Метод оцінки ймовірностей виявлення та розпізнавання цілей за їхніми прикметними розмірними ознаками на цифрових зображеннях з прицільно-спостережного комплексу зразків бронетанкового озброєння

Анотація

Стрімкий розвиток технологій комп’ютерного бачення та штучного інтелекту (ШІ) відкрив нові можливості для моніторингу поля бою у режимі реального часу, водночас створивши проблему ефективного відбору значущих електронних зображень серед гігантських масивів даних. У роботі розглянуто задачу автоматизованої оцінки якості відображення цілі на електронних зображеннях (ЯВЦнЕЗ) для підвищення ефективності виявлення та розпізнавання озброєння і військової техніки (ОВТ). На основі запропонованої системи індексів прикметності цілі за її розмірними ознаками та теоретично виведених аналітичних залежностей ймовірностей виявлення та розпізнавання цілі від розмірів її геометричних сигнатур запропоновано метод виявлення та розпізнавання цілей за їхніми прикметними розмірними ознаками. Запропонований метод дозволяє кількісно вимірювати ЯВЦнЕЗ за її розмірними прикметними ознаками та ввести критерії успішності виконання візуальних задач виявлення та розпізнавання цілі на основі 50% порогового значення ймовірностей виявлення та розпізнавання. Показано, що лише ті зображення, які відповідають критеріям успішності виконання візуальних задач, можуть вважатися придатними для подальшої обробки засобами ШІ для розпізнавання цілей, що дозволяє знизити кількість хибних розпізнавань.

Особливу увагу приділено процесу розпізнавання як проміжному етапу збору інформації про ціль. Запропоновано використовувати геометричні прикметні ознаки зразків ОВТ як сигнатури їхнього розпізнавання. Теоретично виведено аналітичну залежність ймовірності розпізнавання за розмірами сигнатур та визначено критерій успішності виконання візуальної задачі розпізнавання цілі. Такий підхід значно знижує кількість хибних ідентифікацій об’єктів на зображенні, що не забезпечують для ШІ достатню ЯВЦнЕЗ.

Практична реалізація методу продемонстрована на експериментальних даних, отриманих для зображень основного бойового танка Т-64БВ, зібраних у польових умовах. Зображення реєструвалися цифровою фотокамерою на різних відстанях до цілі. Для них визначено ймовірності виявлення за загальними розмірами цілі як об’єкта інтересу та розпізнавання за анізометрією форми і розмірами характерних сигнатур. Результати підтвердили узгодженість теоретично розроблених критеріїв із візуальним аналізом.

Практичне значення роботи полягає у створенні основ для автоматизованого відбору якісних електронних зображень без участі оператора, що дає змогу суттєво знизити обсяг даних, які обробляються, підвищити точність і швидкість роботи систем комп’ютерного бачення та зменшити кількість хибних розпізнавань. Перспективними напрямами подальших досліджень є розширення методики на тепловізійні зображення та використання цифрових зображень для визначення відстані до цілі за розмірами її сигнатур на цифрових зображеннях.