2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.31897/PMI.2021.1.9 pmi-13568 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13568 Металлургия и обогащение Metallurgy and concentration Automated digitization of radial charts Автоматизированная оцифровка круговых диаграмм Vasilyeva Nataliya V. Васильева Н. В. Vasilyeva Nataliya V. vasileva_nv@pers.spmi.ru 0000-0001-7408-7290 Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) Boikov Aleksei V. Бойков А. В. Boikov Aleksei V. Boykov_AV@pers.spmi.ru 0000-0002-6583-2436 Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Санкт-Петербург, Russia) Erokhina Olga O. Ерохина О. О. Erokhina Olga O. s205080@stud.spmi.ru 0000-0002-9570-2309 Санкт-Петербургский горный университет (Санкт-Петербург, Россия) Saint-Petersburg Mining University (Saint-Petersburg, Russia) Trifonov Andrei Yu. Трифонов А. Ю. Trifonov Andrei Yu. atrifonov@tpu.ru 0000-0001-6959-4183 Томский политехнический университет (Томск, Россия) Tomsk polytechnic university (Tomsk, Russia) 26 04 2021 2021 247 82 87 23 06 2020 02 03 2021 26 04 2021 © 2021 Н. В. Васильева, А. В. Бойков, О. О. Ерохина, А. Ю. Трифонов © 2021 Nataliya V. Vasilyeva, Aleksei V. Boikov, Olga O. Erokhina, Andrei Yu. Trifonov 2021 Н. В. Васильева, А. В. Бойков, О. О. Ерохина, А. Ю. Трифонов Nataliya V. Vasilyeva, Aleksei V. Boikov, Olga O. Erokhina, Andrei Yu. Trifonov Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0) https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/13568

Круговые диаграммы использовались в промышленности для возможности ретроспективной оценки технологических параметров. Сегодня актуальна оцифровка полученных данных для упрощения процесса автоматизации технологических процессов. Оцифровка круговых диаграмм стандартными методами производится с привлечением человеческого труда при значительных временных затратах. В статье предложен автоматизированный метод оцифровки круговых диаграмм с помощью программного обеспечения, разработанного при использовании среды разработки LabVIEW. Результаты обработки круговых диаграмм выводятся на экран в численном и графическом виде, а также могут быть экспортированы в файл (например, в Блокнот или MS Excel). Представленная методика применима для изображений, полученных на цветном или черно-белом сканере, что обеспечивает минимизацию геометрических искажений, связанных с преобразованием бумажного документа в электронный вид, и обеспечивает качество распознавания четкой линии графика с относительной погрешностью в среднем до 3 %. В случае выцветания чернил или перспективной съемки диаграммы на фотоаппарат значение относительной погрешности может достигать 8 %, вследствие чего потребуется дополнительная ручная корректировка данных.

Radial charts were commonly used in the industry to allow retrospective assessment of technological parameters. Today it is relevant to digitize the obtained data in order to simplify the automation of technological processes. Digitization of radial charts by means of standard methods is carried out with the help of human labor at significant time costs. The article proposes an automated method for digitizing radial charts using software, developed in the LabVIEW programming environment. The results of processing radial charts are displayed on the screen in numerical and graphical form, and can also be exported to a file (for example, to Notepad or MS Excel). The presented technique can be applied to images obtained on a color or black-and-white scanner, which minimizes geometric distortions, associated with the conversion of a paper document into electronic form, and ensures recognition quality of the clear plot line with an average relative error of up to 3 %. In case of ink fading or perspective photos of the diagram, the value of relative error can reach 8 %, as a result of which additional manual correction of the data will be required.

