Алгоритмическое обеспечение систем комплексирования изображений от многоматричных сканирующих устройств

• Автор: Светелкин, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Задачи комплексирования информации от многоматричных сканирующих устройств.

1.1. Принципы съемки земной поверхности многоматричными сканерами.

1.2. Оценка взаимных искажений снимков, полученных от многоматричных сканеров.

1.3. Анализ алгоритмов геометрического и радиометрического комплексирования снимков

1.4. Предложения по технологии комплексирования видеоданных и задачи диссертационного исследования

Основные результаты

2. Геометрические модели координатного соответствия спектрозональных изображений.

2.1. Аналитическая модель геометрического совмещения спутниковых изображений.

2.2. Пирамидальный алгоритм определения координат одноименных точек на спектрозональных снимках.
2.3. Аиалитикорегрессионный алгоритм совмещения снимков высокого пространственного разрешения
Основные результаты
3. Алгоритмы радиометрического комплексирования видеоданных
3.1. Алгоритмы синтеза спектрозональных компонент цветных
снимков.
3.2. Радиометрическое комплексирование теиловизионных
изображений
Основные результаты
4. Реализация систем комплексирования изображений
4.1. Организация вычислительного процесса в системе совмещения изображений
4.2. Структура программного обеспечения формирования цветосинтезированных снимков
4.3. Программное обеспечение панорамной тепловизионной системы наблюдения
Основные результаты.
Заключение
Список литературы


Практически не рассмотрены вопросы формирования по данным разновременной панхроматической и спектрозональной съемки таких 1ЮВ-компонент, которые позволяли бы высококачественно отображать на цветном изображении высотные и движущиеся объекты наблюдаемой сцены, а также формирования высококачественных ИК-сиимков с улучшенными измерительными характеристиками. Крайне мало публикаций по организации высокоскоростной обработки сверхбольших объемов видеоданных на современной вычислительной технике, что является важным при создании технологий массовой обработки данных ДЗЗ для центров приема и обработки спутниковой информации. Цель диссертации состоит в разработке алгоритмического и программного обеспечения высокопроизводительных прецизионных систем комплексирования разновременных изображений от многоматричных сканирующих устройств для получения высококачественных цветосинтезированных и теплови-зионных изображений наблюдаемых объектов. Научная новизна работы предопределяется тем, что в практику ДЗЗ в последние годы стали внедряться многоматричные сканирующие устройства, реализующие принцип разновременного формирования изображений. Этот процесс сопровождается искажающим действием ряда специфических факторов, что требует адекватного их описания и проектирования эффективных алгоритмов геометрического и радиометрического комплексирования видеоданных с целью формирования высококачественных изображений. Практическая ценность работы состоит в том, что на базе предложенных моделей и алгоритмов разработаны подсистемы комплексирования изображений от КА «Ресурс-ДК», «Метеор-М» для программных комплексов Ог-ЦюЫоппЗсап, ОеоБсап, МоЫ1Са1а1о§, 8сапСа1а! Ме1еог8а1Ы и др. ГУ «НИЦ «Планета», НЦ ОМЗ, ЦГЮИ «Самара» и на приемном центре в г. Ереване, а также создана подсистема получения высококачественных тепловизионных изображений в комплексе видеонаблюдения «Панорама». Реализации и внедрение. Диссертационная работа выполнена в Рязанском государственном радиотехническом университете в рамках ОКР №-, №-, №-, №-, №-, №-. Результаты диссертационной работы в виде математического и программного обеспечения внедрены в ФГУП «НИИ точных приборов», ФГУП «Российский НИИ космического приборостроения», ЗАО «Центр наукоемких технологий», что подтверждается актами. Апробации работы. К.Э. Циолковский - 0 лет со дня рождения. Космонавтика. Радиоэлектроника. Актуальные проблемы ракетно-космической техники и ее роль в устойчивом социально-экономическом развитии общества» (Самара, ). Публикации. По теме диссертации опубликовано работ: 7 статей (в том числе 3 статьи по списку ВАК), тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях. Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст работы содержит 9 страниц, рисунков и 9 таблиц. Список литературы на И страницах включает 7 наименований. В приложении на 3 страницах приведены акты внедрения результатов. В системах дистанционного зондирования Земли наряду с одноэлементными сканерами типа АУНЯЯ (КА Ж)АА), МСУ-МР (КА «Метеор-М») и др. РДСА (КА «Монитор-Э»), МСУ-Э (КА «Ресурс-») [1], «Геотон-Л1» (КА «Ресурс-ДК») []. В состав таких сканеров, как правило, входят три ПЗС-матрицы (линейки) - составных или непрерывных, с временной задержкой и накоплением заряда или с одномоментной регистрацией, каждая из которых обеспечивает формирование изображения в одном из поддиапазонов видимой части спектра 0,4-1,0 мкм. В тепловом спектральном диапазоне 3-5 мкм, 8- мкм в последние годы стали появляться сканеры, основанные на многоматричном принципе съемки (датчик МСУ-ГС КА «Электро-Л», система видеонаблюдения «Панорама» 7]). Здесь используется несколько субпиксельно смещенных рядов ИК-приемников, предназначенных для получения изображений с повышенным пространственным разрешением и соотношением сигнал/шум. Рассмотрим основные принципы формирования изображений в видимом и ИК диапазонах спектра с помощью многоматричных сканеров. Сканерные устройства, выполняющие съемку земной поверхности в видимом диапазоне спектра, по принципу действия можно разделить на два типа. Устройства первого типа реализуют спектральное разделение отраженного от земной поверхности потока лучистой энергии Е(Х? Хе) на длине волны Х,,9 где Х3,У3, - координаты точки земной поверхности, по ПЗС-матрицам.