Алгоритмы предварительной обработки изображений в системах комбинированного видения летательных аппаратов

• Автор: Муратов, Евгений Рашитович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Исследование методов предобработки реальных изображений в задачах их совмещения с цифровыми моделями местности
1.1 Анализ возможностей построения виртуальной модели местности для последующего совмещения с изображениями от

сенсоров системы технического зрения

1.1.1 Анализ требований к цифровой карте местности

1.1.2 Форматы для хранения цифровых топографических карт

1.1.3 Методики построения 319 ЦКМ - ВММ

1.1.4 Выбор совместных информативных признаков на

изображениях подстилающей поверхности и ВММ
1.2 Методы предварительной обработки изображений с целью выделения «сущности» для последующего совмещения с ВММ
1.2.1 Методы шумоподавления и повышения четкости телевизионного изображения
1.2.2 Обзор существующих детекторов границ объектов ^

1.2.3 Сравнение детекторов границ между собой

1.2.4 Обзор методов утоньшения контурных линий
1.2.5 Сравнительный анализ векторного описания контуров

1.2.6 Методы векторизации контурных линий
Выводы

2 Разработка методов и алгоритмов предобработки для ^ последующего совмещения
2.1 Методы и алгоритмы предобработки

2.1.1 Модификация яркостного контрастирования

2.1.2 Модификация градиентных методов
2.1.3 Разработка метода автоматической фильтрации

яркостного шума
2.1.4 Разработка метода обнаружения и формального описания фрагментов на изображении
2.1.5 Разработка метода фильтрации (удаления)
неинформативных объектов на изображении
2.1.6 Разработка метода утоныиения контурных линий в реальном времени
2.1.7 Разработка метода векторизации контурных линий
2.2 Вычислительная реализуемость в реальном времени
2.2.1 Оценка сокращения объема информативных элементов на этапах предобработки
2.2.2 Оценка трудоемкости этапов предобработки
2.2.3 Повышение быстродействия алгоритмов на
многопроцессорных платформах
2.2.4 Использование OpenCL для алгоритмов предобработки
Выводы
3 Применение векторного описания границ объектов для
предварительного совмещения и визуализации
3.1 Предварительное совмещение изображений на основе 102 выделения преобладающих углов характерных линий
3.1.1 Использование уравнения прямой, аппроксимирующей
линию горизонта, для корректировки ракурса ВММ
3.1.2 Методика совмещения по крену при отсутствии линии горизонта
3.1.3 Совмещение изображений с применением матрицы гомографии
3.2 Методика визуализации совмещенных изображений в системах комбинированного видения
3.3 Применение векторного описания контуров ВММ для сокращения общей трудоемкости предварительного совмещения
Выводы
4 Программный стенд для исследования и апробации алгоритмов предобработки и совмещения
4.1 Проектирование программного стенда
4.2 Методика "экспериментальных исследований
4.3 Результаты исследований
Выводы
Заключение
Список использованных источников

через J| и J2. Чтобы найти .7/ и ./?, необходимо предварительно определить так называемые промежуточные моменты Л и Ц, т.е. моменты инерции относительно вертикальной и горизонтальной осей системы координат, а также смешанный момент Л,. Порядок вычислений:
1. Определяются координаты центра "тяжести" (энергетического центра) изображения объекта:
1;,'ХГ^ПТ'
2. Определяются промежуточные моменты У,, ,:
■Лх = 11^-^гр)2 ■ А(х,у) 1 ■>у = £Х[(у- УцэУ ■ 4*>х)
X >’ X у
3. Вычисляются главные моменты:

Рассмотрим особенности ВММ и телевизионных аэрофотоснимков в задаче совмещения.
Между снимками и ВММ существует ряд расхождений вызванных, в первую очередь условиями съемки и погрешностями навигационных и инерциальных систем фиксации положения судна в пространстве. Менее существенное влияние оказывает расхождение ЦКМ (на основе которой сформирована ВММ) и реальной местности, вызванное погрешностью картографии и изменениями на местности, по ряду причин не отраженными в ЦКМ.
В большинстве случаев погрешность определения пространственных координат составляет:
- по координатам в пространстве - 6.. 13 м, до 20 м по высоте;
- по координате ОХ и О У - 35..45 м;
- по углам сенсоров (тангаж, курс, крен) - 0,1 ..0,2 (до 0,5) град. 112].