 Ключевые слова оцифровка изображений круговые диаграммы LabVIEW распознавание образов обработка цифровых изображений автоматизация Keywords image digitization radial charts LabVIEW image identification digital image processing automation Алиев М.В. Выделение контуров на малоконтрастных и размытых изображениях с помощью фрактальной фильтрации / М.В.Алиев, А.Х.Панеш, М.С.Каспарьян // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2011. № 3. С. 101-107. Aliev M.V., Panesh A.Kh., Kasparyan M.S. Identification of contours on low contrasting and blurred images using fractal filtration. The Bulletin of the Adyghe State University: Internet Scientific Journal. 2011. N 3, p. 101-107 (in Russian). Беленский И.И. Метод выделения контура на слабоконтрастных размытых изображениях / И.И.Беленский, И.В.Микулка // Вестник Винницкого политехнического института. 2012. № 3 (102). С. 164-169. Bilynskyi Y.Y., Mykulka I.V. The Method of Allocation of Contours of Objects on the Dim Images. Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute. 2012. N 3 (102), p. 164-169 (in Russian). Большакова А. Фемтоскан он-лайн: оцифровка графиков и кривых // Наноиндустрия. 2012. № 2 (32). С. 52-53. Bolshakova A. FemtoScan On-line: Digitization of Graphs and Curves. Nanoindustriya. 2012. N 2 (32), p. 52-53 (in Russian). Калинкина Д. Проблема подавления шума на изображениях и видео и различные подходы к ее решению / Д.Калинкина, Д.Ватолин // Компьютерная графика и мультимедия. 2005. №3 (2). С. 1-30. Kalinkina D., Vatolin D. The Problem of Noise Suppression in Images and Videos and Various Approaches to Its Solution. Kompyuternaya grafika i multimediya. 2005. N 3 (2), p. 1-30 (in Russian). Лепский А.Е. Математические методы распознавания образов / А.Е.Лепский, А.Г.Броневич. Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009. 155 с. Lepskii A.E., Bronevich A.G. Mathematical Methods of Image Recognition. Taganrog: TTI YuFU, 2009, p. 155 (in Russian). Мерков А.Б. Распознавание образов. Введение в методы статистического обучения. М.: Едиториал УРСС, 2011. 256 с. Merkov A.B. Image Recognition. Introduction to the Methods of Statistical Learning. Moscow: Editorial URSS, 2011, p. 256 (in Russian). Мишин А.Б. Выбор структуры нейросетевого фильтра для обработки цифровых изображений / А.Б.Мишин, П.Ю.Ткачев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 3 (48). С. 14-18. Mishin A.B., Tkachev P.Y. Choice of Structure Neural Network Filter for Digital Image Processing. Proceedings of the Soutwest State University. 2013. N 3 (48), p. 14-18 (in Russian). Мишин А.Б. Фильтрация изображений с использованием нейросети // Телекоммуникации. 2012. № 13. С. 10-14. Mishin A.B. Image Filtering Using a Neural Network. Telekommunikatsii. 2012. N 13, p. 10-14 (in Russian). Обработка и анализ цифровых изображений с примерами на LabVIEW IMAQ Vision / Ю.В.Визильтер, С.Ю.Желтов, В.А.Князь, А.Н.Ходарев, А.В.Моржин. М.: ДМК Пресс, 2008. 464 с. Vizilter Yu.V., Zheltov S.Yu., Knyaz V.A., Khodarev A.N., Morzhin A.V. Digital Image Processing and Analysis with Examples in LabVIEW IMAQ Vision. Moscow: DMK Press, 2008, p. 464 (in Russian). Применение систем технического зрения для контроля технологических параметров и оборудования на производстве / А.А.Кульчицкий, В.В.Булатов, А.В.Бойков, Т.Ю.Комарова, В.Ю.Бажин // Новые информационные технологии в автоматизированных системах. 2017. № 20. С. 17-22. Kulchitskii A.A., Bulatov V.V., Boikov A.V., Komarova T.Yu., Bazhin V.Yu. The Use of Computer Vision Systems for Monitoring Technological Parameters and Equipment in Production. Novye informatsionnye tekhnologii v avtomatizirovannykh sistemakh. 2017. N 20, p. 17-22 (in Russian). Сафиуллин Р.Н. Концепция развития систем мониторинга и управления интеллектуальных технических комплексов / Р.Н.Сафиуллин, А.С.Афанасьев, В.В.Резниченко // Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 322. DOI: 10.31897/pmi.2019.3.322 Safiullin R.N., Afanasev A.S., Reznichenko V.V The concept of development of monitoring systems and management of intelligent technical complexes. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 237, p. 322-330. DOI: 10.31897/PMI.2019.3.322 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019612907. Программа оцифровки диаграмм с растровых изображений / А.В.Бойков, Н.В.Васильева, Е.В.Сизякова. Заяв. 14.02.2019. Опубл. 