ISSN 1991-2927
 

АПУ № 2 (60) 2020

Автор: "Самойленко Марина Витальевна"

УДК 519.612.4:004.932

Самойленко Марина Витальевна, кандидат технических наук, доцент, окончила Московский авиационный институт и Московский физико-технический институт. Доцент Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Имеет монографии, статьи, изобретения. Область научных интересов – обработка сигналов и изображений. [e-mail: Samoi.Mar@mail.ru]М.В. Самойленко

Стохастический матрично-итерационный метод решения систем линейных алгебраических уравнений и его применение в обработке изображений57_6.pdf

В работе предложен новый метод решения систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) – стохастический матрично-итерационный метод. Этот метод разработан для широкого класса задач, приводящихся к недоопределенным СЛАУ, в которых присутствуют ошибки измерений. При представлении СЛАУ векторно-матричным уравнением искомые переменные объединяются в вектор-оригинал. Применимость метода ограничена характером восстанавливаемого вектора-оригинала: основная часть его компонент должна быть равна известному фоновому значению, а ограниченное количество компонент – превышать это значение. При обработке изображений это условие означает, что речь идет об ограниченном числе ярких объектов на постоянном фоне.
Применение предложенного метода продемонстрировано на примерах восстановления размытых и зашумленных изображений. Задача приводится к СЛАУ, в которой вектор-отображение представляет собой строчно-столбцовую развертку искаженного изображения, а восстанавливаемый вектор-оригинал – строчно-столбцовую развертку исходного неискаженного изображения. Проведено компьютерное моделирование в среде MATLAB, которое позволило определить оптимальные параметры стохастического матрично-итерационного метода и продемонстрировать его преимущества в условиях аддитивных шумов.

Стохастический матрично-итерационный метод, матрично-итерационный метод, СЛАУ, аддитивный шум, восстановление изображения, функция рассеяния точки.

2019_ 3

Рубрика: Информационные системы

Тематика: Информационные системы.



УДК 519.612.4:004.932

Самойленко Марина Витальевна, Московский авиационный институт, кандидат технических наук, доцент, окончила Московский авиационный институт и Московский физико-технический институт; доцент Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Имеет монографии, статьи, изобретения. Область научных интересов – обработка сигналов и изображений. [e-mail: Samoi.Mar@mail.ru]М.В. Самойленко

Матрично-итерационный метод восстановления размытых изображений56_11.pdf

Предложен новый метод восстановления изображения-оригинала по его размытому отображению. Этот метод основан на разработанном автором матрично-итерационном методе решения системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ). При реализации метода восстановления изображения-оригинала используется определенная априорная информация: предполагается известной интенсивность минимальных, фоновых значений этого изображения, а также функция рассеяния точки. Задача восстановления изображения приводится к решению недоопределенной СЛАУ. Известным решением такой системы уравнений является метод псевдообращения ее матрицы. Так же называется и известный метод восстановления изображений, базирующийся на этом решении. В работе с использованием компьютерного моделирования проведено сравнение восстановления изображений этим известным методом и новым, матрично-итерационным методом. Показано, что матрично-итерационный метод обеспечивает при определенных условиях практически точное восстановление. Такими условиями является малая заполненность изображения объектами при большой заполненности фоновыми значениями. Влияние аддитивных шумов и априорной неопределенности не рассматривалось.

СЛАУ, матрично-итерационный метод, восстановление изображения, функция рассеяния точки, метод псевдообращения.

2019_ 2

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование, Искусственный интеллект.



