Разработка программно-математического обеспечения корреляционного совмещения изображений с использованием быстрого преобразования Фурье
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
за объектами;
самоориентация и самопозиционирование ЛА;
реконструкция наблюдаемых поверхностей и обнаружение трёхмерных структур;
описание iены и идентификация объектов.
Знание степени информативного соответствия эталонного изображения по отношению к текущему изображению местности необходимо для корректного заполнения бортовой базы данных, содержащей картографическую информацию о местности или цифровую карту местности (ЦКМ). ЭИ может быть представлено в виде предварительной картографической информации по маршруту полета, а также информацией из географических информацинформации по маршруту полета, а также информацией из географических информационных систем (ГИС).
Географическая информационная система (ГИС) - системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами, это инструменты, позволяющие пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах.
К достоинствам ГИС относятся:
Удобные инструменты визуализации данных
Наиболее естественное отображение пространственной информации
Мощные возможности пространственного моделирования
Полноценная работа со стандартными СУБД и др.
Однако независимо от типа ЭИ знание степени информативного соответствия изображения позволяет избежать излишней избыточности при заполнении базы данных ЛА, то есть уменьшить объем данных, устранение которых не влечет за собой снижения вероятности и точности корреляционной привязки.
Для решения поставленной задачи разрабатывается программный стенд, предоставляющий возможности обработки входного изображения iелью получения его Фурье-образа. Фурье-образ исходного изображения в дальнейшем послужит основой для сравнения эталонного и текущего изображения.
Обеспечение лучших возможностей сравнения двух изображений позволяет существенно сократить объем данных, хранящихся в бортовой базе данных, что позволяет снизить её массогабаритные характеристики, стоимость, энергопотребление.
1.1Постановка задачи
Квалификационная работа посвящена обработке изображения iелью получения его Фурье-образов.
Для решения данной задачи необходимо:
1.Разработать программно - математическое обеспечение, позволяющее произвести разложение изображения в Фурье-образ, используя быстрое преобразование Фурье.
2.Разработать программно - математическое обеспечение, позволяющее произвести обратное Фурье-преобразование, получить изображение из его Фурье-образа.
.Произвести анализ результатов, полученных с помощью разработанного программно - математического обеспечения.
Основным назначением разрабатываемого программного стенда является реализация разложения изображения в Фурье-образ с помощью быстрого преобразования Фурье с проверкой правильности разработанного программного продукта на реальных образцах РЛИ.
Разрабатываемый программный стенд должен обладать следующими свойствами:
1)Программный стенд должен обеспечить:
Выбор и загрузку исходного ТИ.
Нахождение Фурье-образа загруженного исходного ТИ.
Восстановление исходного изображения по полученному Фурье-образу.
Визуальное отображение найденного Фурье-образа исходного ТИ в виде пары изображений.
В качестве исходного РЛИ должно использоваться растровое изображение в формате битовой карты (BMP) с 256 градациями яркости серого цвета.
Программный стенд должен быть разработан на языке C++ в среде программирования C++ Builder версии 6.0 для операционной системы Windows XP(Windows 7), иметь удобный пользовательский интерфейс.
2. Анализ проблем, возникающих при совмещении изображений в корреляционно-экстремальных навигационных системах
Корреляционно-экстремальные навигационные системы зарекомендовали себя как надежные, точные и высокопроизводительные системы навигации. Однако серьезным недостатком систем данного класса является высокая зависимость от качества получаемых от датчиков различной физической природы изображений.
Между тем известно, насколько изменчивы и неформализуемы могут быть факторы, влияющие на качество реальных изображений от датчиков и соответственно - на вероятность успешного сопоставления текущего изображения закабинной iены и эталонного изображения, хранящегося в бортовой базе данных.
Перечислим эти факторы более подробно:
шумовые эффекты - имеют десятки видов источников возникновения, к числу которых можно отнести несовершенство сенсоров приёмо-передающей аппаратуры, аппаратуры оцифровки изображений, трудные условия съёмки, недостаток освещения и ряд других;
сложный текстурированный фон, на котором должно происходить обнаружение объектов;
эффекты загораживания (заслонения) одних объектов другими, как правило, не определённой заранее формы, например - облако на космофотоснимке и т. п., загораживающие помехи;
искажающие оптические эффекты в виде различных расфокусировок и дисторсий, ракурсные искажения и др.;
эффекты резкой смены освещения, блики, тени, особенно в динамически меняющихся iенах;
разнообразие или изменчивость самих объектов обнаружения - переменная структура, дефекты, временные изменения формы, вегетационные циклы для растительности и т. п.;
эффекты изменения среды между сенсорами и объектами наблюдения - задымления, атмосферные осадки, пыл