Разработано новое направление в теории и практике цифровой обработки
изображений, формируемых оптико-электронными приборами
в сложных условиях функционирования при априорной неопределенности
относительно контролируемой фоновой обстановки.
Направление основано на вейвлет-фрактально-корреляционных
свойствах выборки измерений оптико-электронным прибором.
Для специалистов, проектирующих программные комплексы обработки
информации в оптико-электронных информационных системах,
а также студентов, аспирантов и преподавателей вузов, занимающихся
иконикой и проектированием информационных оптикоэлектронных
систем.
Author(s): Катулев А.Н., Храмичев А.А., Я гольников С.В.
Publisher: Радиотехника
Year: 2018
Language: Russian
Commentary: Монография
Pages: 408
City: М.
Оглавление
Предисловие.............................................................................................8
Введение..................................................................................................12
Глава 1
ОБНАРУЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
НА ИЗОБРАЖЕНИЯХ, ФОРМИРУЕМЫХ ОЭП
ПРИ АПРИОРНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
1.1. Условия обнаружения динамических объектов
в контролируемом ОЭП пространстве...................................... 28
1.2. Образование оптического излучения Д О .................................36
1.3. Экспериментальные оценки
статистических характеристик оптического излучения
фона и ДО. Фрактальные и корреляционные
минимальные достаточные статистики..................................... 44
1.4. Семейство вейвлетов на основе волновой
вытянутой сфероидальной функции нулевого порядка
для вейвлет-анализа реализаций измерений
пространственных координат
обнаруживаемых ОЭП ДО............................................................59
1.5. Обнаружение изменений текущего состояния
контролируемого пространства.................................................. 75
1.6. Восстановление функций правдоподобия
по выборкам фрактальной размерности
и максимального собственного значения
корреляционной матрицы.............................................................82
Восстановление функции правдоподобия по малой выборке........83
Восстановление функции правдоподобия
по выборке классического объема....................................................86
1.7. Сегментация изображения на фрагменты
при обнаружении ДО. Введение окон на изображении.
Автоматическое формирование окон.........................................90
1.8. Адаптивное обнаружение объектов
по малоконтрастным пространственно протяженным
и малоразмерным изображениям
на фоноцелевых кадрах ОЭП...................................................... 95
1.9. Контрастность объекта на изображении ОЭП.......................104
1.10. Автоматическое построение контура изображения ДО
и окружающего его фона по граничным точкам....................115
1.11. Оценка дальности обнаружения ДО........................................ 121
1.12. Построение алгоритма сопровождения ДО
на последовательности фоноцелевых кадров ОЭП................127
Глава 2
ОБРАБОТКА ДВУМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ,
ФОРМИРУЕМЫХ ОЭП ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ
ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ
2.1. Методы и алгоритмы фильтрации гауссовских помех
на изображении.............................................................................132
2.2. Фильтрация аппликативных фоновых помех
при формировании опорного
двумерного изображения............................................................134
2.3. Методы и алгоритмы оценки фрактальной размерности
изображения как мультифрактала
на текущем фоноцелевом кадре................................................ 137
2.4. Вейвлет-адаптивный метод
и алгоритм сегментации изображения
на текущем фоноцелевом кадре.................................................141
2.5. Сегментация изображения фоноцелевого кадра....................156
2.6. Метод и алгоритм вычисления авто- и взаимной
корреляционной матрицы между оконными фрагментами
текущего изображения ОЭП
и опорным изображением...........................................................160
2.7. Метод и алгоритм вычисления
максимального собственного значения
авто- и взаимной корреляционной матрицы...........................166
Глава 3
ОБНАРУЖЕНИЕ И СОПРОВОЖДЕНИЕ
ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
НА 2D ИЗОБРАЖЕНИЯХ
3.1. Обнаружение динамических объеков
на пространственно протяженном изображении
в сложных фоновых условиях.................................................. 170
Принцип и статистика обнаружения
динамических объектов..................................................................172
Статистика обнаружения динамических объектов........................173
Критерии принятия решений об обнаружении
динамических объектов..................................................................175
Показатели качества алгоритма обнаружения
динамических объектов..................................................................182
3.2. Критерий и алгоритм обнаружения
