Система распознавания объектов, обеспечивающая работу бортовой системы технического зрения в реальном времени Н.И. Дмитриев, А.И. Ляпин, Е.Ю. Суворов, А.А. Хрусталев ФГУП «ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова»

СРО предназначена для автоматического обнаружения и распознавания объектов и определения углового направления на объекты поиска в реальном времени

Метод обработки изображений и идентификации объектов

Предобработка изображений набором фильтров Задачи: – улучшение качества изображения, – повышение контраста объект поиска – фон, – подавление шумов. Пример набора фильтров: – восстанавливающий фильтр; – фильтр, выравнивающий освещение; – медианный фильтр.

Результаты работы алгоритма сегментации однородных областей а) Сезон – зима б) Сезон – весна в) Сезон – лето

Набор признаков классификации Полный набор признаков классификации K 1, K 2, …, K 17 Группа моментов K 1, …,K 7 Группа форм K 8, …,K 12 Группа яркостей K 13, K 14 Группа топологии K 15, …,K 17

Двухуровневый метод классификации ОСНОВНОЙ ЭТАП КЛАССИФИКАЦИИ Нейросетевое обнаружение трехслойным персептроном, обученным методом обратного распространения ошибки ПОДЭТАП УТОЧНЯЮЩЕЙ КЛАССИФИКАЦИИ Преобразования Уолша-Адамара g i – i-й элемент вектора признаков k – количество целеподобных образов, n – количество используемых масок базисных функций Уолша-Адамара.

Результат работы СРО – определение углового направления на цель в реальном времени, которое осуществляется путем: 1) обнаружения объекта поиска; 2) определения местоположения (координат) пиксела на цифровом изображении наблюдаемой сцены, соответствующего центру тяжести обнаруженного объекта поиска; 3) определения углового направления на цель путем пересчета в угловые размеры местоположения пиксела, соответствующего центру тяжести обнаруженного объекта поиска.

Основные достоинства системы распознавания объектов (СРО) для бортовой системы технического зрения: – устойчивость к яркостно-геометрической изменчивости наблюдаемых объектов и сцен, обеспечивающая работу в любое время суток, всепогодность и всесезонность; – быстродействие, обеспечивающее работу в реальном времени; – возможностью комплексирования информации, полученной в разных диапазонах длин волн.

Функциональная схема макета СРО

Основные результаты тестирования макета СРО Без уточняющей классификации: искомый объект обнаружен в 80% случаев, пропуск искомого объекта в 5% случаев, ложный захват в 15% случаев. При использовании уточняющей классификации: искомый объект обнаружен в ~95% случаев. Примеры тестовых изображений

полное время обработки 0,3 сек; (для формата 128×64) потребляемая мощность 10 Вт; масса 150 г; объем 0,1 дм 3. Разработанный макет СРО имеет следующие достоинства: – высокая вероятность правильного обнаружения и распознавания объекта поиска; – работа в реальном времени; – малые массогабаритные характеристики, обеспечивающие возможность использования в бортовых системах. Основные технические характеристики макета СРО: