Улучшение качества тепловизионных изображений на основе суперразрешения и анализа ситуаций

• Автор: Коссов, Павел Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание
Содержание.
Введение.

1 Аналитический обзор и систематизация методов улучшения качества

теиловизионных изображений.

1.1 Исследование влияния разрешения на характеристики системы наблюдения

1.2 Обзор и классификация методов увеличения разрешения изображений

1.2.1 Микросканирование.

1.2.2 Макросканирование.

1.2.3 Частотные методы увеличения разрешения

1.2.4 Регуляризация Тихонова

1.2.5 Однокадровые методы увеличения разрешения.
1.2.6 Многокадровые методы увеличения разрешения
1.3 Краевые эффекты на теиловизионных изображениях высокого разрешения.
1.4 Выводы
2 Увеличение разрешения методом суперразрешения.
2.1 Метод быстрого суперразрешения
2.2 Определение межкадровых движений
2.2.1 Корреляционный алгоритм на основе модуля абсолютной разности.
2.2.2 Дифференциальный метод ЛукасаКанаде
2.2.3 Комбинированный метод определения межкадровых
движений.
2.3 Влияние числа кадров в серии и фактора заполнения матрицы приемника на эффективность методов суперразрешения.
2.4 Выводы
3 Компенсация краевых эффектов на основе анализа ситуации
3.1 Анализ ситуаций и поиск границ, принадлежащих искусственным сооружениям
3.2 Перевод координат искусственных сооружений в систему координат камеры.
3.3 Поиск контурных линий.
3.3.1 Статистические методы обнаружения и распознавания.
3.4 Фильтр для обработки локализованных границ
3.5 Выводы
4 Комплексный алгоритм улучшения качества тепловизионных изображений и результаты экспериментальных исследований
4.1 Критерий оценки качества границ.
4.2 Комплексный алгоритм улучшения качества тепловизионных
изображений.
4.3 Экспериментальные результаты
4.4 Средства разработки
4.5 Выводы.
Заключение
Список литсратуры.
Введение
Актуальность


С и C++ в среде программирования Texas Instruments' Code Composer Studio- для DSP-процессоров серии TMS0Cxx. Предложен, критерий оценки качества изображения, основанный на использовании среднеквадратического отклонения производной яркости. Разработан метод обнаружения-краев сегментируемых областей на тепловизионном изображении искусственных сооружений; основанный на анализе ситуаций, в том числе с использованием цифровых карт местности. Разработана методика улучшения качества тепловизионных изображений, содержащих искусственные сооружения. Предложен и реализован комплексный алгоритм улучшения качества тепловизионных изображений. Практическая ценность работы заключается в том, что разработанный и реализованный алгоритм позволяет программными средствами существенно (до 4-х раз) увеличивать разрешение и до раз уменьшать СКО координаты максимума производной яркости вдоль границы искусственных сооружений. Это повышает эффективность работы оператора-наблюдателя системы наблюдения в задачах обнаружения, распознавания, слежения и т. Также возможно использование результатов работы при модернизации серийно выпускаемых тепловизионных систем наблюдения, в том числе, в многоканальных системах с комплексированием изображений [-]. Достоверность результатов, полученных в работе, подтвердилась результатами математического моделирования, а также в процессе проводимых исследований и. ЗАО «ТПК «Линкос» в;рамках НИР «Интриган», ОКР: «Интриган-Д2», «Тайфун-М-ОЭС», что подтверждается, соответствующими. Апробация работы. Основные положения докладывались на -ом международном научно-техническом семинаре «Алушта-», на VIIГ всероссийской юбилейной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем* летательных аппаратов», 9-ой Международнойk конференции «Авиация и. Техническое зрение в системах управления - ». Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 4 работы, в том числе 2 научно-технических статьи в изданиях, включенных. ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 1 страницах машинописного текста, содержит рисунка, 7 таблиц и наименования литературных источников. Во введении дано краткое обоснование актуальности работы, сформулированы цель работы, задачи исследования, практическая ценность, приведены основные положения, выносимые на защиту. В первой главе исследуется влияние разрешения приемника на характеристики системы наблюдения в задачах обнаружения и распознавания характерных объектов, проводится обзор алгоритмов увеличения разрешения изображений, и рассматриваются особенности увеличения разрешения тепловизионных изображений. Вторая глава диссертации посвящена методам быстрого суперразрешения, разработке метода оценивания межкадровых движений, экспериментальному определению зависимости качества методов суперразрешения от количества кадров в серии и фактора заполнения матрицы приемника. В третьей главе предлагается метод компенсации краевых эффектов, основанный на поиске границ изображений искусственных зданий и сооружений с помощью анализа ситуаций. При этом предполагается, что искомые границы являются отрезками прямых линий. Четвертая глава работы содержит результаты экспериментальных исследований комплексного алгоритма улучшения качества тепловизионных изображений. В данной главе исследуется влияние разрешения приемника на характеристики системы наблюдения в задачах обнаружения и распознавания характерных объектов, проводится обзор алгоритмов увеличения разрешения изображений, и рассматриваются особенности увеличения разрешения тепловизионных изображений. На рис. ТПК «Линкос» (Россия), для которой актуальны результаты, полученные в данной работе. В состав ТПВ СН входят телевизионный и тепловизионный каналы наблюдения, лазерный дальномер, навигационная система, база данных с цифровой картой местности. Рис. Одной из важнейших характеристик системы наблюдения является дальность обнаружения и распознавания характерных объектов.