04.03.2019. Boikov A.V., Vasileva N.V., Sizyakova E.V. Certificate of state registration of the computer program No. 2019612907. Program for Digitizing Charts from Raster Images. Appl. 14.02.2019. Publ. 04.03.2019 (in Russian). Тынкачев А.Р. Интеллектуализация производства – путь к эффективности / А.Р.Тынкачев, А.В.Бухнер // Промышленные АСУ и контроллеры. 2006. № 6. С. 8-11. Tynkachev A.R., Bukhner A.V. Intellectualization of Production - the Path to Efficiency. Promyshlennye ASU i kontrollery. 2006. N 6, p. 8-11 (in Russian). Шарапова Э.Н. Система оцифровки графических данных / Э.Н.Шарапова, В.Л.Дмитриев // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2014. № 1-2. С. 166-171. Sharapova E.N., Dmitriev V.L. System of Digitization of Graphic Data. Software of systems in the industrial and social fields. 2014. N 1-2. p. 166-171 (in Russian). Хапшер А.Л. Методы интеллектуальной оцифровки данных геофизических исследований скважин / А.Л.Хапшер, Ю.Б.Линд, С.Р.Галеев // Вестник Башкирского университета. 2013. Т. 18. № 4. С. 984-988. Khashper A.L., Lind Yu. B., Galeev S.R. Methods of Intellectual Digitization for Well Survey Data. Vestnik Bashkirskogo universiteta. 2013. Vol. 18. N 4, p. 984-988 (in Russian). Ярмоленко А.С. Применение теории вейвлетов при сжатии и фильтрации геоинформации / А.С.Ярмоленко, О.B.Скобенко // Записки Горного института. 2018. Т. 234. С. 612-623. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.612 Yarmolenko A.S., Skobenko O.V. Application of the Theory of Wavelets for Compression and Filtration of Geoinformation. Journal of Mining Institute. Vol 234, p. 612. DOI: 10.31897/PMI.2018.6.612 Abakumov I.I. Compensation of the Errors of a Passive Opto-Electronic System for Dimensional Control of Articles / I.I.Abakumov, A.A.Kulchitskii // Measurement Techniques. 2016. Vol. 59. Iss. 8. P. 826-831. DOI: 10.1007/s11018-016-1052-8 Abakumov I.I., Kulchitskii A.A. Compensation of the Errors of a Passive Opto-Electronic System for Dimensional Control of Articles. Measurement Techniques. 2016. Vol. 59. Iss. 8, p. 826-831. DOI: 10.1007/s11018-016-1052-8 Bulatov V.V. Features of translucent materials and products defects detection with support of optical system / V.V.Bulatov, A.A.Kulchitskii // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1515. Iss. 5. P. 1-7. DOI: 10.1088/1742-6596/1515/5/052007 Bulatov V.V., Kulchitskii A.A. Features of translucent materials and products defects detection with support of optical system. Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1515. Iss. 5, p. 1-7. DOI: 10.1088/1742-6596/1515/5/052007 Context-based Denoising of Images Using Iterative Wavelet Thresholding / D.Marpe, H. L.Cycon, G.Zander, K.-U.Barthel // Electronic Imaging, 2002, San Jose, California, United States. Proc. SPIE. 2002. Vol. 4671. P. 907-914. DOI: 10.1117/12.453135 Marpe D., Cycon H. L., Zander G., Barthel K.-U. Context-based Denoising of Images Using Iterative Wavelet Thresholding. Electronic Imaging, 2002, San Jose, California, United States. Proc. SPIE. 2002. Vol. 4671, p. 907-914. DOI: 10.1117/12.453135 Digital image processing using LabVIEW / R.Posada-Gómez, O.Osvaldo Sandoval-González, A.Martínez Sibaja et al. // Practical Applications and Solutions Using LabVIEW™ Software, 2011. P. 297-316. Posada-Gómez R., Osvaldo Sandoval-González O., Martínez Sibaja A. et al. Digital image processing using LabVIEW. Practical Applications and Solutions Using LabVIEW™ Software, 2011, p. 297-316. Fuzzy logic in automatic control of concrete thermal treatment using shuttering with heating elements / V.Marsov, A.Ilukhin, M.Mintsaev, Z.Khakimov, S.Aliev // International Journal of Environmental and Science Education. 2016. Vol. 11. Iss.18. P. 12803-12809. Marsov V., Ilukhin A., Mintsaev M., Khakimov Z., Aliev S. Fuzzy logic in automatic control of concrete thermal treatment using shuttering with heating Ilukhin elements. International Journal of Environmental and Science Education. 2016. Vol. 11. Iss. 18, p. 12803-12809. Graboskwi S. A two-pass median-like filter for impulse noise removal in multi-channel images / S.Graboskwi, W.Bienieck // KOSYR. 2003. Vol. 1. P. 195-200. Graboskwi S, Bienieck W. A two-pass median-like filter for impulse noise removal in multi-channel images. KOSYR. 