Статистический анализ неоднородных пространственных полей при наличии случайных возмущений

• Автор: Зимовец, Константин Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 192 с. : ил.

f ВВЕДЕНИЕ
1 ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
С НЕИЗВЕСТНОЙ ПЛОЩАДЬЮ
1.1 Квазиправдоподобное обнаружение
1.2 Оптимальное обнаружение
1.3 Статистическое моделирование алгоритмов обнаружения
1.4 Выводы
2 ОЦЕНКА ПЛОЩАДИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ
НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
4 2.1 Квазиправдоподобные оценки
2.2 Оптимальные оценки
2.3 Статистическое моделирование алгоритмов оценки
2.4 Выводы
3 СОВМЕСТНЫЕ ОБНАРУЖЕНИЕ И ОЦЕНКА ПЛОЩАДИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ
3.1 Оценка площади пропадающих пространственных неоднородностей
3.2 Совместные обнаружение и оценка площади пространственных
♦ неоднородностей
3.3 Статистическое моделирование алгоритмов совместного обнаружения оценки
3.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
В последнее время в различных областях науки и техники интенсивно развиваются методы и средства дистанционного наблюдения. При этом большое внимание уделяется проблемам обработки пространственных полей, что обусловлено многообразием практических задач, в которых используются либо сами изображения пространственных неоднородностей, либо результаты их анализа [3, 6, 85 и т.д.]. Необходимость в обработке изображений пространственных неоднородностей возникает при изучении из космоса природных ресурсов Земли, при управлении движущимися объектами, в задачах геофизики, неразрушающего контроля и материаловедения, медицинской диагностики, автоматизации научных исследований, распознавании образов, количественной оценке параметров объектов. При этом обработка изображений превратилась в направление, целью которого стала не только передача изображений, но и извлечение информации, заключающейся в изображениях [14, 15, 77, 116 и т.д.]. Возрастающий объём задач и повышение требований к точности и скорости их решения вызвали необходимость развития средств и методов автоматизации обработки изображений [25, 114, 115].
При проектировании изображающих систем требования к идеальной системе формулируются как требования к определённым техническим характеристикам системы, таким как разрешающая способность, фотометрическая точность, уровень посторонних шумов и т.д. Характеристики реальных изображающих систем - оптических, фотографических, телевизионных - отличаются от идеальных. В результате изображения на выходе таких систем претерпевают искажения. С целью устранения такого рода искажений для обработки изображений применяют различные методы коррекции, примерами которых может служить повышение четкости расфокусированных изображений, устранение смаза, подавление шумов. Проблемам коррекции нелинейных искажений вносимых системами
формирования изображения посвящены работы [3, 11, 19], в основе которых лежит применение различных адаптивных методов фильтрации [1, 106].
Так же необходимо отметить, что изображения в процессе формирования обычно искажаются случайными помехами или шумом [54, 77, 113]. Для учёта этих искажений необходимо знать статистические характеристики шума. Иногда эти характеристики можно определить, исходя из структуры и характеристик изображающих систем. Например, шум зернистости фотоплёнки в фотографических системах определяется её типом и режимом фотохимической обработки, шум в радиотелевизионных системах - мощностью радиосигнала в канале связи. При отсутствии таких данных приходится оценивать характеристики шума по уже сформированному изображению или набору изображений с однородным шумом. В этих случаях статистические характеристики шума извлекаются из измерений статистических характеристики наблюдаемого видеосигнала, используя различия этих характеристик для изображения и шума. Наиболее распространённым видом помех на изображениях является аддитивный и статистически независимый от видеосигнала флюктуационный шум, который характеризуется своей дисперсией и корреляционной функцией [113]. Из других видов помех на изображении можно выделить импульсные помехи, периодические помехи и шум квантования. Импульсные помехи - это случайные и независимые искажения отсчётов изображения, при которых значения отсчётов сигнала с некоторой вероятностью заменяются случайной величиной с равномерным распределением. Они характеризуются вероятностью искажения отсчётов. Периодические помехи создают на изображении периодические, муаровидные узоры. Шум квантования определяется числом уровней квантования видеосигнала.
Для борьбы с указанными видами помех применяются различные виды фильтрации изображений [I, 106, 113]. В частности, для подавления
импульсных помех используются медианная фильтрация [77], которая в отличие от линейной низкочастотной фильтрации сохраняет резкие перепады