Введение к работе
. Актуальность теми. В связи с активным освоением оптического диапазона электромагнитных,волн все большее число научны* и технических задач требует анализа методов регистрации и обработки оптических изображений. Одной из важнейших задач оптической локации является задача обнаружения объекта по его изображению, формируемому в процессе локации. Структура зарегистрированного оптического изображения определяется статистическими свойствами и интенсивностью наблюдаемого излучения, свойствами канала его распространения и т.д. Кроме того на вход оптической приемной системы вместе с полезным изображени-. ем поступает не только шстранственный шум, обусловленный рассеиванием света на молекулах воздуха в пространстве между подстилающей поверхностью и фотоприемником, но и фоновое излучение. Оно обусловлено рассеиванием оптического зондирующего сигнала от подстилающей поверхности, на которой может находиться обнаруживаемый объект. Все это вызывает необходимость, использования алгоритмов статистического анализа оптических полей, включающего статистическое описание Флуктуации; .синтез оптимальных алгоритмов и исследование их характеристик. В ряде практически важных ситуаций, например при наблюдении малоэнергетических электромагнитных полей в качестве адекватной оптическому изображению применима пуассоновская модель поля в области наблюдения.
Рассмотрение вопросов статистического .анализа случайных пуассоновских полей приводит к необходимости синтеза оптимальных алгоритмов обработки оптических изображений. Причем, в
условиях обычно имеющей место априорной параметрической нзоп-ределонности широко используется метод максимального правдоподобия. Возникающие в этом случае проблеми во многом аналогичны соответствующим проблемам статистического анализа радиосигналов. Однако имеются существенные особенности, обусловленные пуассоновским характером входного изображения приемника максимального правдоподобия. Полученные к настоящему времени результаты статистического анализа случайных пуассоновских полей относятся к случаю обнаружения оптического изображения без учета затенения объектом фона. Модель взаимодействия изображения и фона, учитывающая эффект затенения, называется агш-ликативной. Следовательно, возникает задача обнаружения оптического .изображения с использованием аппликативной модели взаимодействия изображения и фона. До сих пор остается открытым вопрос об обнаружении оптического изображения с учётом аффекта затенения при различной априорной информации об интенсивностях изображения и фона и площади изображения.
Таким образом, актуальность' темы диссертации обусловлена необходимостью развить теоретический аппарат статистической радиофизики в направлении более широкого использования описания оптических изображений с учетом эффекта затенения фона объектом.. Также необходимо исследовать' влияние степени априорной неопределенности параметров изображения и фона на характеристики алгоритмов их статистического анализа.
синтез на основе метода максимального правдоподобия ілгоритмов обнаружения оптического изображения при различной іприорной информации об интенсивностях полезного изображения, юна и площади изображения, с учетом эффекта затенения фона ібьектом ;
анализ эффективности синтезированных алгоритмов обнару-:ения оптического изображения при наличии фона;
исследование возможностей аппаратурной реализации обна-іужителей оптического изображения при агшликативной модели .заимодействия изображения и фона й с учетом различного объема приорной Информации.
Метопи прпвйітяния ипсдяппвяния. При решении поставленных
диссертации задач использовались аналитические и вычисли-
елыше методы современного математического аппарата статисти-
еской радиофизики, а именно:
) аппарат теории вероятностей и математической статистики;
) аппарат теории марковских случайных процессов;
) метода математической физики, в частности, метода решения
адач для уравнений с частными производными второго порядка
арэболического типа;
) аналитические методы математического анализа;
) современные численные методы.
Научная новирня. На защиту выносятся следующие результа-ч, впервые достаточно подробно развитые или впервые получение в настоящей работе.
I. Проведен синтез и анализ алгоритмов обработки случай-
- ґ-
ных полей применительно к оптическим изображениям с неизвестными параметрами при наличии фона с неизвестной интенсивностью. При этом используется опшшкативная модель взаимодействия изображения и фона.
2. Полученные с помощью указанных методов результаты
исследования алгоритмов статистического анализа случайных
пуассоновских полей при различной параметрической неопределен
ности, а именно:
оптических изображений с неизвестной интенсивностью ігри наличии фона с неизвестной интенсивностью;
оптических изображений с-неизвестными площадью и интенсивностью при наличии фона с неизвестной интенсивностью.
3. Предложены способы построения новых обнаружителей оп
тического изображения при различной априорной информации о
параметрах изображения и фона.
Практическая ценность работы. Выполнен синтез и анализ различных алгоритмов обработки оптических изображений в зависимости от имеющейся априорной информации о параметрах полезного изображения и фона. Полученные в работе теоретические формулы для характеристик обнаружения оптического изображения * при наличии фона позволяют обоснованно выбрать' необходимый алгоритм, а также параметры проектируемых и разрабатываемых устройств обработки оптических изображений в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству алгоритма обработки и к степени простоты его аппаратурной реализации. Результаты
,,.T,.,.c,j-,,,,,И(-1Ч1,,[i jrv'T.:u іггут нзПтн иг.нмонение при исследовании її знализг:':
физических и статистических свойств природних объектов и материалов по их. спонтанному или вынужденному излучению;
изображений в системах пассивной и активной- оптической
локации;
систем лазерного зондирования атмосферы;
изображений в технической и медицинской диагностике.
Выэдшз1е^аулныхлэх31!ташв. Полученные в диссертации результаты внедрены в научно-исследовательской работе и в учебном процессе в Воронежском госуітвврситете, что подтвержда-гтся соответствущими актами.
Апробания работы. Основные положения диссортациснной ра-
Зоты докладывались и обсуждались на международном симпозиуме
"Вероятностные модели и обработка случайных сигналов и полей",
Гернополь, 1993.
Публикации- По теме диссертации опубликованы работы 11-10].
Объвм и структура лиссвртяционной работы. Диссертация зостоит из введения, 3-х разделов, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований. Объем диссертации составля-іт 156 страниц, включая 132 страницы основного текста, 8 страши рисунков, I страница - таблица и II страниц списка литера-уры.
- s -
