Разработка и анализ информационных алгоритмов повышения эффективности визуализации и достоверности автоматической регистрации динамических объектов компьютерными видеосистемами

• Автор: Малистов, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 240 с. : ил.

1. Современные методы повышения эффективности анализа видеоизображений статических и динамических
объектов
1.1. Приборы и методы представления и восприятия видеоизображений. Модели цифровых сигналов

1.2. Анализ и классификация современных алгоритмов обнаружения движения.

1.3. Применение теории графов для обнаружения движущихся объектов.

1.4. Основные показатели достоверности обнаружения динамических объектов .

1.5. Методы стабилизации параметров видеоизображений .

1.6. Анализ достоинств и недостатков существующих методов выделения динамических объектов

1.7. Цели и задачи диссертационной работы .

Выводы

2. Исследование, разработка и анализ быстрых алгоритмов выделения движения

2.1. Вывод соотношений, определяющих допустимые значения линейного коэффициента порога в методе вычитания фона
при обнаружении движения
2.2. Исследование влияния фоновых шумов на достоверность обнаружения динамических объектов и разработка алгоритма пороговой компенсации
2.3. Параллельноконвейерный алгоритм обнаружения движения и выделения соответствующих областей в последовательности видеоизображений .
2.4. Градиентный анализ границ областей движения при визуализации объектов, покидающих зону наблюдения
2.5. Обнаружение движения под действием гравитационных сил
с учетом пропуска кадров
2.6. Алгоритм распознавания остановки объекта в системе видеоиаблюдения с детектором движения
2.7. Метод распознавания объектов, движущихся в запрещнных направлениях .
Выводы
3. Разработка методик и алгоритмов повышения достоверности обнаружения динамических объектов
3.1. Анализ пространственных перемещений на основе принципа однозначного назначения
3.2. Анализ пространственных траекторий на основе принципа множественного назначения
3.3. Ограниченная задача о максимальном взвешенном паросочетании О3МВ П .
3.4. Жадные приближнные алгоритмы решения ограниченной задачи о максимальном взвешенном паросочетании . . . .
3.5. Точное решение ОЗМВП для небольших размеров входных данных .
3.6. Быстрый алгоритм выравнивания локальной яркости видеоизображений в условиях переменного освещения
3.7. Разработка алгоритма стабилизации изображения с учтом движения объектов в кадре
4. Описание приборов, алгоритмов и экспериментов. Результаты внедрения и методики оценки достоверности результатов.
4.1. Функциональная схема и основные параметры компьютерных систем видеонаблюдения
4.2. Описание схем построения производственных образцов аппаратуры
4.3. Экспериментальные результаты проверки обнаружения динамических объектов
4.4. Методика оценки достоверности обнаружения динамических объектов .
4.5. Внедрение результатов разработки алгоритмов повышения эффективности визуализации динамических объектов . .
Выводы
Заключение
Литература


Позже Дагер заключил с Ньепсом соглашение о совместном сотрудничестве над изобретением и они продолжили работу вместе. Однако, Ньепс умер в году, так и не опубликовав свой способ при жизни. Дагер же продолжил свои исследования. Датой изобретения фотографии считают , когда Дагер открыл способ, в котором получают сразу позитивное зеркальное изображение, что упрощает процесс, но делает невозможных копирование 1. Главным толчком к развитию электронных сенсоров было изобретение телевидения. В году профессор Б. Л. Розинг представил первую пробную электронную систему телевидения, за что Русское техническое общество присудило ему золотую медаль и премию имени К. Ф. Сименса. Однако последующее развитие и коммерческое внедрение телевидение получило в США, благодаря ученику Б. Л. Розинга В. К. Зворыкину 2. Разработанная В. Свои результаты Зворыкин изложил в докладе, прочитанным им в Научнотехническом обществе электриков Ленинград во время пребывания в СССР летом г. Передача изображений в целиком электрической системе без каких бы то ни было движущихся механических частей осуществлялась при помощи электронной трубки, называемой иконоскопом. Создание в год нового типа твердотельного телевизионного фотоэлектрического прибора, получившего название прибора с зарядовой связью ПЗС, обеспечило быстрый прогресс в создании твердотельных датчиков видеосигнала. На базе кристалла кремния оказалось возможным создать сравнительно недорогие ПЗСструктуры, в которых имеются как светочувствительные элементы, так и сдвиговые регистры, обеспечивающие последовательное преобразование пачек зарядов в видеосигнал. К числу чрезвычайно ценных характеристик ПЗС относятся практически нулевой уровень шумов, высокий квантовый выход, имеющий максимум около 0 нм, и широкий динамический диапазон. ПЗС был изобретн Уиллардом Бойлом i и Джорджем Смитом i в компании i 3, 4. В х годах приборы с зарядовой связью стали широко использоваться в телевизионных системах для астрофизических исследований 5. Сегодня основное применение ПЗС находит в качестве безвакуумного твердотельного аналога видикона для восприятия и обработки информации в телевидении, устройствах технического зрения, видеокамерах, электронных фотоаппаратах. В январе Бойл и Смит получили премию Чарльза Старка Дрейпера от Национальной технической академии за их работы над прибором с зарядовой связью. В ПЗСдатчике находится прямоугольная рештка из узлов, на которой собираются электроны, покрытая тонкой кремниевой пластинкой, для
регистрации количества световой энергии. Электроны, появляющиеся на каждом узле, собираются за фиксированный период времени Т. Ответная реакция каждого элемента пропорциональна интегралу световой энергии, попадающей на поверхность этого элемента за время экспозиции это свойство используется в астрономии и других приложениях, где требуется получать изображения с низким уровнем шума. Уменьшение шума достигается за счт того, что чувствительным элементам дают возможность интегрировать принимаемый световой сигнал в течение минут или даже часов. Следует отметить, что цифровая выходящая информация в большинстве ПЗСкамер преобразуется в аналоговый видеосигнал, а лишь потом попадает в механизм захвата кадра, который создат окончательное цифровое изображение. Опишем кратко модель формирования изображения, предложенную в 6, 7. Мы будем рассматривать изображение как двумерную функцию вида х, у. Значение функции в точке с пространственными координатами Ху у является положительной скалярной величиной, физический смысл которой определяется источником изображения. Если изображение генерируется в результате физического процесса, его значения пропорциональны энергии излучения некоторого физического источника, например, энергии электромагнитных колебаний, вследствие чего функция х, у должна быть ненулевой и конечной, т. О х, у со. Функцию х,у можно характеризовать двумя компонентами 1 величиной светового потока, который падает на наблюдаемую сцену от источника, и 2 относительной долей светового потока, отражнного от объектов этой сцены.