расходы (стоимость различных материалов, используемых при разработке проектауслуги сторонних организаций и т.п.), грн.

Площадь помещения составляет 15 м². Принимаем стоимость аренды 1 м² помещения - 50 грн. Следовательно, стоимость помещения составляет: 1550= 750 грн./мес.

С₁ =7500,02 = 15 грн./мес - затраты на содержание помещений составляют 2% от стоимости здания;

С₂ =7500,004 = 3 грн./мес - расходы на освещение, отопление охрану и уборку помещений составляют 0,4% от стоимости здания.

C₃ = 20001 = 2000 - прочие расходы (стоимость различных материалов, используемых при разработке проекта, услуги сторонних организаций и т.п.) составляют 100% от стоимости вычислительной техники.

Тогда, используя формулу 3.12, получим: З₃ = 15+3+2000 = 2018 грн.

Таким образом, по формуле 3.2 рассчитаем затраты на создание ПК:

К₃ = 11938,65 + 277,3 + 2018 = 14233,95 грн.

Капитальные затраты на выполнение и реализацию ПК составят:

К = 2000 + 700 + 14233,95 = 16933,95 грн.

3.2 Расчет годовой экономии от автоматизации обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого

Годовая экономия от автоматизации обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого рассчитывается по формуле 3.13:

(3.13)

где t_i^p, t_i^a - трудоемкость выполнения i-й операции соответственно в ручном и автоматизированном варианте, час;

k_i^p, k_i^a - повторяемость выполнения i-й операции в ручном и автоматизированном вариантах в течении года, шт.;

C_p, C_a - часовая себестоимость выполнения операций в ручном и автоматизированном вариантах, грн.;

n - количество различных операций, выполнение которых автоматизируется.

Себестоимость выполнения операций в ручном варианте определяется по формуле 3.14:

C_p = C₁^p + C₂^p, (3.14)

где C₁^p - затраты на оплату труда персонала, грн.;

C₂^p - косвенные расходы, грн.

Затраты на оплату труда персонала найдем по формуле 3.15.

(3.15)

где N_k - количество работников k-й профессии, выполнявших работу до автоматизации, чел.;

r_k - часовая зарплата одного работника k-й профессии, грн.;

K_зар - коэффициент начислений на фонд заработной платы, доли;

k - число различных профессий, используемых в ручном варианте.

Часовая зарплата работника k-й профессии рассчитывается по формуле 3.16:

r_k = M_k/F_k^мес, (3.16)

где M_k - месячный оклад работника, грн.;

F_k^мес - месячный фонд времени работ работника, час.

Принимаем F_k^мес = 176 часов.

До автоматизации работу выполняли 1 человек, т.е. N _k= 1 чел.

Месячный оклад работника составляет: M_k=2500 грн.

Часовая зарплата составляет: r_k = 2500/176 = 14,20 грн/час.

Затраты на оплату труда персонала составляют:

C₁^p = 1·14,20·1,425=20,23 грн.

Косвенные расходы рассчитываются по формуле 3.17:

C₂^p = C₁ + C₂ + C₃ (3.17)

где С₁ - затраты на содержание помещений грн.;

С₂ - расходы на освещениеотопление охрану и уборку помещений грн.;

C₃ - прочие расходы.

Площадь помещения составляет 15 м². Принимаем стоимость аренды 1 м² помещения - 50 грн. Следовательно, стоимость помещения составляет: 1550= 750 грн./мес.

С₁ = 750·0,02 = 15 грн - затраты на содержание помещений составляют 2% от стоимости здания;

Расходы на освещениеотопление охрану и уборку помещений С₂ составляют 0,2-0,5% от стоимости помещения: С₂ = 750·0,004= 3 грн.

Прочие расходы C₃ составляют 100-120% от фонда заработной платы:

C₃=14,20 ·1,2= 17,04 грн.

Из формулы 3.17 получим косвенные расходы:

C₂^p = 15 + 3 + 17,04 = 35,04 грн.

Себестоимость выполнения операций обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого в ручном варианте по формуле 3.14 составит:

С_Р = 14,20 + 35,04 = 49,24 грн.

Расчет себестоимости выполнения операций обработки изображения для выделения границ на изображении в оттенках серого в автоматизированном варианте выполняется по формуле 3.18:

С_а = C₁^a + C₂^a + C₃^a, (3.18)

где C₁^a - затраты на оплату труда персонала, грн.;

C₂^a - стоимость компьютерного времени, грн.;

C₃^a - косвенные расходы, грн.

Затраты на оплату труда персонала найдем по формуле 3.19:

(3.19)

где N_p - количество работников p-й профессии, выполнявших работу после автоматизации, чел.;

r_p - часовая зарплата одного работника p-й профессии, грн.;

K_зар - коэффициент начислений на фонд заработной платы, доли;

p - число различных профессий, используемых в автоматизированном варианте.

Принимаем:

K_зар = 1,425.

Автоматизированную работу выполняет 1 человек, т.е. N _p= 1 чел.

Месячный оклад работника составляет: M_k=2500 грн.

Часовая зарплата составляет: r_k = 2500/176 = 14,20 грн/час.

Затраты на оплату труда персонала составляют:

C₁^а = 1·14,20·1,425=20,23 грн.

Стоимость компьютерного времени найдем по формуле 3.20.

