Повышение точности построения карт глубин пространства в активно-импульсной телевизионной измерительной системе с использованием цифровой фильтрации изображений

DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-3-41-48

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: В качестве устройств определения дальности до объектов интереса (ОИ) может быть использована активно-импульсная телевизионная система (АИ ТИС). Применение АИ ТИС распространяется в сфере навигации транспортных средств, а также в области задач по обнаружению объектов при недостаточности естественного освещения и в условиях малопрозрачных сред. Работа посвящена исследованию повышения точности построения карт глубин пространства в АИ ТИС, построенной на базе электронно-оптического преобразователя (ЭОП), при обработке выходных изображений системы фильтром Гаусса, медианным фильтром и 3D-фильтом. Выполнены: сравнительная оценка качества получаемых изображений и оценка измерения дальности. Показано, что применение фильтрации Гаусса обеспечивает одну из самых высоких эффективностей подавления шума на изображениях, получаемых данной системой, и тем самым позволяет строить карты глубин пространства с наивысшей точностью при использовании результата нахождения измерительной функции по методу аппроксимации. К достигнутым параметрам рассматриваемой системы можно отнести точность построения карт глубин по дальности до 4,5 см.

Ключевые слова: фильтрация, электронно-оптический преобразователь, шумовая составляющая, отношение сигнал/шум, измерение дальности

Библиография статьи:
Тисленко А. А. Повышение точности построения карт глубин пространства в активно-импульсной телевизионной измерительной системе с использованием цифровой фильтрации изображений / А. А. Тисленко // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2023. – Т. 26, № 3. – С. 41–48. DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-3-41-48

Авторы и правообладатели:

  • Тисленко А. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. Капустин В.В. Активно-импульсные телевизионные измерительные системы с повышенной устойчивостью к оптическим помехам: дис. … канд. техн. наук. – Томск, 2017. – 118 с.
  • 2. Конюхов А.Л. Критерии оценки отношения сигнал / шум в активно-импульсных телевизионно-вычислительных системах / А.Л. Конюхов, А.Г. Костевич, М.И. Курячий // Доклады ТУСУР. – 2012. – № 2 (26), ч. 1. – С. 111–115.
  • 3. Математическая обработка изображений системы дистанционного зондирования на базе электронно-оптического преобразователя / А.А. Ильин, А.Н. Виноградов, В.В. Егоров, А.П. Калинин, А.И. Родионов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2013. – Т. 10, № 3. – С. 106–113.
  • 4. Виноградов А.Н. Обработка изображений, полученных при дистанционном зондировании системами на базе ЭОП / А.Н. Виноградов, А.А. Ильин // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. Сборник тезисов конференции: матер. VII Всерос. открытой ежегодной конф. – М.: ИКИ РАН, 2009. – Вып. 6.
  • 5. Тисленко А.А. Оценка точности построения карт глубин, полученных активно-импульсной телевизионной измерительной системой по усреднённым и реальным кадрам / А.А. Тисленко, А.С. Толмачева, А.К. Мовчан // Научная сессия ТУСУР–2023: сб. избр. статей научной сессии ТУСУР: матер. междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. – Томск: ТУСУР, В-Спектр, 2023. – Ч. 1. – С. 109–113.
  • 6. Новгородов А.А. Исследование эффективности восстановления изображений, полученных активно-импульсной телевизионной системой с помощью сверточной нейронной сети шумоподавления / А.А. Новгородов, Н.А. Бородина, М. Назарбек // Электронные средства и системы управления: матер. XVII Междунар. науч.-техн. конф. – Томск: ТУСУР, В-Спектр, 2021. – Ч. 2. – С. 223–225.
  • 7. Сылкова Д.А. Повышение качества изображений активно-импульсных телевизионно-вычислительных систем с использованием алгоритмов инверсной фильтрации / Д.А. Сылкова, А.Н. Утемисов, В.В. Капустин // Доклады ТУСУР. – 2017. – Т. 20, № 4. – С. 39–42.
  • 8. High-resolution LIDAR-based depth mapping using bilateral filter / С. Premebida, L. Garrote., A. Asvadi, A.P. Ribeiro, U. Nunes // IEEE 19th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), Rio de Janeiro, Brazil. – 2016. – P. 2469–2474. DOI: 10.1109/ITSC.2016.7795953.
  • 9. Tislenko A.A. Improving the Distance Measurement Accuracy of Active-Pulse Television Measuring Systems Using Polynomial Approximation / A.A. Tislenko, A.K. Movchan, V.V. Kapustin // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). – 2022. – P. 1–6. DOI: 10.1109/SIBCON56144.2022.10002953.
  • 10. Мовчан А.К. Методы и алгоритмы прецизионного измерения дальности в активно-импульсных телевизионных измерительных системах: дис. … канд. техн. наук. – Томск, 2022. – 141 с.
  • 11. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. – М.: Техносфера, 2012. – 1104 с.
  • 12. Трехмерная фильтрация изображений, искажённых смешанным мультипликативно-аддитивным шумом / В.Ф. Кравченко, В.И. Пономарев, В.И. Пустовойт, А. Паласиос-Энрикес // Доклады РАН. Математика, информатика, процессы управления. – 2020. – Вып. 494. – С. 414–417.
  • 13. Ахиезер Н.И. Лекции по теории аппроксимации. – М.: Гостехиздат, 1947. – 324 с.
  • 14. Галеев Э.М. Теория аппроксимации. – Баку: Изд-во МГУ, 2016. – 108 с.
  • 15. Данилов А.М. Интерполяция, аппроксимация, оптимизация: анализ и синтез сложных систем / А.М. Данилов, И.А. Гарькина. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 168 с.
  • 16. Монич Ю.И. Оценки качества для анализа цифровых изображений / Ю.И. Монич, В.В. Старовойтов // Искусственный интеллект. – 2008. – № 4. – С. 376–386.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru