Том 54 № 3 2018 (МАЙ – ИЮНЬ)
СОДЕРЖАНИЕ НОМЕРА
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
1. Дмитриев Е. В., Козодеров В. В., Дементьев А. О., Сафонова А. Н. Комплексирование классификаторов в задаче тематической обработки гиперспектральных аэрокосмических изображений
Аннотация:
Рассмотрена задача тематической обработки гиперспектральных аэрокосмических изображений. Предлагаемая методика, основанная на алгоритме декодирования, позволяет построить эффективный алгоритм многоклассовой классификации на основе комбинации стандартных алгоритмов бинарной классификации различной сложности. Приведено обоснование выбора конфигурации алгоритма классификации. С помощью тестовых расчётов на основе модельных и реальных данных показана эффективность использования предлагаемого подхода для распознавания объектов по гиперспектральным изображениям.
Страницы: 3-13
DOI: 10.15372/AUT20180301
2. Асмус В. В., Бучнев А. А., Кровотынцев В. А., Пяткин В. П., Салов Г. И. Комплекс программного обеспечения PlanetaMonitoring в прикладных задачах дистанционного зондирования
Аннотация:
Представлен программный комплекс PlanetaMonitoring, разработанный совместно Научно-исследовательским центром «Планета» и Институтом вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, который реализует программные технологии предварительной и тематической обработки многозональных спутниковых изображений оптического, инфракрасного и микроволнового диапазонов. Рассмотрено использование некоторых технологий предварительной обработки спутниковых данных, в частности яркостные и геометрические преобразования, геокодирование и составление обзорных монтажей. Описана тематическая обработка многозональных спутниковых изображений программными технологиями распознавания объектов (без обучения и с обучением), выделения и картирования линеаментов и кольцевых структур, а также определения пространственного перемещения природных объектов (ледяных полей, водных масс, облачных образований в атмосфере) по разновременным спутниковым изображениям. Эти программные технологии были использованы при решении ряда прикладных задач дистанционного зондирования Земли.
Страницы: 14-23
DOI: 10.15372/AUT20180302
3. Фаворская М. Н., Пахирка А. И., Зотин А. Г., Буряченко В. В. Создание панорамных аэрофотоснимков на основе многополосного смешивания
Аннотация:
Панорамный аэрофотоснимок, составленный из набора последовательных изображений, полученных с беспилотного летательного аппарата, позволяет более точно распознавать визуальные объекты. Автоматическая сшивка аэрофотоснимков представляет собой сложную техническую задачу, особенно при наличии артефактов регистрирующей аппаратуры и условий съёмки. Считается, что последовательность сшиваемых изображений известна и определяется полётной траекторией. Предлагается метод сшивки аэрофотоснимков на основе выравнивания освещённости и многополосного смешивания. Исследованы возможности применения точечных дескрипторов SURF, FAST, FAST-ER и KAZE для сшивки изображений. Показано, что точечные дескрипторы на основе нелинейной диффузной фильтрации дают лучшие результаты по точности при наличии глобальных и/или локальных визуальных искажений сшиваемых изображений.
Страницы: 24-31
DOI: 10.15372/AUT20180303
4. Морозов Ю. В., Райфельд М. А., Спектор А. А. Обработка сейсмических сигналов для оценки траектории движущегося транспортного средства
Аннотация:
Рассмотрено применение энергетических параметров сигналов для оценки движения объектов с непрерывным воздействием на грунт в системах пассивной сейсмической локации. Предложены статистики для измеренных значений мощностей сигналов с учётом энергетических свойств среды. Проанализировано влияние перемещения объекта на отношение мощностей сигналов на различных датчиках. Приведены результаты проверки алгоритма оценки параметров траектории прямолинейного движения автомобиля.
