5. KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PRZETWARZANIA OBRAZU

5. KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PRZETWARZANIA
OBRAZU
Etap przetwarzania informacji obrazowej - to dotychczas najmniej oprzyrz¹dowany etap pracy eksperta. Niedostatek mo¿liwoœci stwarzanych przez fotograficzne techniki przetwarzania obrazu potrafi oceniæ tylko ten, kto straci³ wiele godzin, dni i miesiêcy w ciemni fotograficznej, by uzyskaæ okreœlony efekt koñcowy gwoli ukazania ostatecznemu odbiorcy fotogramu tego, co „w naturze” ogl¹da³o
oko eksperta. Rozwój sprzêtu i programów komputerowych [w ci¹gu ostatnich kilku lat!] doprowadzi³ do tego, i¿ ju¿ dziœ tradycyjna mokra obróbka fotochemiczna
œwiat³oczu³ych materia³ów srebrowych mo¿e byæ w wiêkszoœci przypadków zast¹piona komputerowym przetwarzaniem obrazu.
5.1. Grafika komputerowa a przetwarzanie obrazów
Pojêcie grafiki komputerowej jest bardzo szerokie, obejmuje bowiem trzy istotnie ró¿ne dziedziny funkcji [zastosowañ] komputera. Ta wielopostaciowoœæ grafiki
komputerowej prowadzi do nieporozumieñ [niekiedy bardzo brzemiennych w skutki], warto j¹ zatem na wstêpie krótko objaœniæ.
W najogólniejszym ujêciu wyró¿niæ mo¿na trzy typy przekszta³ceñ informacji, w których obraz wystêpuje jako co najmniej jedna z jej postaci:
1) przekszta³canie obrazu w obraz [przetwarzanie obrazów],
2) przekszta³canie opisu w obraz [w³aœciwa grafika komputerowa] oraz
3) przekszta³canie obrazu w opis [rozpoznawanie obrazów] 1.
Wszystkie wymienione typy przekszta³ceñ znajduj¹ zastosowanie w kryminalistyce,
jednak¿e ich udzia³ w najszerzej rozumianym komputerowym wspomaganiu ekspertyzy pismoznawczej, jest mocno nierównomierny.
Rozpoznawanie obrazów realizowane jest w programach typu OCR [optical
charakter recognition], które opracowano z myœl¹ o „optycznym rozpoznawaniu
pisma”.
Niestety, zbyt czêsto myli siê „optyczne rozpoznawanie pisma” z „komputerow¹
identyfikacj¹” pisma. To pierwsze jest zrealizowane. Po 40 latach wysi³ków programistów i konstruktorów, komputery wreszcie potrafi¹ czytaæ, jednak¿e jest to
poziom sprawnoœci osi¹gany przez przeciêtnego pierwszoklasistê jeszcze przed
œwiêtami Bo¿ego Narodzenia 2. Pomylenie rozpoznawania [czytania] z identyfikacj¹
wziê³o siê najprawdopodobniej st¹d, ¿e programy „rozpoznawania znaków”, nale¿a³y niegdyœ [wg terminologii informatycznej] do programów „identyfikacji obiektów”. To nieporozumienie terminologiczne jest do dziœ wykorzystywane w celach
reklamowych 3, a potem w dobrej wierze powtarzane w podrêcznikach kryminalistyki 4.
Poniewa¿ mowa jest o przekszta³caniu obrazu, dodaæ koniecznie trzeba, i¿ wspó³czesne programy OCR wspieraj¹ siê nie tylko na mocno zawodnym optycznym
rozpoznawaniu znaków, lecz uzupe³niaj¹ to wstêpne rozpoznanie g³êbok¹ statystyczn¹ analiz¹ czêstotliwoœci wystêpowania zarówno pojedynczych znaków jak i
ich zestawów [sylab, s³ów, zwrotów]. Jednak od czytania [ci¹gle z b³êdami] do
badañ identyfikacyjnych [w kryminalistycznym tego s³owa znaczeniu] droga jest
bardzo daleka 5.
