Автоматическое обнаружение и сопровождение динамических объектов на изображениях, формируемых оптико-электронными приборами в условиях априорной неопределенности. Методы и алгоритмы.

Оглавление ......Page 4
Отзыв о книге академика РАН, д.ф.-м.н., проф. А.С. Сигова ......Page 8
Отзыв о книге Героя Социалистического Труда, Лауреата Ленинской премии, чл.-корр. РАН, д.т.н., проф. М.М. Мирошникова ......Page 12
От авторов ......Page 16
Введение ......Page 18
1. Принципы решения задачи обнаружения динамических объектов на изображениях, формируемых ОЭП при априорной неопределенности ......Page 32
1.1. Условия обнаружения ДО в контролируемом ОЭП пространстве ......Page 33
1.2. Принципы описания оптического излучения ДО ......Page 40
1.3. Экспериментальные оценки статистических характеристик оптического излучения фона и ДО. Фрактальные и корреляционные минимальные достаточные статистики ......Page 48
1.4. Принцип обнаружения изменений текущего состояния контролируемого пространства ......Page 62
1.5. Принцип восстановления функций правдоподобия по выборкам фрактальной размерности и максимального собственного значения корреляционной матрицы ......Page 70
Принцип восстановления функции правдоподобия по малой выборке ......Page 71
Принцип восстановления функции правдоподобия по выборке классического объема ......Page 73
1.6. Принцип сегментации изображения на фрагменты при обнаружении ДО. Необходимость введения окон на изображении. Принцип автоматического формирования окон ......Page 77
1.7. Принцип адаптивного обнаружения объектов по малоконтрастным пространственно протяженным и малоразмерным изображениям на фоноцелевых кадрах ОЭП ......Page 82
1.8. Принципы повышения контрастности объекта на изображении ОЭП ......Page 90
Принцип повышения контрастности перепадов на изображении непрерывным вейвлет-преобразованием со специальным образом подобранным вейвлетом ......Page 91
Принцип оценки повышения реального контраста изображения в соответствии с выражением А'£А = (Z?jJA - £ф) / (ВЦА + £ф) с попиксельной конкретизацией понятия «окружающий ДО фон» ......Page 99
1.9. Принципы автоматического построения контура изображения ДО и окружающего его фона по граничным точкам ......Page 100
Принципы построения контура при его аппроксимации эрмитовыми кубическими дефекта 1 и рациональными сплайнами ......Page 101
Принцип построения контура изображения как один из традиционных аналитической геометрии приемов, позволяющий работать лишь с простыми выпуклыми формами изображений второго порядка ......Page 105
1.10. Принцип оценки дальности обнаружения ДО ......Page 106
1.11. Принцип построения метода сопровождения ДО на последовательности фоноцелевых кадров ОЭП ......Page 111
2. Методы и алгоритмы обработки двумерных изображений, формируемых ОЭП при обнаружении динамических объектов ......Page 114
2.1. Методы и алгоритмы фильтрации гауссовых помех на изображении ......Page 115
2.2. Методы и алгоритмы фильтрации фоновых помех при формировании опорного двумерного изображения ......Page 117
Метод покрытий ......Page 120
Метод вычисления корреляционной фрактальной размерности ......Page 122
Спектральный метод ......Page 123
2.4. Вейвлет-адаптивный метод и алгоритм сегментации изображения на текущем фоноцелевом кадре ......Page 124
2.5. Метод и алгоритм формирования опорного изображения по текущему фоноцелевому кадру ......Page 138
2.6. Метод и алгоритм вычисления авто- и взаимной корреляционной матрицы между оконными фрагментами текущего изображения ОЭП и опорным изображением ......Page 141
2.7. Метод и алгоритм вычисления максимального собственного значения авто- и взаимной корреляционной матрицы ......Page 147
3. Критерии и алгоритмы обнаружения и сопровождения динамических объектов на 2D изображениях, формируемых ОЭП ......Page 150
3.1. Критерии и алгоритм обнаружения ДО на пространственно-протяженном изображении в сложных фоновых условиях ......Page 151
Принцип и статистика обнаружения ДО ......Page 153
Статистика обнаружения ДО ......Page 154
Критерий принятия решения об обнаружении ДО ......Page 156
Алгоритм обнаружения ДО ......Page 160
3.2. Критерий и алгоритм обнаружения ДО на сложном фоне по точечному слабоконтрастному изображению, формируемому ОЭП ......Page 164
Точечное слабоконтрастное изображение ......Page 165
Критерий обнаружения ДО ......Page 172
Алгоритм обнаружения ДО ......Page 180
3.3. Вейвлет-фрактально-корреляционный алгоритм повышения и оценки контрастных характеристик изображения ДО ......Page 184
Критерий оценки реального контраста, контрастные характеристики изображения ДО ......Page 185
Принцип и алгоритм вейвлет-фрактально-корреляционного вычисления контрастных характеристик изображения ДО ......Page 188
3.4. Метод и алгоритм сопровождения ДО ......Page 201
Метод решения задачи сопровождения ДО ......Page 202
Алгоритм адаптивного интерполяционного фильтра нелинейного оценивания обстановки ......Page 208
Следствие адаптивного интерполяционного метода ......Page 210
Результаты моделирования ......Page 218
3.5. Анализ фоноцелевой обстановки в зоне контроля ОЭП ......Page 221
Инвариантность к контрасту структурных и энергетических характеристик изображения ......Page 230
Меры сходства для распознавания типа ДО ......Page 232
4. Контроль функционирования ОЭП в режиме обнаружения динамических объектов ......Page 234
Правило верификации ......Page 235
4.2. Метод контроля состояния ОЭП с использованием фрактального шумового тест-сигнала ......Page 241
Проверка работоспособности метода контроля состояния ОЭП ......Page 247
Приложения ......Page 250
П.1. Модуль оцифровки изображения ......Page 252
П.З. Модуль вычисления вейвлет-коэффициентов и координат вершин окон ......Page 253
П.4. Модуль оценки фрактальной размерности изображения в окнах ......Page 257
П.5. Модуль вычисления автокорреляционной матрицы ......Page 258
П.6. Модуль вычисления взаимной корреляционной матрицы между изображениями в окнах текущего фоноцелевого кадра ОЭП и опорным изображением ......Page 259
П.7. Модуль вычисления максимального собственного значения авто- и взаимной корреляционной матрицы ......Page 260
П.9. Модуль фильтрации фрактальных фоновых помех при формировании опорного двумерного сигнала-изображения ......Page 261
П.11. Модуль выделения граничных точек обнаруженного ДО ......Page 264
П. 12. Модуль построения контуров обнаруженных ДО ......Page 265
Заключение ......Page 267
Литература ......Page 275
ПРИЛОЖЕНИЕ: Оглавление книг серии «Конфликтно-устойчивые радиоэлектронные системы» ......Page 287