Ідентифікація та аналіз багатокомпонентних фотограмметричних зображень проекційної природи

3. Розробка алгоритмiчної бази та прикладних методик автоматизованої iдентифiкацiї проекцiйних зображень фiзичних об’єктiв, отриманих засобами дальньої фотограмметрiї в оптичному та інфрачервоному дiапазонах.

Методи дослідження. Для розв’язання поставлених у роботі задач використано методи теорії груп точкових геометричних перетворень, теорії параметризації, проективної та обчислювальної геометрії, дискретного геометричного моделювання, значний внесок у розвиток яких зробили Ю. І. Бадаєв, В. В. Ванін, М. С. Гумен, С. М. Ковальов, Ю. М. Ковальов, В. М. Корчинський, Л. М. Куценко, В. Є. Михайленко, Є. В. Мартин, А. В. Найдиш, В. М. Найдиш, М. Нолл, В. С. Обухова, А. В. Павлов, О. Л. Підгорний, С. Ф. Пилипака, Ю. П. Питьєв, Б. А. Розенфельд, К. О. Сазонов, І. А. Скидан та ін.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Вперше побудовані багатовимірні геометричні моделі подання у просторі інформаційних параметрів класів еквівалентності форм проекційних БКЗ, які визначаються перетвореннями, пов’язаними зі зміною позиційних умов проекціювання.

2. Одержано аналітичний опис просторових конфігурацій, які подають у просторі ІХ класи еквівалентності геометричних форм БКЗ при варіюванні умов їх фіксації у дискретизованому вигляді.

3. Запропонована нова інформаційно-геометрична модель подання проекційних БКЗ, одержаних в умовах багатоспектральної зйомки, при неточковій відповідності об’єкта та зображення.

4. На основі розвинутих інформаційно-геометричних моделей БКЗ запропоновані нові методики їх ідентифікації та морфологічного аналізу шляхом вирі-шення позиційних і метричних задач багатовимірної геометрії простору моделі.

Достовірність та обгрунтованість результатів підтверджується доведеннями основних теоретичних положень роботи, граничними переходами до відомих окремих випадків, одержаних в рамках інших теоретичних підходів, та впровадженнями.

Практичне значення одержаних в роботi результатiв визначається суттєвим пiдвищенням ефективностi автоматизованого аналiзу зображень, алгоритмiчною базою якого є розробленi інформаційно-геометричнi моделi, i складається з таких компонентiв:

• економiї обчислювальних ресурсiв, потрiбних для морфологічного аналізу та ідентифікації БКЗ внаслiдок зменшення кiлькостi еталонних зображень;

• пiдвищення точностi та достовірності прийняття рiшень про iдентифiкацiю з можливiстю їх контролю (попереднього завдання) та пов’язаною з цим оптимiзацiєю обсягів обчислювальних ресурсiв;

• економiї матерiальних i трудових ресурсiв при експлуатацiї запропонованих методик.

Практичне значення результатів підтверджується впровадженням в ДКБ "Південне" та НВП "Хартрон-КОНСАТ" при розпізнаванні та інтерпретації фотограмметричних зображень, одержаних з космічних апаратів "Океан-О" та "Січ-1".

Особистий внесок здобувача.

1. Багатовимірні інформацiйно-геометричні моделі проекційних БКЗ різного типу (растрових, одержаних шляхом відсікання за рівнем яскравості та у різних спектральних діапазонах).

2. Теоретичнi основи геометричного моделювання форм БКЗ із урахуванням неточкової відповідності об’єкта та проекційного зображення, зумовленої дифракційними явищами при фіксації випромінення-носія відеоінформації.

3. Методики та алгоритми:

• iдентифiкацiї геометричних форм БКЗ, сформованих апаратними засобами дальньої фотограмметрії при растровому способі їх фіксації та подання;

• позиційно-інваріантного розпізнавання форм БКЗ, одержаних відсіканням за рівнем яскравості;

• ідентифікації та морфологічного аналізу ізопланатичних БКЗ, окремі компоненти яких сформовано у різних спектральних діапазонах випромінення-носія відеоінформації.

Конкретний внесок у публікаціях, виконаних у співавторстві з науковим керівником д.т.н., проф. Корчинським В.М., полягає у розв’язанні поставлених окремих задач дослідження, їх формалізації та комп’ютерній реалізації.

Апробацiя результататiв дисертацiї. Основнi результати дисертацiйної роботи доповiдалися та обговорювалися на Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми геометричного моделювання” (м. Харків, 2001 р.); Міжнародній конференції з математичного моделювання МКММ’2002 (м. Херсон, 2002 р.); Всеукраїнській міжнародній конференції з оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів “УкрОбраз-2002” (м. Київ, 2002 р.); щорічних наукових конференціях Дніпропетровського національного університету (2000 – 2002 рр.); науковому семінарі кафедри нарисної геометрії, інженерної та машинної графіки Київського національного університету будівництва і архітектури під керівництвом д. т. н., професора В. Є. Михайленка (м. Київ, 2002 р.); науковому семінарі кафедри нарисної геометрії та інженерної графіки Таврійської державної агротехнічної академії під керівництвом д. т. н., професора В. М. Найдиша (м. Мелітополь, 2002 р.).

Публiкацiї. Основні результати дисертації опубліковані в 7 роботах (5 статей у фахових збірниках наукових праць, 2 публікації у матеріалах та працях конференцій).

Дисертація складається з вступу, переліку умовних позначень, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 115 найменувань, чотирьох додатків. Загальний обсяг роботи 154 с.; вона містить 39 рис. та 3 таблиці.

 

 

У вступі розкрито зміст і стан наукової проблеми, її теоретичну та прикладну значущість; сформульовано цілі та задачі дослідження, його наукову новизну; подається загальна характеристика роботи.

У першому розділі наведено огляд сучасного стану проблеми ідентифікації та морфологічного аналізу зображень проекційної природи, розглянуто методи загальної теорії розпізнавання образів в інтерпретації таких зображень. У загальній постановці проблема розпізнавання образів полягає у віднесенні об’єкта, пред’явленого до аналізу, одному з класів еквівалентності, які визначаються низкою спільних характеристик. Стосовно розпізнавання зображень як об’єктів аналізу, в якості таких характеристик приймаються параметри геометричної форми та (або) розподілу яскравості. Найбільш поширений спосіб розпізнавання зображень базується на зіставленні об’єкта розпізнавання з еталоном. У цьому зв’язку зазначено неефективність такого зіставлення шляхом безпосереднього порівняння, оскільки зовнішній вигляд зображення (ГФ та розподіл яскравості) суттєво залежать від комплексу умов його формоутворення. З позицій забезпечення інваріантності