Wymienione ograniczenia odsuwaj¹ w dalek¹ przysz³oœæ zastosowanie programów
typu OCR do wspomagania ekspertyzy pismoznawczej w czêœci dotycz¹cej samych
badañ pisma rêcznego [czym innym jest wspomaganie etapu sprawozdawczego ekspertyzy].
Grafika komputerowa w³aœciwa - to omówione w rozdziale poprzednim programy typu CAD [oraz wszelka inna grafika wektorowa 6]. Ze wzglêdów na przedstawion¹ wy¿ej systematykê, do tego¿ typu zaliczyæ nale¿y równie¿ omówione tam
programy „malarskie”.
Z tych pierwszych jedynie MegaCAD znalaz³ zastosowanie w pomiarowej czêœci
badañ pismoznawczych, a to dziêki utrzymywaniu w osobnej warstwie „podk³adu”
rastrowego a w innych [osobnych] warstwach kreœlonych linii pomiarowych wraz z
opisem.
Przetwarzanie obrazów [przekszta³canie obrazu w obraz] jest t¹ czêœci¹ szeroko rozumianej grafiki komputerowej, która znalaz³a najszersze zastosowanie w
komputerowym wspomaganiu ekspertyzy pismoznawczej.
Pierwsza polskojêzyczna monografia, omawiaj¹ca teoretyczne problemy „Komputerowej analizy obrazu”, ukaza³a siê dopiero przed trzema laty 7. Termin „analiza”
zosta³ przez Autorów u¿yty w tytule zapewne dla wskazania, ¿e pierwszym etapem
procesu przekszta³cania obrazu winna byæ analiza stanu pocz¹tkowego - zarówno w
sensie okreœlenia pierwotnej zawartoœci samego obrazu jak i w sensie „filozoficznym”, tzn. w aspekcie oceny rzeczywistych potrzeb, oczekiwanych efektów oraz
rachunku czasu i kosztów 8.
Autorzy wymienionej monografii wyró¿niaj¹ 4 „grupy” przekszta³ceñ:
·
·
·
·
przekszta³cenia geometryczne,
przekszta³cenia punktowe,
filtry oraz
przekszta³cenia morfologiczne.
Przekszta³cenia geometryczne - to m. in. przesuniêcia, obroty i odbicia; dokonywane s¹ na obrazie jako ca³oœci.
Przekszta³cenia punktowe - to m. in. tworzenie negatywów, tworzenie masek,
wyrównywanie histogramu i binaryzacja. Punktowoœæ w nazwie oznacza, ¿e przekszta³cenia te dokonywane s¹ na poszczególnych punktach w oderwaniu od charakterystyki punktów s¹siednich.
Filtry - to m. in. detekcja krawêdzi i usuwanie nieostroœci. Filtry odwo³uj¹ siê do
lokalnego otoczenia poszczególnych punktów, co pozwala zarówno zwiêkszyæ istniej¹ce ró¿nice [poprawa obrazów ze s³abym kontrastem na krawêdziach] jak i je
wyeliminowaæ [korekcja przypadkowych b³êdów].
Przekszta³cenia morfologiczne - to g³ównie erozja oraz dylatacja 9. Erozja pozwala m. in. na usuwanie izolowanych punktów [posiadaj¹cych strukturê odmienn¹ od
zadanego, najbli¿szego otoczenia], likwidacjê ma³ych izolowanych cz¹stek [o wielkoœci mniejszej od zadanej] oraz usuwanie w¹skich wypustek [„pó³wyspów”]. Dylatacja czyni to samo w stosunku do negatywu [dope³nienia] obrazu. £¹cznie oba te
przekszta³cenia pozwalaj¹ dokonaæ „wyg³adzenia” brzegów linii [figur] obrazu.
Najbardziej z³o¿one sposoby przetwarzania obrazów polegaj¹ na kombinacji
kilku typów operacji, stosowanych jednak¿e kolejno [zaawansowane programy
przetwarzania obrazów pozwalaj¹ na zapamiêtanie wypróbowanej sekwencji przekszta³ceñ i „automatyczne” jej powtórzenie w odniesieniu do innych obrazów pocz¹tkowych].