УДК 528.7

Самойленко Марина Витальевна, Московский авиационный институт, кандидат технических наук, окончила Московский авиационный институт и Московский физико-технический институт. Доцент Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Имеет монографии, статьи, изобретения. Область научных интересов - обработка сигналов и изображений. [e-mail: Samoi.Mar@mail.ru]М.В. Самойленко

Восстановление пространственных координат точки при нормальной стереосъемке55_11.pdf

В статье представлено решение задачи восстановления пространственных координат точки в базовой системе координат по двум ее стереоизображениям. Задача решается для случая использования одинаковых камер, оптические оси которых взаимно параллельны и ортогональны базе стереоскопичности. В фотограмметрии такая съемка называется нормальной. При этом обеспечивается вычислительная простота алгоритма восстановления пространственного положения точки. Однако в классической фотограмметрии эта вычислительная простота обеспечивается только при дополнительных ограничениях: камеры должны располагаться на одной высоте, снимки должны быть горизонтальными, а база стереоскопичности - параллельной горизонтальной оси базовой системы координат. При других положениях камер потребуются дополнительные пространственные преобразования подобия, усложняющие вычисления.Представленное в статье решение отличается от фотограмметрического метода своей универсальностью: никаких дополнительных условий на положения камер и снимков не накладывается. И при этом оно обладает вычисли- тельной простотой, сопоставимой с фотограмметрическим методом при нормальной съемке с дополнительными ограничениями. Методологически изложенное в статье решение базируется полностью на применении вектор- но-матричного аппарата, от постановки задачи и до конечного результата. Структурно оно отличается от фотограмметрического метода симметричностью относительно параметров камер и снимков: камеры равнозначны при определении пространственных координат точки, тогда как фотограмметрическое решение базируется на координатах одного снимка, второй используется для определения коэффициента масштабирования.Универсальность представленного решения и его вычислительная простота подтверждены результатами компьютерных экспериментов.

Стереоизображения, пространственные координаты точки, центральное проецирование, векторно-матричное уравнение, фотограмметрия, нормальная съемка.

2019_ 1

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование.



УДК 621.396

Самойленко Марина Витальевна, Московский авиационный институт , кандидат технических наук, окончила Московский авиационный институт и Московский физико-технический институт. Доцент Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Занимается томографическим подходом в обработке сигналов, имеет 11 патентов на изобретения, 2 монографии и 9 статей. [e-mail: Samoi.Mar@mail.ru]М.В. Самойленко

Томографический метод восстановления сигнала после прохождения через фильтр с известной характеристикой000_3.pdf

Предложен метод восстановления входного сигнала фильтра по измеренному выходному сигналу и импульсной характеристике фильтра. Известным методом решения задачи восстановления входного сигнала является метод инверсной фильтрации. Однако этот метод с неизбежностью искажает восстанавливаемый сигнал либо за счёт эффекта просачивания мощности в соседние области частот при протяженном сигнале, либо за счёт невозможности вычислить бесконечный спектр входного сигнала посредством деления спектра выходного сигнала на передаточную функцию. Предлагаемый метод реализуется без перехода в частотную область. Он основан на томографическом подходе в обработке сигналов, развиваемом автором. Согласно этому подходу, решение ищется с позиции восстановления искомой функции (входного сигнала) по множеству значений её интегралов, полученных при различающихся условиях интегрирования. В качестве таких значений используются значения выходного сигнала, измеренные в дискретные моменты времени. Множество выходных сигналов (интегралов) составляют отображение, по которому восстанавливается оригинал - входной сигнал. Полученные математические выражения позволяют восстановить его расчетным путем в дискретизированной форме, в виде вектора. При этом матрица восстановления, используемая в расчетах, формируется по дискретным значениям импульсной характеристики фильтра и может быть вычислена заранее, после чего в оперативном режиме останется провести измерения выходного сигнала и составленный из них вектор умножить на заранее вычисленную матрицу. Шаг дискретизации определяется априори и может меняться с целью повышения точности восстановления или уменьшения времени обработки. Томографический метод позволяет восстанавливать как непрерывные сигналы, так и одиночные импульсы и импульсные последовательности. Для иллюстрации его работы в статье приведены результаты компьютерного моделирования.

Восстановление сигнала, томографический подход в обработке сигналов, импульсная характеристика, матрица отображения, матрица восстановления.

2017_ 2

Рубрика: Математическое моделирование

Тематика: Математическое моделирование.


© ФНПЦ АО "НПО "Марс", 2009-2018 Работает на Joomla!