Выявлены функциональные особенности интеллектуальных систем видеонаблюдения, сегментации и сопровождения, обеспечивающие существенное повышение их эффективности.

Предложены принципы обработки и представления видеоданных, обеспечивающие реализацию функциональных особенностей интеллектуальных прикладных ТВ систем.

Введен критерий оценки эффективности методов и алгоритмов определения векторов движения в интеллектуальных системах видеонаблюдения, сегментации и сопровождения – уровень достоверности. Проведены экспериментальные исследования существующих методов и алгоритмов, и у них выявлен низкий уровень достоверности 0,58.

Для оценки векторов движения в интеллектуальных прикладных системах разработаны специальные методы:

Метод оценки векторов движения с учетом их априорных оценок достоверности и значимости, который позволяет задавать необходимый уровень достоверности и снижает вычислительные затраты по определению поля векторов движения в 10-20 раз. Метод дает возможность найти трехкомпонентные вектора движения. Третьей компонентой является вероятность правильного определения вектора движения (оценка достоверности), имеющая самостоятельную ценность при дальнейшей обработке.

Метод субпиксельной оценки векторов движения на основе многмасштабной межкадровой разности, позволяющий определить вектора движения с точностью до 0,07 пикселя и одновременно повышающий уровень достоверности на 20%.

Показана низкая эффективность цифровой коррекции пространственных искажений в изображениях, полученных с помощью сверхширокоугольных объективов. Изображения после коррекции имеют существенные потери разрешения: на краях растра до 70%, в центре до 40%.

Разработан метод синтеза изображения протяженного движущегося объекта интереса путем построения панорамы, позволяющий компенсировать пространственные искажения без потерь разрешения, присущих методам цифровой коррекции, и обеспечивающий комфортные условия анализа видеоданных, а также существенное сжатие без потери информации об объекте интереса.

Предложен алгоритм оценки видимой скорости движения протяженного объекта на основе временной фильтрации и фильтрации по предсказывающей регрессионной модели. Средняя ошибка при оценке скорости 2,7%, уровень достоверности 0,999985.

Построена обобщенная модель формы объекта на основе эллипсов рассеивания Гаусса.

С учетом сложных условий видеонаблюдения и специфики объектов интереса предложено заменить текстурный признак признаком детальности. Введена оценка детальности фрагмента изображения. Разработана процедура предварительной классификации изображения на основе признака детальности, позволяющая исключить из дальнейшего анализа до 80% блоков изображения.

Разработан метод сегментации объектов интереса по совокупности признаков с использованием математического аппарата нечеткой логики, позволяющий одновременно выделить изображения нескольких объектов на сложном фоне.

Разработан метод сопровождения объектов на основе гауссовой модели формы с обновляемыми параметрами, позволяющий разрешать ситуации окклюзии, слияния и разделения объектов интереса, а также сопровождать объекты при существенной динамике их свойств и окружающей обстановки.

На основе разработанных методов реализованы многоцелевая видеокомпьютерная система коммерческого осмотра поездов и вагонов, многофункциональный оптико–электронный комплекс сегментации и сопровождения неточечных объектов, видеокомпьютерная система контроля запуска космических аппаратов.

Совокупность проведенных исследований, полученных новых научных и практических результатов показывает, что поставленная в диссертационной работе проблема повышения эффективности прикладных ТВ систем, путем придания им интеллектуальных свойств решена.

Опубликованные работы по теме диссертации:

Обухова, Н.А. Система для автоматического оценивания и минимизации растровых искажений ТВ приемников и ВКУ./ Н.А Обухова // К Дню радио: материалы 49-й науч. –техн. конф. «НТОРЭС им. А. С. Попова», г. C.-Петербург, 1994 г. – CПб., 1994. – С. 47.

Обухова, Н.А. Система автоматической настройки и контроля качества ТВ приемников./ Н.А Обухова // К Дню радио: материалы 50-й науч. –техн. конф. «НТОРЭС им. А. С. Попова», г. C.-Петербург, 1995 г. – CПб., 1995. – С. 34.

Oboukhova, N. Signal processing in TV-parameters estimation [ Обработка сигналов при оценке показателей качества ТВ приемников] / N. Oboukhova // Control Systems and Computer Science: Proc. of 10th Int. Conf., Bucharest, Romania, 24 – 26 may 1995.- Bucharest, 1995. – P. 154-156.

Обухова, Н.А. Автоматическое оценивание растровых параметров ТВ приемников / Н.А. Обухова // Телевидение. Видеотехника. Теория и практика: Сб. науч. тр. / CПб ГААП (ГУАП) - СПб., 1996. – С. 86-91.

Oboukhova, N. Sisteme teleiformatice pentru controlul automat al traficului urban [Автоматическая телевизионная система контроля городских магистралей]/ N. Oboukhova, B. Timofeev, A Tertisco // Informatica Economica (Румыния) – 1998- № 6 (vol II). – P. 63-67.

Oboukhova, N. Prelucrarea videosemnalelor si etalonarea sistemelor informatice de control tv al traficului urban [Обработка видеосигналов для калибровки (привязки к местности) ТВ системы контроля городских магистралей] / N. Oboukhova, A Tertisco // Revista Romana de Informatica si Automatica (Румыния) - 1998 - № 3 (vol.8) – P. 47-53.