Страницы: 32-38
DOI: 10.15372/AUT20180304
5. Якубайлик О. Э., Кадочников А. А., Токарев А. В. Геоинформационная веб-система и приборно-измерительное обеспечение оперативной оценки загрязнения атмосферы
Аннотация:
Рассматривается опыт исследований и разработок программных и аппаратных средств для мониторинга загрязнения атмосферы промышленного города, выполненных в Институте вычислительного моделирования СО РАН. Обсуждаются функциональные возможности, архитектурные особенности, пользовательский интерфейс распределённой геоинформационной веб-системы экологического мониторинга г. Красноярска, которая создаётся в сервис-ориентированной архитектуре. Реализованы сбор данных с автоматизированных постов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, сервисы агрегации и представления информации в виде интерактивных графиков и тематических карт в веб-интерфейсе. Разработан оригинальный прибор для измерения уровня загрязнения атмосферы мелкодисперсной пылью (PM2.5), данные с которого в реальном времени поступают в систему через сотовую сеть. Сформирована система интегральной оценки уровня загрязнения атмосферы, основанная на вычислениях индекса качества атмосферы (AQI).
Страницы: 39-46
DOI: 10.15372/AUT20180305
6. Громилин Г. И., Косых В. П., Дражников Б. Н., Козлов К. В., Васильев В. Н. Оценивание скорости сканирования случайной текстуры многорядным фотоприёмником
Аннотация:
Сканирующие приборы, использующие набор взаимно смещённых фотоприёмных линеек для повышения частоты отсчётов в направлении, ортогональном направлению сканирования, требуют высокой степени стабилизации скорости сканирования для обеспечения высокого качества формируемого изображения. Предлагается новый способ оценивания скорости сканирования, основанный на анализе смещений изображений произвольной случайной текстуры, создаваемых линейками в процессе сканирования. Посредством имитационного моделирования исследуется зависимость точности различных методов оценивания скорости от статистических характеристик текстуры. Показано, что даже при достаточно высоком уровне случайного шума (С/Ш = 10) на изображениях с текстурой, обеспечивающей выполнение критерия Найквиста для каждой линейки, ошибки оценивания скорости сканирования не превышают 0,1 % от номинального значения.
Страницы: 47-53
DOI: 10.15372/AUT20180306
7. Богачев И. В., Левенец А. В., Чье Ен Ун. Способ обратимого сжатия кадров измерительных данных на основе "паркетного" разбиения
Аннотация:
Рассмотрено представление измерительных данных как битовое пространство. Предложены способ и базирующийся на нём алгоритм обратимого геометрического сжатия кадров измерительных данных, в основе которого лежит их преобразование к битовому виду с последующим отображением на плоскость и разбиением на строго однородные области. Приведены экспериментальные результаты, показывающие, что предложенный алгоритм обеспечивает достаточно высокую общую эффективность сжатия.
Страницы: 54-60
DOI: 10.15372/AUT20180307
8. Катулев А. Н., Малевинский М. Ф. Вейвлет-распознавание типа динамического объекта, обнаруживаемого оптико-электронным прибором
Аннотация:
Предложен алгоритм автоматического распознавания типа динамического объекта, обнаруживаемого оптико-электронным прибором при априорной неопределённости о текущей фоноцелевой обстановки. Распознавание осуществляется по выборкам статистик в виде энергий вейвлет-спектров измерений координат угла места, азимута и вычисленной максимальной дальности обнаруживаемого объекта. Критерий распознавания несмещённый, наиболее мощный. Моделированием установлены высокая эффективность и реализуемость алгоритма в реальном масштабе времени на современных ПЭВМ.
Страницы: 61-69
DOI: 10.15372/AUT20180308
9. Ющенко В. П., Легкий В. Н., Литвиненко С. А., Буднов С. А. Анализ влияния поверхностных волн от движущегося объекта на его изображение при реконструкции с использованием апертурного синтеза
Аннотация:
Рассмотрена реконструкция изображения сечения тонкой проволоки, полученного с помощью ультразвукового локатора в водной среде на частоте 1,3 МГц при монохроматическом зондирующем сигнале. Реконструкция изображения осуществлена с использованием синтезированной апертуры путём корреляционной обработки траекторного доплеровского сигнала с рассчитанными опорными траекторными сигналами от точечных объектов. Учтено мешающее действие на реконструкцию изображения отражённой ультразвуковой волны от поверхностной волны, оставляемой движущейся проволокой. Приведены результаты реконструкции изображения сечения проволоки по модельным и экспериментальным траекторным сигналам при наличии поверхностной волны.
