Использование секвентного анализа при обработке многомерных данных дистанционного зондирования

В современном научно-техническом направлении, посвященном обработке и анализу данных дистанционного зондирования, важными являются вопросы практического использования многомерных данных, включающих многоспектральные и гиперспектральные аэрокосмические снимки подстилающей поверхности. Известно достаточно большое количество методов обработки снимков в пространственной области, а также встречаются спектрально-пространственные подходы, которые в классическом понимании основываются на элементах гармонического анализа, использующими в частности преобразование Фурье. Теория гармонического анализа разрабатывалась под временные сигналы, а изображения аэрокосмических снимков представляют собой пространственные сигналы: двумерные в случае панхроматической съемки и трехмерные, зарегистрированные спектральными приборами.
Проблемы в обработке изображений определяются тем, что они являются пространственным сигналом от нескольких переменных. Традиционное представление в гармоническом анализе о инвариантности сигнала во времени побуждает к поиску аналогичных решений задач обработки в пространственной области, однако пространственная инвариантность в рассматриваемой ситуации является не обоснованной. Существующая пространственно-частотная форма представления пространственных сигналов базируется на распространении результатов одномерного частотного анализа, например, на двумерный случай. Кроме того, теория и практика описания пространственных сигналов при помощи разложения в ряд по ортогональным синусоидальным функциям показывает, что данный процесс может быть достаточно сложным для использования в технике, в том числе при реализации на вычислительных устройствах.
Альтернативой гармоническому анализу является секвентный анализ, основанный на несиносуидальных функциях. Анализ и сравнение существующих методов обработки изображений показали, что целесообразно проводить исследование методов обработки аэрокосмических снимков в частотной области при помощи унитарных преобразований, и перспективной является обработка при помощи преобразований, построенных на системах кусочно-постоянных функций. Преимущество реализации данных преобразований в цифровых вычислительных устройствах состоит в выполнении ограниченного перечня операций: сложения и вычитания.
Замена системы синусоидальных функций более общими системами ортогональных функций привносит определенные упрощения при математическом описании сигналов. Мировой науке известны случаи использования секвентного анализа для построения эффективных систем обработки цифровых изображений. В докладе приводятся частные результаты использования секвентного анализа для разноуровневой обработки многомерных данных, регистрируемых оптико-электронными средствами дистанционного зондирования.