Надежность совмещения изображений в корреляционно-экстремальных системах навигации

УДК 621.396.96

Надежность совмещения изображений
в корреляционно-экстремальных системах навигации
В. А. Душе па, инженер; М.Л. Усс, к. т.н., доц.
Национальный аэрокосмический университет
им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»

С развитием цифровых технологий большое распространение получили системы, использующие автоматическое совмещение изображений. Под совмещением изображений понимается поиск пространственного преобразования между данными изображениями. В данной работе проблема совмещения рассматривается в контексте навигационной задачи.

Критериями оценки качества совмещения являются точность и надежность совмещения. Точность обычно измеряется с помощью среднеквадратического отклонения (СКО) ошибок совмещения) а надежность вероятностью правильного совмещения. Надежность, в свою очередь, разделяют на локальную и глобальную. Под локальной надежностью понимают вероятность правильного совмещения данного конкретного текущего изображения (ТИ) с зоной поиска на эталонном изображении (ЭИ). В то время под глобальной надежностью совмещения понимается усредненная вероятность правильного совмещения всех возможных фрагментов в зоне поиска ЭИ.
В данной работе рассматривается задача определения глобальной надежности совмещения для участка (зоны поиска) ЭИ. Задача может быть решена, используя метод статистического моделирования. Однако получение достоверного результата требует больших вычислительных затрат, поэтому представляет интерес попытка оценить глобальную надежность теоретическим способом.
В работе предложен теоретический способ расчета вероятности совмещения (глобальной надежности) на основе статистического описания совмещаемых изображений. В качестве модели ЭИ используется модель двумерного фрактального броуновского движения (ФБД). Считается, что модель формирования ТИ ограничивается добавлением аддитивно- то белого и гауссова шума.
Проведены численные эксперименты с помощью искусственно смоделированного случайного поля ФБД с заданными параметрами и на реальных изображениях. При этом предлагаемый подход лучше описывал реальную Точность совмещения по сравнению с существующими теоретическими методами, особенно для гладкой текстуры. Для сравнения предлагаемой теоретической оценки с методом статистического моделирования требуются дополнительные исследования.