Страницы: 70-77
DOI: 10.15372/AUT20180309
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
10. Власов Е. В. Способы повышения контраста комбинированных изображений и линейности стимула аккомодации глаза в мультифокальных трёхмерных дисплеях
Аннотация:
Анализируется контраст комбинации двух планов-изображений, разнесённых вдоль зрительной оси глаза для стимулирования аккомодации в -дисплеях. Предложено два способа нормализации на основе индивидуальных и групповых расчётов оптимальных коэффициентов комбинаций для разных диаметров зрачка глаза при заданном разрешении изображений.
Страницы: 78-84
DOI: 10.15372/AUT20180310
11. Климов А. В., Меледин В. Г., Аникин Ю. А., Куликов Д. В., Кротов С. В., Кабардин И. К. Спектральный метод детектирования сигналов лазерного доплеровского измерителя скорости турбулентных потоков
Аннотация:
Предложен спектральный метод детектирования сигналов лазерного доплеровского измерителя скорости турбулентных процессов. Метод основан на адаптированном под ширину спектральной плотности мощности сигнала оценивании соотношения сигнал/шум и сравнении его с порогом распознавания. В ходе численного моделирования показано, что величина неравномерности оценок сигнал/шум составляет 1 % при различных скоростях турбулентного процесса. В физических экспериментах по измерению аэродинамических турбулентных процессов показано, что предложенный метод позволил устранить ошибки вычисления среднего и разброса скоростей в 15 и 78 %, удалив из системы обработки сигналы с низким отношением сигнал/шум, и уменьшить величину неравномерности оценок сигнал/шум в сравнении с известным методом Тропиа для широкого диапазона турбулентных скоростей.
Страницы: 85-93
DOI: 10.15372/AUT20180311
12. Варданян В. А. Методика оценки и компенсация шума биений между поднесущими OFDM-сигнала в волоконно-оптических системах передачи с прямым фотодетектированием
Аннотация:
Разработана математическая модель для расчёта шума биений, возникающих во время фотодетектирования однополосного оптического сигнала с множеством ортогональных поднесущих каналов. Модель позволяет оценить спектральное распределение шума биений, а также искажения уровней поднесущих из-за дисперсии волокна. Исследуются влияние шума биений на ортогональные поднесущие каналы, способы увеличения пропускной способности системы передачи и метод компенсации шума на принимающей стороне.
Страницы: 94-103
DOI: 10.15372/AUT20180312
13. Гужов В. И., Ильиных С. П., Марченко И. О. Метод повышения пространственного разрешения в цифровой голографической микроскопии
Аннотация:
Рассматривается новый метод повышения пространственного разрешения в цифровой голографической микроскопии, основанный на дополнении исходной голограммы результатами измерений, полученных при пространственном сдвиге фотоприёмного устройства на величину, меньшую значения используемого разрешения. В отличие от известных методов новый метод не требует решения системы уравнений.
Страницы: 104-110
DOI: 10.15372/AUT20180313
14. Крастева А., Насыров Р. К., Петров Н., Гатева С., Карталева С., Насыров К. А. Особенности спектра 85Rb в ячейке с антирелаксирующим покрытием
Аннотация:
Экспериментально и теоретически изучается деформация спектра D1-линии85Rb в оптических ячейках с антирелаксирующим покрытием внутренних стенок ячейки. Обнаружено, что форма спектра существенно зависит от скорости и направления изменения частоты лазера. Эти особенности находят физическое объяснение и подтверждаются численным моделированием. Обсуждается влияние магнитного поля на форму спектра.
Страницы: 111-118
DOI: 10.15372/AUT20180314
15. Боршевников А. Н., Дементьев Д. А., Леонов Е. В., Ляхов Д. М., Сохарева Г. Н., Черных А. В., Шанин Ю. И., Щипалкин В. И. Управление адаптивной оптической системой с деформируемыми зеркалами низкого и высокого пространственных разрешений
Аннотация:
Кратко описаны методы управления двумя деформируемыми зеркалами, одно из которых корректирует аберрации высокой пространственной частоты, а другое – аберрации низкой пространственной частоты. Приведены результаты начальных экспериментов по отработке алгоритмов управления такими деформируемыми зеркалами.
Страницы: 119-125
DOI: 10.15372/AUT20180315
