Погорелов А. В. Обчислювальні методи визначення положення об'єктів у просторі за даними цифрових зображень

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0421U102032

Здобувач

Спеціальність

  • 01.05.02 - Математичне моделювання та обчислювальні методи

11-05-2021

Спеціалізована вчена рада

Д 64.052.02

Харківський національний університет радіоелектроніки

Анотація

Об’єкт дослідження – процес визначення положення об'єктів за зображеннями, що сегментовані на цифрових кадрах. Мета роботи – підвищення точності оцінки положення об'єктів в просторі за даними цифрових зображень за рахунок розробки нових і вдосконалення відомих обчислювальних методів сегментації та оцінки кутового положення об'єктів в просторі, які враховують умови астрономічних спостережень та особливості формування цифрових кадрів. Методи дослідження отримані на основі використання теорії чисельних методів, морфологічної обробки зображень, теорії математичної статистики, параметричного оцінювання та теорії оптимізації, що дозволили розробити: обчислювальні методи сегментації зображень одиночних, яскравих, протяжних і компактних груп об'єктів на цифрових астрономічних зображеннях; оцінки параметрів зображення фонової підкладки на цифрових зображеннях при наявності аномальних пікселів; метод оцінки кутового положення об'єктів в просторі при прямій і зворотній координатній редукції дискретних зображень. Наукова новизна роботи полягає в такому: вперше запропоновано обчислювальний метод сегментації зображень одиночних об'єктів на цифрових зображеннях з попереднім використанням згладжуваючого цифрового фільтру низьких частот та вирівнюванням яскравості цифрового кадру; вперше запропоновано обчислювальний метод сегментації протяжних зображень об'єктів на цифрових зображеннях, що дозволяє здійснювати сегментацію вхідних протяжних зображень, де присутні різні типи зображень локальних об'єктів (одиночних, компактної групи, протяжних) при обчислювальних витратах, близьких до мінімальних; удосконалено метод оцінювання параметрів фонової підкладки цифрового зображення об'єкта при наявності аномальних пікселів, що дозволяє враховувати умови астрономічних спостережень для покращення показників точності оцінки положення об'єктів у просторі; отримали подальший розвиток обчислювальні методи оцінки кутового положення об'єктів в просторі з використанням прямої та зворотної координатної редукції дискретних зображень, що дозволило поліпшити якість апроксимації аберації для короткофокусних та довгофокусних оптичних систем спостереження та підвищити загальну точність визначення координат об'єктів. Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що розроблені обчислювальні методи апробовані на практиці і впроваджені в блоці внутрішньокадрової обробки програмного комплексу автоматизованого виявлення астероїдів і комет CoLiTec, одним з розробників якого є здобувач. Розроблені обчислювальні методи сегментації зображень дозволили здійснювати виділення всіх типів об'єктів на цифрових астрономічних кадрах з обчислювальними витратами, близькими до мінімальних. Запропоновані в роботі обчислювальні методи прямої і зворотної координатної редукції дозволили значно підвищити показники точності визначення кутових положень об'єктів. Наприклад, отримані значення середньоквадратичного відхилення екваторіальних координат опорних зірок відповідають вимогам Центру малих планет до точності оцінки кутових положень астероїдів на цифрових зображеннях. Розроблені обчислювальні методи можуть бути використані в різних програмних комплексах обробки цифрових зображень для сегментації і визначення кутових положень об'єктів з високою точністю (зокрема, в програмних комплексах для зоряної фотометрії, автоматизованого виявлення астероїдів і комет, ПЗ для контролю космічного простору). Результати дисертаційного дослідження були використані в Одеській астрономічній обсерваторії Odessa-Mayaki (с. Маяки, Одеська обл., Україна), в лабораторії космічних досліджень при Ужгородському національному університеті, в Західноукраїнському центрі космічних досліджень Державного космічного агентства України (м. Мукачево, Україна).

Файли

Схожі дисертації