Двадцать первая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXI.A.213
Градиентная морфология в оценивании параметров объектов в изображениях
Терентьев Е.Н. (1), Махнюк М.В. (1), Балабан Е.Д. (1), Романов Д.Р. (1), Шацков И.А. (1)
(1) МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет, Moscow, Россия
На проблему по поиску вихрей в космических изображениях наше внимание обратили Перов С.П. и Показеев К.В. Методами обычной морфологии эта задача не решалась, так как вихрь в обычном понимании (формы букв, цифр, геометрических фигур) не имеет формы. В рамках Методов Градиентной Морфологи (ГМ) проблема поиска вихрей была решена. Основная идея метода ГМ состоит в том, что с помощью отношения Сигнал/Шум (SNR(grad (P|X))) анализируется градиентное поле grad P изображения P с помощью шаблонов векторов единичной длины X для оценивания параметров искомых объектов в изображении. Градиентные поля оцениваются с помощью Конечно-Мерной Теоремы Отсчетов (КМТО). В работе приводятся реализации методов ГМ, кратко рассматриваются модели векторных шаблонов искомых объектов и необходимость отфильтровывания одиночных точек в изображении как опасных для точных вычислений градиентного поля. Решены задачи по оцениванию параметров очаговых пожаров и пожаров с дымовыми шлейфами, оценивание параметров кильватерных следов кораблей и, конечно, по оцениванию параметров вихревых течений, образований в океане и атмосфере. Методы ГМ срабатывают и там, где работают обычные морфологические и корреляционные методы.
Методы градиентной морфологии превосходят на порядок по точности локализации, например, обычные морфологические и корреляционные методы. Для успешной работы методов ГМ требуется настройка (параметров) шаблонов Х и фильтрация одиночных точек в исходных изображениях требуется подбор параметра фильтрации pF>0.
Методы ГМ найдут широкие применения в решении задач геофизики, волновой физики, в электродинамике, астрофизике и, конечно, в дистанционных исследованиях т.п. Методы ГМ, КМТО (FDST) включены в стандарты Американского Института Физики (AIP, https://pubs.aip.org) в разделе методов обработки сигналов. изображений и четыре наших работы опубликованы в изданиях AIP.
Ключевые слова: Преобразование Фурье (ПФ), дифференцирование и интегрирование массивов чисел с интерполяцией, дискретные операции теории поля, краевые эффекты в ПФ, четные продолжения функций, массивов чисел, ошибка мантиссы, точность операций
Литература:
- Пытьев Ю. П., Чуличков А.И., Методы морфологического анализа изображений: учеб. Пособие. М. ФИЗМАТЛИТ, 2010. 336 с.
- Терентьев Е.Н., https://orcid.org/0000-0003-1024-2575
- Terentiev, E.N., Shilin–Terentyev, N.E., Prikhodko, I.N., Farshakova, I.I. (2018). Vector operations for accurate indication of local objects in images, Scientific Notes of the Physics Faculty of Moscow University, (5): 1850308–10, (in Russian)
- E.N. Terentiev, I.N. Prikhodko, I.I. Farshakova, I.D. Kuznetsov, N.E. Shilin-Terentyev, Localization of the Vortices and Road Sings in Images, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-11533-3_30
- E.N. Terentiev, I.N. Prikhodko, I.I. Farshakova Problems of accurate localization objects in imagers, AIP Conference Proceedings 2171, 110009 https://doi.org/10.1063/1.5133243
- E.N. Terentiev, I.N. Prikhodko, I.I. Farshakova Applications of finite dimensional sampling theories, AIP Conference Proceedings 2195, 020019; https://doi.org/10.1063/1.5140119
- Evgeni Nikolaevich Terentiev, Irina Nikolaevna Prikhodko, Pavel Evgenievich Aleshin, (2023), Estimating the Parameters of Vortex and Ship Wakes in Images, Journal of Applied Mathematics and Computation, 7(2), 234-242, DOI: 10.26855/jamc.2023.06.004
Презентация доклада
Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных
56