Особливості комплексування зображень з видимого та тепловізійного каналів прицільно-спостережного комплексу зразків бронетанкової техніки

Y. Y. Khaustov; D. Y. Khaustov; E. I. Lychkovskyi; Y. V. Ryzhov; Y. A. Nastishyn

doi:10.33577/2312-4458.21.2019.28-37

Автор(и)

Y. Y. Khaustov Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Львів, ад’юнкт штатний науково-організаційного відділу, Україна https://orcid.org/0000-0003-4553-0702
D. Y. Khaustov Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Львів, кандидат технічних наук, начальник Наукового центру Сухопутних військ, Україна https://orcid.org/0000-0001-5542-2831
E. I. Lychkovskyi Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Львів, кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри біофізики, Україна https://orcid.org/0000-0003-1236-8614
Y. V. Ryzhov Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Львів, кандидат технічних наук, начальник науково-дослідної лабораторії (інформаційних та геоінформаційних систем) науково-дослідного відділу (систем управління військами) Наукового центру Сухопутних військ, Україна https://orcid.org/0000-0002-0132-3931
Y. A. Nastishyn Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Львів, доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник науково-дослідного відділу (інженерних військ) Наукового центру Сухопутних військ, Україна https://orcid.org/0000-0001-7521-3906

DOI:

https://doi.org/10.33577/2312-4458.21.2019.28-37

Ключові слова:

прицільний комплекс, тепловізійна система спостереження, комплексування зображень

Анотація

Запропоновані в літературі методи комплексування зображень розроблені для роботи в умовах офісу, а тому є непридатними для застосування на рівні екіпажів бронемашин. Комплексування зображень для прицільно-спостережних комплексів (далі – ПСК) зразків бронетанкового озброєння має свої особливості у порівнянні з традиційними підходами для цивільних потреб. В цій роботі ми показали, що для потреб ПСК концепція локального контрасту більш придатна в порівнянні з концепцією інтегрального контрасту, яка є основою для показників якості зображення, розроблених для цивільних потреб. В статті вказано, що найбільш придатними для потреб ПСК є комплексування різномодових одномоментних моноракурсних зображень на піксельному рівні. Найбільш придатними для комплексування в ПСК є зображення із видимого та інфрачервоних каналів, а також перспективним, але поки що маловивченим є комплексування цих двох каналів зображень із радіолокаційним каналом. Отримано аналітичні співвідношення, які пов’язують локальний контраст ключових точок комплексованого зображення із локальними контрастами цих точок на парціальних каналах при комплексуванні за методами простого та вагового складання. Із цих співвідношень зроблено висновок, що локальний контраст зображення, комплексованого за методами простого чи вагового складання, є завжди нижчим, ніж контраст відповідних ключових точок на одному із парціальних зображень.

Показано, що комплексування зображень не завжди є результативним. Внаслідок протилежності знаків локальних контрастів видимого та інфрачервоного зображень за деяких умов контраст ключових точок на комплексованому зображенні може занулюватися, тобто ключова точка може ставати невидимою на комплексованому зображенні, хоча при цьому вона чітко спостерігається на парціальних зображеннях. Отримано аналітичні вирази, які задають умови занулення контрасту при комплексуванні зображень за алгоритмами простого та вагового складання. Висновки, які випливають із отриманих аналітичних співвідношень для локального контрасту на комплексованому зображенні, підтверджено та проілюстровано за допомогою моделювання комплексування зображень в середовищі Mathematica.

Посилання

Khaustov Ya.Ye. Current state and prospects for the further development of the sighting systems of armoured force vehicles / Ya.Ye. Khaustov, D.Ye. Khaustov, Yu.A. Nastishin, V.Iv. Gordienko, Ye.V. Ryzhov // Development and modernization military equipment. Military technical collection. – Lviv, 2019. – no. 20 – P. 48–57. DOI: https://doi.org/10.33577/2312-4458.20.2019.48-57

Castanedo F. A Review of Data Fusion Techniques / F. Castanedo // The ScientificWorld Journal. – 2013. – 19 р. Article ID: 70450, DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2013/704504

Hryvachevskyi A.P. Improving the informativeness of multispectral monitoring systems by image fusion of the visible and infrared ranges: A thesis submitted in fulfilment of the Ph.D. degree in technical sciences: 05.12.17 / Hryvachevskyi Andrei Petrovich; Lviv Polytechnic National University. – Lviv, 2018. – 170 р.

Kolobrodov V. Research and practice aspects of creation of the thermal imaging systems / V. Kolobrodov, V. Gordienko, V. Mykytenko, I. Mazurin, S. Klufas. – Cherkasy: Vertykal, 2015. – 150 р.

Wolfram S. The Mathematica Book: 5th ed. / S. Wolfram. – New York : Wolfram Media, 2005. – 1486 p.

Smith M.I. Review of Image Fusion Technology in 2005 / M.I. Smith, J.P. Heather // Proceedings of the SPIE. – 2005. – vol. 5782. – P. 29–45. DOI: https://doi.org/10.1117/12.597618

Winkler S. Special issue on image and video quality metrics / S. Winkler, F. Dufaux, D. Barba, V. Baroncini // Signal Processing Image Communication. – 2010. – vol. 25, no.7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.image.2010.07.001