С₂^а= С_А + С_Э + С_ТО, (3.20)

где С_А= 0,14 - амортизационные отчисления, грн.;

С_Э = 0,28 - энергозатраты, грн.;

С_ТО = 0,05 - затраты на техобслуживание, грн.

Таким образом, С₂^а = 0,14 + 0,28 + 0,05 = 0,47 грн.

Косвенные расходы С₃^а определяются по формуле 3.12:

С₃^а = 15 + 3 + 2000 = 2018 грн

Тогда по формуле 3.18: С_а = 20,23 + 0,47 + 2018= 2038,7 грн.

Себестоимость выполнения операций расчета и оптимизации процесса выделения границ в автоматизированном варианте больше чем в ручном варианте, так как для автоматизации используется компьютер.

Таблица 3.2 - Трудоемкость работы оператора при выполнении вручную и автоматически

	Наименование операций	Трудоемкость	Повторяемость (раз/год)
		Р	А	k
1	Загрузка изображения	0,55	0,005	5430
2	Преобразование к серому	0,5	0,01	5430
3	Выполнение алгоритма	0,115	0,003	5430
4	Анализ и сохранение изображения	0,45	0,02	5430

Годовую экономию от внедрения комплекса получим по формуле 3.13:

Э_г =11142,36 грн.

Выводы

1 Были изучен алгоритмы и методы выделения границ на изображении в оттенках серого.

2 На основании имеющихся методов выделения границ на изображении разработана математическая модель обработки изображений и выделения на них границ.

3 Сформулировано техническое задание, на создание программного комплекса автоматизации обработки изображений и выделения границ на в оттенках серого.

4 На основании использования UML разработана логическая модель программного продукта.

5 Разработан программный комплекс для выделения границ на изображении в оттенках серого.

В результате выполнения дипломной работы, поставленные цели и задачи были достигнуты.

Список литературы

1 Редактирование изображений - Википедия [Электронный ресурс]: Редактирование изображений. - Электрон дан. - Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Редактирование_изображений - Загл. с экрана.

2 Растровая графика - Википедия [Электронный ресурс]: Растровая графика. - Электрон дан. - Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/ Растровая_графика - Загл. с экрана.

3 Выделение границ - Википедия [Электронный ресурс]: Выделение границ. - Электрон дан. - Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Выделение_границ - Загл. с экрана.

4 Грузман И.С. «Цифровая обработка изображений в информационных системах. Учебное пособие»/ Грузман И.С. /. - Новосибисрк: Изд-во НГТУ, 2002. - 352 c.

5 Оператор Собеля - Википедия [Электронный ресурс]: Оператор Собеля. - Электрон дан. - Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Оператор_собеля - Загл. с экрана.

6 Поиск контуров на изображении/ Хабрахабр [Электронный ресурс]: Оператор Прюитт. - Электрон дан. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/114452/ - Загл. с экрана.

7 Оператор Кэнни - Википедия [Электронный ресурс]: Оператор Кэнни. - Электрон дан. - Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Оператор_ Кэнни - Загл. с экрана.

8 Обработка изображений и распознавание образов [Электронный ресурс]: Метод Лапласа. - Электрон дан. - Режим доступа: http://masters.donntu.edu.ua/2007/kita/gett/library/obrobotka.htm - Загл. с экрана.

9 Фильтрация изображений методом / Хабрахабр [Электронный ресурс]: Свертка ихображения. - Электрон дан. - Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/62738/ - Загл. с экрана.

10 Леоненков А. «Самоучитель UML 2» /А. Леоненков/. - С.: «БХВ Петербург», 2007 г. - 576 с.

11 Ларман, К. «Применение UML и шаблонов проектирования» / К. Ларман/. - М.: «Вильямс», 2002 г. - 624 с.

12 UML лекции [Электронный ресурс]: Диаграмма последовательности. - Электрон дан. - Режим доступа: http://cod.on.kg/uml/8-lektsiia-elementy-graficheskoi-notatsii-diagrammy-posledovatelnosti - Загл. с экрана.

13 Буч, Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения / Г. Буч/. - М.: «Конкорд», 1992 г. - 519 с.

14 Сойфер В.А. «Методы компьютерной обработки изображений» / В.А. Сойфер/. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2003 - 784 с.

15 Павлидис Т «Алгоритмы машинной графики и обработки изображений»/Т. Павлидис /, - Радио и Связь, 1986. -394 с.

16 Айсманн К.» Ретуширование и обработка изображений в Photoshop»/ К. Айсманн, У. Палмер/, - M: Вильямс, 2008. - 560 с.

17 Иванов Д. В «Алгоритмические основы растровой графики»/ А.А. Хропов, Е.П. Кузьмин, А.С. Карпов, В.С. Лемпицкий, Д.В. Иванов /, - БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 - 286 с.

18 Коналлен Д. «Разработка Web-приложений с использованием UML» /Д. Коналлен/. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. - 288 с.

19 Марка Д.А. «Методология структурного анализа и проектирования»/ Д.А. Марка, К. МакГоуэн /.-М.: «МетаТехнология», 1993. - 422 с.

20 Романычев Э.Т. «Инженерная и компьютерная графика -2-е.изд., перераб»/ Э.Т. Романычев / - М.:ДМК Пресс, 2001 - 592 с.

21 Методические указания к выполнению экономической части дипломных проектов студентами специальности «Компьютерные системы проектирования» / Сост. Скибина А.В., Подгора Е.А. - Краматорск: ДГМА, 1998. - 22 с.

автоматизация изображение программный обработка

Размещено на Allbest.ru