Алгоритмы обработки изображений в телевизионных измерительных системах контроля движения транспортных средств

• Автор: Нгуен Лием Хиеу
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 216 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа п освящена повышению качественных характеристик телевизионных измерительных систем для контроля движения транспортных средств на основе разработки и совершенствования принципов построения систем и алгоритмов обработки видеопоследовательностей изображений.
Разработан общий алгоритм работы измерительных систем контроля движения транспортных средств.
Произведен анализ характеристик фонов и транспортных объектов и разработаны алгоритмы компенсации влияния фона и выделения подвижных объектов.
Разработаны специализированный комплексный алгоритм селекции полезных объектов на телевизионных изображениях и алгоритмы спектральной (цветовой) селекции транспортных средств.
Разработаны алгоритмы компенсации влияния фона на телевизионных изображениях на основе вейвлет-преобразования;
Разработаны алгоритмы определения координат и динамических параметров (вектора скорости) транспортных объектов.
Произведен анализ источников погрешностей телевизионных измерительных систем и разработаны пути их снижения.
Разработан комплекс программ для моделирования процессов и обработки видеопоследовательностей изображений в телевизионных измерительных системах.
Экспериментально исследован макет телевизионной измерительной системы для измерения скорости транспортных средств.
Экспериментально исследованы макеты когерентных оптических процессоров для фильтрации изображений и исследована возможность использования оптических методов обработки информации в телевизионных измерительных системах.

1. Обзор и анализ методов обработки информации в телевизионных 11 измерительных системах
1.1. Структурные схемы и алгоритмы работы телевизионных
измерительных систем
1.2. Методы обработки изображений в измерительных системах и
системах обработки информации
1.3. Особенности обработки информации в телевизионных
измерительных системах контроля
Ь 1.4. Постановка задачи на исследование
2. Исследование характеристик изображений фонов и объектов
телевизионных измерительных систем для контроля дорожного движения
2.1. Характеристики изображений 3
2.2. Характеристики изображений фонов и транспортных средств
2.3. Результаты исследования характеристик природных и
индустриальных фонов
2.4. Результаты исследования характеристик изображений
транспортных средств
2.5. Основные результаты и выводы
3. Разработка математических моделей и алгоритмов обработки
изображений для телевизионных измерительных систем контроля
|| дорожного движения
3.1. Разработка алгоритмов работы перспективных телевизионных
систем для контроля дорожного движения
3.2. Разработка алгоритмов спектральной фильтрации
изображений
3.3. Разработка алгоритмов коррекции яркости и контраста
монохромного изображения
3.4. Разработка алгоритмов выделения движущихся объектов
3.5. Разработка алгоритмов фильтрации изображения
3.6. Основные результаты и выводы
4. Разработка алгоритмов измерения скорости транспортных средств
телевизионной измерительной системой
4.1. Разработка алгоритмов определения координат и размеров
транспортных средств
4.2. Разработка алгоритмов размерной и траекторной селекции
объектов
4.3. Определение расстояния по известному размеру объекта
4.4. Тестирование алгоритмов обработки информации 138 измерительной системы для контроля дорожного движения

4.5. Анализ погрешностей измерительной системы
4.6. Основные результаты и выводы
5. Исследование возможности применения оптических методов
обработки информации в телевизионных измерительных системах для контроля дорожного движения
5.1. Оптическая обработка информации в когерентных Фурье - 155 процессорах
5.2. Когерентная обработка информации в процессорах на основе 164 многослойных резонансных структур
5.3. Экспериментальное исследование когерентных оптических 169 процессоров
5.4. Сравнение результатов обработки изображений различными 176 методами
5.5. Основные выводы
Заключение
Библиографический список

полезных объектов различной геометрической формы и размеров, а также с использованием различных вейвлетов. На рисунке приведен пример фильтрации изображений полезных объектов круглой формы, резко отличающихся контрастом, на природном фоне. Одновременно с практически полным подавлением изображения фона может производиться селекция объектов по размерам. Из примера видно, что на изображении полностью подавлены изображения объектов малого размера.
Пример показывает возможность практически полного подавления фона при сохранении информации о полезных объектах. Результаты исследования показали перспективность использования методов вейвлет-анализа для фильтрации изображений в телевизионных измерительных системах.
2.4. Результаты исследования характеристик изображений транспортных
средств
Обобщенные яркостные характеристики усредненных изображений приведены в табл. 2.5, примеры изображений и полученные результаты анализа спектральных характеристик транспортных средств приведены на Рис. 2.5,2.6 и в табл. 2.6, 2.7.
Таблица 2
Обобщенные яркостные характеристики изображений и спектров
Цвет автомобиля (в шкале серого) Характеристики яркости монохромного изображения Дисперсия Фурье- спектра
Математическое ожидание Дисперсия
Белый (легк) 27-32 40-58 400
Серебристо-серый (металлик, легк) 20-29 46-53 580
Темно-серый (легк) 10-16 28-35 430
Черный (легк) 10-12 20-25 240
Комбинированный (легк) 15-28 36-60 350
Автобусы 30-36 55-70 700
Полугрузовые 20-30 42-60 550