2003. Vol. 1, p. 195-200. Kim S.M. Vision based automatic inspection system for nuts welded on the support hinge / S.M.Kim, Y.C.Lee, S.C.Lee // 2006 SICE-ICASE International Joint Conference, 18-21 Oct. 2006, Busan, South Korea. IEEE. 2006. P. 1508-1512. DOI: 10.1109/SICE.2006.315371 Kim S.M., Lee Y.C., Lee S.C. Vision based automatic inspection system for nuts welded on the support hinge. 2006 SICE-ICASE International Joint Conference, 18-21 October 2006, Busan, South Korea. IEEE. 2006, p. 1508-1512. DOI: 10.1109/SICE.2006.315371 Koteleva N. Augmented reality system and maintenance of electromechanical equipment in industrial production / N.Koteleva, K.Bekenev, V.Valnev // Youth Technical Sessions Proceedings: VI Youth Forum of the World Petroleum Council-Future Leaders Forum (WPF 2019), 23-28 June 2019, Saint Petersburg, Russian Federation. CRC Press. 2019. P. 156-163. DOI: 10.1201/9780429327070-22 Koteleva N., Bekenev K., Valnev V. Augmented reality system and maintenance of electromechanical equipment in industrial production. Youth Technical Sessions Proceedings: VI Youth Forum of the World Petroleum Council-Future Leaders Forum (WPF 2019), 23-28 June 2019, St. Petersburg, Russia. CRC Press. 2019, p. 156-163. DOI: 10.1201/9780429327070-22 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector // Natural Resources Research. 2020. Vol. 29. Iss. 3. P. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Litvinenko V.S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector. Natural Resources Research. 2020. Vol. 29. Iss. 3, p. 1521-1541. DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4 Optimization of Raw Material Mixes in Studying Mixed Cements and Their Physicomechnical Properties / T.M.Khudyakova, A.S.Kolesnikov, B.E.Zhakipbaev et al. // Refractories and Industrial Ceramics. 2019. Vol. 60(1). P. 76-81. DOI: 10.1007/s11148-019-00312-2 Khudyakova T.M., Kolesnikov A.S., Zhakipbaev B.E. et al.Optimization of Raw Material Mixes in Studying Mixed Cements and Their Physicomechnical Properties. Refractories and Industrial Ceramics. 2019. Vol. 60(1), p. 76-81. DOI: 10.1007/s11148-019-00312-2 Sytko I.I. Instrumentation for measuring the parameters and characteristics of four-poles / I.I.Sytko, D.A.Kremcheeva // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2017. Vol. 8. Iss. 10. P. 844-854. Sytko I.I., Kremcheeva D.A. Instrumentation for measuring the parameters and characteristics of four-poles. International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2017. Vol. 8. Iss. 10, p. 844-854. Ushakov E. Neural network modeling methods in the analysis of the processing plant’s indicators / E.Ushakov, T.Aleksandrova, A.Romashev // International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies (EMMFT 2019), 10-13 December, Voronezh, Russia. Springer, 2020. Vol. 1259 AISC. P. 36-45. DOI: 10.1007/978-3-030-57453-6_4 Ushakov E., Aleksandrova T., Romashev A. Neural network modeling methods in the analysis of the processing plant’s indicators. International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies (EMMFT 2019), 10-13 December, Voronezh, Russia. Springer, 2020. Vol. 1259 AISC, p. 36-45. DOI: 10.1007/978-3-030-57453-6_4 Valkov V.A. Calibration of digital non-metric cameras for measuring works / V.A.Valkov, A.A.Kuzin, A.I.Kazantsev // International Conference Complex equipment of quality control laboratories 17-19 July 2018, Saint-Petersburg, Russian Federation. Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 118. Iss. 1. DOI: 10.1088/1742-6596/1118/1/012044 Valkov V.A., Kuzin A.A., Kazantsev A.I. Calibration of digital non-metric cameras for measuring works. International Conference Complex equipment of quality control laboratories 17-19 July 2018, St. Petersburg, Russia. Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 118. Iss. 1. DOI: 10.1088/1742-6596/1118/1/012044 Zadeh H.G. Recognition and classification of the cancer cells by using image processing and labview / H.G.Zadeh, S.Janianpour, J.Haddadnia // International Journal of Computer Theory and Engineering. 2013. Vol. 5. № 1. P. 104-107. DOI: 10.7763/IJCTE.2013.V5.656 Zadeh H.G., Janianpour S., Haddadnia J. Recognition and classification of the cancer cells by using image processing and labview. International Journal of Computer Theory and Engineering. 2013. Vol. 5. N 1, p. 104-107. DOI: 10.7763/IJCTE.2013.V5.656