Диссертация (1095112)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЕФИМОВ АЛЕКСЕЙ ИГОРЕВИЧРазработка и исследование алгоритмов совмещения изображений отбортовых видеодатчиков с виртуальной моделью местностиСпециальность 05.13.17 – Теоретические основы информатикиДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководительНикифоров Михаил Борисович,кандидат технических наук, доцентРязань 20162ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................
5ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ И МЕТОДОВ СОВМЕЩЕНИЯИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ УЛУЧШЕННОГО ВИДЕНИЯ ........................... 161.1 Алгоритмы и методы предварительной обработки изображений с целью ихпоследующего совмещения в авиационных системах видения ............................... 171.2 Корреляционные методы совмещения .............................................................. 181.2.1 Систематизация и анализ критериальных функций, пригодных дляиспользования в системах улучшенного видения .....................................................
181.2.2 Корреляционная критериальная функция ................................................. 181.2.3 Разностные критериальные функции ......................................................... 191.2.4 Парные критериальные функции ...............................................................
201.4 Методы поиска глобального экстремума в задачах многоэкстремальнойоптимизации................................................................................................................... 231.4.1 Метод мультистарт ...................................................................................... 281.4.2 Туннельный алгоритм..................................................................................
291.4.3 Сетки и методы покрытий ........................................................................... 301.4.4 Поиск с запретами ........................................................................................ 311.4.5 Генетические алгоритмы ............................................................................. 321.5 Некорреляционные методы совмещения изображений .................................. 351.6 Обзор дескрипторов ключевых точек ...............................................................
361.6.1 Дескриптор SURF......................................................................................... 371.6.2 Дескриптор SIFT .......................................................................................... 401.6.3 Выводы по применимости дескрипторов для совмещения разнородныхизображений...................................................................................................................
431.7 Основные выводы по главе ................................................................................ 43Постановка задач исследования .............................................................................. 45ГЛАВА 2. АЛГОРИТМЫ СОВМЕЩЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХКОМБИНИРОВАННОГО ВИДЕНИЯ ........................................................................ 462.1 Сравнение и выбор видов критериальных функции .......................................
4632.2 Совмещение изображений с помощью аффинных преобразований ............. 522.3Некорреляционноесовмещениесприменениемдробно-линейныхпреобразований.............................................................................................................. 542.3.1 Алгоритм построения матрицы гомографии по минимальному числуключевых точек. ............................................................................................................ 542.3.2Разработкаалгоритмапостроенияматрицыгомографиипопроизвольному числу ключевых точек ....................................................................... 592.3.3 Разработка алгоритма выделения значимых объектов ............................
612.3.4 Разработка алгоритма получения связных контуров ............................... 642.3.6 Разработка алгоритма сокращения количества точек в контурах .......... 672.3.7 Разработка алгоритма установления однозначного соответствия междуугловыми точками ......................................................................................................... 702.3.7 Разработка алгоритма отбраковки недостоверных пар ключевых точек 722.3.8 Пошаговый алгоритм поиска матрицы гомографии ................................ 792.4 Алгоритм совмещения изображений на основе единственной парыключевых точек ............................................................................................................. 802.5 Основные выводы по главе ................................................................................
89ГЛАВА3.АЛГОРИТМЫОЦЕНКИКАЧЕСТВАСОВМЕЩЕНИЯИЗОБРАЖЕНИЙ ........................................................................................................... 913.1 Постановка задачи по оценке качества совмещения изображений ............... 923.2 Классификация существующих подходов к оценке качества совмещения .. 933.3 Алгоритмы сравнения площадей пересекающихся контуров протяженныхобъектов..........................................................................................................................
973.4 Алгоритм оценки качества совмещения на основе межпиксельногорасстояния .................................................................................................................... 1013.5 Алгоритм оценки качества совмещения на основе углов между линиямиконтуров ....................................................................................................................... 1063.6 Варианты совместного использования предлагаемых подходов по оценкекачества совмещения ..................................................................................................
1123.7 Основные выводы по главе .............................................................................. 1134ГЛАВА4.ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКИЕСРЕДСТВАИССЛЕДОВАНИЯ И АПРОБАЦИИ ПРЕДЛАГАЕМЫХ АЛГОРИТМОВ ......... 1154.1 Проектирование программного обеспечения для исследования алгоритмовотладки изображений .................................................................................................. 1154.1.1 Структура программного обеспечения ....................................................
1154.1.2 Описание отдельных модулей программного обеспечения .................. 1164.2 Методика проведения экспериментов ............................................................ 1204.2 Исследование методов поиска глобального экстремума .............................. 1224.2.1 Метод покрытий ......................................................................................... 1224.2.2 Мультистарт................................................................................................
1244.2.3 Генетический алгоритм ............................................................................. 1264.3 Исследование алгоритма совмещения по единственной паре ключевыхточек.............................................................................................................................. 1294.3.1 Исследование методов оценки качества совмещения изображений .... 1294.3.2 Сравнительный анализ трудоемкости алгоритмов совмещения ...........
1354.3 Применение алгоритма совмещения с использованием произвольногоколичества пар ключевых точек ................................................................................ 1374.4 Описание аппаратной реализации предлагаемых алгоритмов ..................... 1464.4.1 Реализация алгоритма преобразования одного изображения к плоскостидругого с применением матрицы гомографии ......................................................... 1484.4.2 Реализация алгоритма оценки качества совмещения изображений наоснове межпиксельного расстояния .......................................................................... 1504.5 Основные выводы по главе .............................................................................. 152ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...........................................................................................................
153СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .............................. 155СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 156ПРИЛОЖЕНИЕА.КОПИИАКТОВВНЕДРЕНИЯРЕЗУЛЬТАТОВДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ………………..…………….…………………..165ПРИЛОЖЕНИЕ Б. КОПИИ СВИДЕТЕЛЬСТВ О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММДЛЯ ЭВМ………………………………………………………………………….…1695ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. В авионике перспективных летательныхаппаратов(ЛА)должнаосуществлятьсякомплекснаяобработкавидеоинформации от датчиков системы технического зрения (СТЗ) и изображениявиртуальной модели местности (ВММ), формируемого на базе априорнойцифровой картографической информации с использованием навигационныхданных. Цель комплексной обработки информации заключается в формированиимаксимально полной и адекватной информации о текущей ситуации в воздушномпространстве и наземной инфраструктуре аэропорта в сложных условияхвидимости и, как следствие, существенно повысить безопасность полетов иособенно в сложных метеоусловиях и на этапе посадки воздушного судна.Совокупностьинформацииисредств,ееобеспечивающихотображениеэкипажу,комплекснуюпринятообработкуназыватьсистемойкомбинированного видения (Combined Vision System – CVS), которая должна нетолько отвечать требованиям и выполнять функции двух систем: системыулучшенноговидения(EnhancedVisionSystem–EVS)исистемысинтезированного видения (Synthetic Vision System – SVS), включающейформирование ВММ, но и обладать новыми возможностями, связанными содновременной совместной индикацией EVS и SVS изображений [1].
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