динамических объектов на сложном фоне
по точечному слабоконтрастному
изображению ОЭП......................................................................184
Критерий обнаружения динамических объектов...........................192
Алгоритм обнаружения динамических объектов.......................... 200
Оценка показателей качества алгоритма обнаружения
динамических объектов..................................................................201
3.3. Вейвлет-фрактально-корреляционный алгоритм
повышения и оценки контрастных характеристик
изображения динамических объектов.....................................204
Критерий оценки реального контраста,
контрастные характеристики изображения
динамического объекта...................................................................205
Вейвлет-фрактально-корреляционное вычисление
контрастных характеристик изображения
динамических объектов..................................................................208
3.4. Анализ фоноцелевой обстановки
в зоне контроля ОЭП.................................................................. 222
Глава 4
РАСПОЗНАВАНИЕ ТИПОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ,
ОБНАРУЖИВАЕМЫХ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ ПРИБОРОМ
4.1. Вейвлет-фрактально-корреляционный метод
и алгоритм распознавания типа динамического объекта,
обнаруживаемого ОЭП...............................................................236
4.2. Структурно-адаптивный иерархический алгоритм
распознавания обнаруживаемых
оптико-электронным прибором динамических объектов,
движущихся по близким и неблизким траекториям
на конечном отрезке времени.................................................... 257
4.3. Показатели качества и оценка робастности алгоритма
распознавания типа динамического объекта,
обнаруживаемого на конечной последовательности
2D фоноцелевых кадров оптико-электронного прибора....295
Глава 5
СОПРОВОЖДЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
5.1. Метод решения задачи сопровождения
динамических объектов.............................................................319
5.2. Алгоритм адаптивного интерполяционного фильтра
нелинейного оценивания...........................................................326
5.3. Следствие адаптивного интерполяционного метода........... 328
5.4. Результаты моделирования.......................................................336
Глава 6
КОНТРОЛЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОЭП
В РЕЖИМЕ ОБНАРУЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
6.1. Стохастическая эквивалентность теоретических
и экспериментальных оценок оптического излучения
динамических объектов............................................................ 342
6.2. Метод контроля состояния ОЭП
с использованием фрактального шумового тест-сигнала ...348
Глава 7
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗОВЫХ МОДУЛЕЙ
КОМПЛЕКСНОГО АЛГОРИТМА В СИСТЕМЕ MATLAB
7.1. Модуль оцифровки изображения........................................... 359
7.2. Модуль фильтрации гауссовских помех
на изображении........................................................................... 359
7.3. Модуль вычисления вейвлет-коэффициентов.......................360
7.4. Модуль вычисления координат вершин окон
для сегментации изображения.................................................. 362
7.5. Модуль оценки фрактальной размерности изображения
в окнах.......................................................................................... 366
7.6. Модуль вычисления автокорреляционной матрицы...........367
7.7. Модуль вычисления взаимной корреляционной матрицы
между изображениями в окнах текущего
фоноцелевого кадра ОЭП и опорным изображением.......... 368
7.8. Модуль вычисления максимального собственного значения
авто- и взаимной корреляционной матрицы..........................369
7.9. Модуль первичного обнаружения динамического объекта
по критерию Неймана-Пирсона...............................................370
7.10. Модуль фильтрации фрактальных фоновых помех
при формировании опорного двумерного
сигнала-изображения................................................................. 371
7.11. Модуль принятия решения об обнаружении
бинарным накопителем динамического объекта
на изображении ОЭП................................................................. 373
7.12. Модуль выделения граничных точек обнаруженного
динамического объекта..............................................................374
7.13. Модуль построения контуров обнаруженных
динамических объектов............................................................. 375
7.14. Модуль распознавания типа динамического объекта
по критерию неблизких гипотез............................................... 376
7.15. Модуль распознавания типа динамического объекта
по критерию близких гипотез.................................................. 379
Заключение.......................................................................................... 382
Литература........................................................................................... 392
