Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.A.201

Примеры использования секвентного преобразования для предварительной обработки изображения местности

Григорьев А.Н. (1), Дудин Е.А. (1), Иванов В.С. (1), Тимашевский А.А. (1)
(1) Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия
Пространственно-частотные преобразования двумерных сигналов широко используются в различных областях обработки изображений, в частности в методах и средствах обработки данных дистанционного зондирования Земли. В настоящее время для цифровой обработки сигналов существует перечень пространственно-частотных преобразований, но в силу объективных причин наиболее широкое распространение для выполнения пространственно-частотного преобразования сигналов различной размерности получили методы на основе преобразования Фурье. При этом определенными преимуществами характеризуются преобразования, относящиеся к классу секвентных преобразований, что определяет актуальность тематики исследования.
В работе исследована возможность реализации альтернативного подхода к выполнению фильтрации изображения в частотной области, используемого для решения прикладных задач в области обработки данных дистанционного зондирования Земли. Вместо традиционного преобразования Фурье предлагается использовать ортогональные преобразования, относящиеся к классу секвентных преобразований. Основное преимущество использования секвентных преобразований состоит в снижении вычислительной сложности прямого и обратного преобразований, что позволяет реализовать решение прикладной задачи на основе мобильных вычислительных платформ в режиме, близком к реальному времени. Для получения спектра двухмерного изображения (массива частотных коэффициентов) применяется математический аппарат преобразования Уолша-Адамара, на основе которого разработан алгоритм фильтрации изображения в частотной области. Основные этапы алгоритма включают процедуры прямого и обратного двухмерного преобразования Уолша-Адамара с промежуточной коррекцией массива частотных коэффициентов.
Работоспособность предложенного алгоритма экспериментально проверена по реальным изображениям, полученным оптико-электронными камерами при ведении съемки поверхности Земли с летательных и космических аппаратов. Представлены примеры результатов выполнения низкочастотной и высокочастотной фильтрации и определены направления исследования и использования разработанного алгоритма фильтрации изображения. Например, реализованную высокочастотную фильтрацию целесообразно рассматривать в качестве предварительной процедуры получения границ объектов в составе алгоритмов контурного анализа изображений. Кроме того, полученные примеры низкочастотной фильтрации позволяют предложить использование разработанного алгоритма фильтрации для подавления импульсного шума, сглаживания и сокращения избыточности представления изображений.

Ключевые слова: цифровая обработка изображения, секвентное преобразование, преобразование Уолша-Адамара, спектр изображения, фильтрация в частотной области.
Литература:
  1. Григорьев А.Н., Дудин Е.А. Метод адаптивного сжатия спутниковых изображений земной поверхности // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 3. С. 179-184. DOI: 10.17586/0021-3454-2015-58-3-179-184.
  2. Григорьев А.Н., Дудин Е.А. Метод сокращения избыточности данных оптико-электронного дистанционного зондирования земли на основе реструктуризации полутоновых изображений // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 10. С. 26-32. DOI: 10.17586/1023-5086-2018-85-10-26-32.

Презентация доклада

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных

16