U¿ytecznoœæ niektórych przekszta³ceñ typu geometrycznego [anamorfoza, „morphing”] dla badañ pismoznawczych jest dopiero testowana; z zastosowaniem ich
w praktyce komputerowego wspomagania ekspertyzy pismoznawczej trzeba bêdzie
jeszcze trochê poczekaæ 10.
M. Herjan, Grafika komputerowa, MAGAZYN KOMPUTEROWY „DIR”, grudzieñ
1993, s. 9-12.
2
Praktycznie komputer potrafi czytaæ pismo drukowane albo starannie kreœlone na wzór
druku lub techniczne [zeskanowane, podawane na ekran via kamera, kreœlone „na ¿ywo” za pomoc¹ urz¹dzenia typu digitizera albo palcem na specjalnym ekranie dotykowym]. Istotne jest wystêpowanie ka¿dej litery w oddzieleniu od innych [brak wi¹zañ miêdzyliterowych]; tak¿e rzuty
prostopad³e liter na domyœln¹ wspóln¹ liniê podstawow¹ nie powinny zachodziæ na siebie.
1
3
H. Skudelny, P. Mueller, Komputer - grafologiem, CHIP, nr 11/1994, str.27. Autorzy opisuj¹ program IBM „Sival/2”, który umo¿liwia „sprawdzanie autentycznoœci podpisów”. „Skutecznoœæ przedstawionej metody siêga 99,5%, gdy fa³szerz nie wie, jak wygl¹da autograf.” Jak na
odrzucenie podpisu wymyœlonego przez fa³szerza [tzw. podpisu „kreowanego”] jest to wynik ¿enuj¹co skromny. Brak póŸniejszych doniesieñ o praktycznych zastosowaniach wspomnianego systemu wskazuje, i¿ wymaga³ on istotnego dopracowania.
4
T. Hanausek, Kryminalistyka. Poradnik detektywa, Katowice 1993 r., s. 132.
5
Porównaj: B. Ho³yst, Kryminalistyka, wyd. VII, Warszawa 1993, str. 430-431.
6
M. Jankowski, Elementy grafiki komputerowej, Warszawa 1990, ss. 241.
7
L. Wojnar, M. Majorek, Komputerowa analiza obrazu, Kraków 1994, ss.159.
8
Tam¿e, str. 15-16. W koñcowej czêœci pracy Autorzy dookreœlaj¹ termin „analiza” pisz¹c:
„W ramach analizy obrazu mo¿na wyró¿niæ trzy podstawowe elementy sk³adowe: przetwarzanie
obrazu, pomiary, interpretacjê (analizê) wyników” [tam¿e, str. 121]. Poniewa¿ opisywane przez
Nich pomiary dotycz¹ takich struktur jak „liczba cz¹stek na jednostkê powierzchni, udzia³ powierzchniowy wybranych elementów obrazu, d³ugoœæ linii na jednostkê powierzchni obrazu itp.”,
a kwesti¹ interpretacji wyników [czyli analiz¹ w wê¿szym rozumieniu] w ogóle siê nie zajmuj¹
[bowiem wymaga³o by to wejœcia w obszar dyscyplin szczegó³owych], koñcowa czêœæ referowanej
monografii nie mo¿e byæ tutaj wykorzystana.
9
Tam¿e, str. 52-64. Dylatacja jest przekszta³ceniem odwrotnym do erozji; mo¿na j¹ zdefiniowaæ nastêpuj¹co: dylatacja = negatyw erozji negatywu obrazu.
10
O zakresie trudnoœci wi¹¿¹cych siê z wykorzystaniem „sztywnych” programów komputerowych do nietypowych celów daje wyobra¿enie praca: T. Kozie³, K. ¯uchewicz, Komputerowe
metody przetwarzania obrazu w badaniach kryminalistycznych, PROBLEMY KRYMINALISTYKI nr 185-186/1989, s.283-293.
POWRÓT DO SPISU TREŒCI