Обухова, Н.А. ТВ системы экологического мониторинга / Н.А Обухова, Б.C. Тимофеев // Новейшие достижения в области телевидения, аудио и видеотехники: сборник докл. I науч. – техн. конф., г. C.-Петербург, 24-25 июня 1999 г. – CПб., 1999. – С. 15-16.

Обухова, Н.А. Телевизионная система оперативного оценивания параметров загрязнения акватории/ Н.А. Обухова // Телевидение: передача и обработка изображений: материалы I Междунар. науч. конф., г. C.-Петербург, 20-22 июня 2000 г. – CПб., 2000. – С. 106-107.

Обухова, Н.А. Алгоритмы оценки параметров загрязнения акватории / Н.А. Обухова // Радиотехнические и телевизионные системы: Сб. науч. тр / CПб ГУАП.- СПб, 2000. – С. 28-34.

Обухова, Н.А. Оценка параметров модели искажающих сигналов ТВ приемника при неопределенности предиктора / Н.А. Обухова // Радиотехнические и телевизионные системы: Сб. науч. тр / CПб ГУАП.- СПб, 2000. – С. 82-88.

Обухова, Н.А. Цифровая обработка изображений в ТВ системах контроля водной поверхности./ Н.А. Обухова // Цифровая обработка сигналов и ее применение материалы III Междунар. науч. конф., г. Москва, 2000 г. – М., 2000. – С. 48-50.

Астратов, О.C. Автоматический контроль транспортных потоков с помощью телевизионных систем /О.C. Астратов, Н.А.Обухова, Б.C. Тимофеев // Радиотехнические и телевизионные системы: Сб. науч. тр / CПб ГУАП.- СПб., 2000. – С. 61-68.

Обухова, Н.А. Алгоритмы обнаружения и идентификации транспортных средств в телевизионных системах мониторинга городских магистралей. / Н.А. Обухова // Телевидение: передача и обработка изображений: материалы II Междунар. науч. конф., г. C.-Петербург, 21-22 мая 2002 г. – CПб., 2002. – С. 48-50.

Обухова, Н.А. Особенности применения метода сопоставления блоков для обнаружения и сегментирования медленно движущихся объектов / Н.А. Обухова // Телевидение: передача и обработка изображений: материалы III Междунар. науч. конф., г. C.-Петербург, 5-6 июня 2003 г. – CПб., 2003. – С. 25-27.

Обухова, Н.А. Особенности цифровой обработки изображений в задачах обнаружения и оценивания параметров нефтяных разливов на водной поверхности / Н.А Обухова.; М-во науки и образования Рос. Федерации. СПб ГУАП. – СПб., 2003 – 15c.- Деп. в ВИНИТИ 30.05.03, № 1064-В2003.

Обухова, Н.А. Цифровая обработка изображений для оценки характеристик транспортных потоков в ТВ системе экологического мониторинга воздушной среды города / Н.А Обухова.; М-во науки и образования Рос. Федерации. СПб ГУАП. – СПб., 2003 – 12c. - Деп. в ВИНИТИ 30.05.03, № 1065-В2003.

Обухова, Н.А. Метод видеонаблюдения за медленно движущимися малоразмерными объектами / Н.А. Обухова // Известия высших учебных заведений России. Сер. Радиоэлектроника. – 2003 - №4. -C. 44-52.

Обухова, Н.А. Системы видеобнаружения и сопровождения подвижных объектов / Н.А. Обухова, Б.C. Тимофеев //Телекоммуникации.- 2003- №12- C.36-44.

Обухова, Н.А. Программа исследования на ЭВМ алгоритмов сегментации и сопровождения движущихся объектов методом сопоставления блоков: свид-во об отраслевой регистрации разработки № 2805 / Н.А. Обухова; СПб ГУАП.- М.: ВНИТЦ, 2003 - № 50200300802.

Обухова, Н.А. Программа исследования на ЭВМ алгоритмов сегментации движущихся объектов на основе энергии движения: свид-во об отраслевой регистрации разработки № 2806 / Н.А. Обухова; СПб ГУАП.- М.: ВНИТЦ, 2003 - № 50200300803.

Обухова, Н.А. Программа сегментации нефтяного разлива и оценивания его параметров: свид-во об отраслевой регистрации разработки № 2807 / Н.А. Обухова; СПб ГУАП.- М.: ВНИТЦ, 2003 - № 50200300804.

Обухова Н.А. Программа коррекции геометрических искажений в видеоданных полученных ТВ камерой с короткофокусным объективом: свид-во об отраслевой регистрации разработки № 2808 / Н.А. Обухова; СПб ГУАП.- М.: ВНИТЦ, 2003 - № 50200300805.

Обухова Н.А. Программа исследования на ЭВМ алгоритмов сегментации и сопровождения медленно движущихся малоразмерных объектов: свид-во об отраслевой регистрации разработки № 2809 / Н.А. Обухова; СПб ГУАП.- М.: ВНИТЦ, 2003 - № 50200300806.

Обухова, Н.А. Обнаружение и сопровождение объектов движущихся объектов методом сопоставления блоков/ Н.А. Обухова // Информационно- управляющие системы. – 2004 - № 1. - C. 30-37.