Особливості комплексування зображень з видимого та тепловізійного каналів прицільно-спостережного комплексу зразків бронетанкової техніки

Autor: Khaustov, Y. Y., Khaustov, D. Y., Lychkovskyi, E. I., Ryzhov, Y. V., Nastishyn, Y. A.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Військово-технічний збірник; № 21 (2019); 28-37
Военно-технический сборник; № 21 (2019); 28-37
Military Technical Collection; № 21 (2019); 28-37
ISSN: 2312-4458
Popis: Image fusion methods available in the literature, are designed for the office work, and are unsuitable for the use by a crew of an armored vehicle (AV). In addition, we show that the image fusion for target sightseeing system (TSS) of AVs has its own peculiarities in comparison with traditional approaches for civilian needs. We argue that for the needs of the TSS the concept of local contrast is more appropriate in comparison with the concept of integral contrast, on which the image quality indices designed for civilian needs, are based. We show that the most suitable for the needs of TSS is the fusion of multi-mode mono-temporal mono-view images synthesized from partial images at the pixel level from the visible and infrared channels. We have derived analytical expressions, which relate the local contrasts of the key points in the fused image synthesized with the simple and weighted algorithms of image fusion to the local contrast of these points in the partial images from the observation channels. From these relations we concluded that the local contrast of the image obtained via simple or weighted fusion methods is always lower than the contrast of the corresponding key points on one of the two partial images.The specific feature of the images collected from the visible and infrared channels is that contrasts of key points on such partial images, as a rule, are of opposite signs. We show that the image fusion is not always reasonable. There are situations at which the image fusion worsens the quality of the fused image in comparison with that of partial images. We demonstrate that due to the opposite signs of the local contrasts of key points on the visible and infrared images, under certain conditions the contrast of the key points in the fused image can vanish, such that the key point might become invisible in the fused image, while being clearly visible in both partial images. The analytical expressions that determine the conditions for the reduction of contrast in image fusion by simple and weight aggregation algorithms are obtained. The conclusions derived from the obtained analytical relations for the local contrast in the fused image are confirmed and illustrated by modeling the image fusion in Mathematica.
Методы комплексирования изображений, имеющиеся в литературе, предназначены для работы в офисе и непригодны для использования экипажем бронемашины. Комплексирование изображений для прицельно-наблюдательных комплексов (далее – ПСК) бронетанкового вооружения имеет свои особенности по сравнению с традиционными подходами для гражданских целей. В этой работе мы показали, что для ПСК образцов броне­танкового вооружения концепция локального контраста более подходящая по сравнению с концепцией интегрального контраста, являющейся основой для показателей качества изображения, разработанных для гражданских целей. В статье показано, что наиболее подходящим для ПСК является комплексирование разномодовых одномоментных моноракурсных изображений на пиксельном уровне. Наиболее приемлемыми для комплексирования в прицельно-наблюдательных комплексах являются изображения на пиксельном уровне с видимого и инфракрасного каналов. Получены аналитические соотношения, связывающие локальный контраст ключевых точек комплексированного изображения с локальными контрастами этих точек на парциальных каналах при комплексировании методами простого и весового сложения. Из этих соотношений мы пришли к выводу, что локальный контраст изображения, полученного простым или весовым методом комплексирования, всегда ниже, чем контраст соответствующих ключевых точек на одном из парциальных изображений.Показано, что комплексирование изображений не всегда является результативным. Из-за противоположных знаков локальных контрастов ключевых точек на видимых и инфракрасных изображениях при определенных условиях контраст ключевых точек на комплексированном изображении может зануляться, так что ключевая точка может стать невидимой на комплексированном изображении, хотя при этом она четко видна на обоих парциальных изобра­жениях. Получены аналитические выражения, определяющие условия снижения контрастности при комплексировании изображений с помощью простых и весовых алгоритмов сложения. Выводы, сделанные на основе полученных анали­тических соотношений для локального контраста на комплексированном изображении, подтверждены и иллюстрируются путем моделирования комплексирования изображений в среде Mathematica.
Запропоновані в літературі методи комплексування зображень розроблені для роботи в умовах офісу, а тому є непридатними для застосування на рівні екіпажів бронемашин. Комплексування зображень для прицільно-спостережних комплексів (далі – ПСК) зразків бронетанкового озброєння має свої особливості у порівнянні з традиційними підходами для цивільних потреб. В цій роботі ми показали, що для потреб ПСК концепція локального контрасту більш придатна в порівнянні з концепцією інтегрального контрасту, яка є основою для показників якості зображення, розроблених для цивільних потреб. В статті вказано, що найбільш придатними для потреб ПСК є комплексування різномодових одномоментних моноракурсних зображень на піксельному рівні. Найбільш придатними для комплексування в ПСК є зображення із видимого та інфрачервоних каналів, а також перспективним, але поки що маловивченим є комплексування цих двох каналів зображень із радіолокаційним каналом. Отримано аналітичні спів­відношення, які пов’язують локальний контраст ключових точок комплексованого зображення із локальними кон­трастами цих точок на парціальних каналах при комплексуванні за методами простого та вагового складання. Із цих співвідношень зроблено висновок, що локальний контраст зображення, комплексованого за методами простого чи вагового складання, є завжди нижчим, ніж контраст відповідних ключових точок на одному із парціальних зображень.Показано, що комплексування зображень не завжди є результативним. Внаслідок протилежності знаків локаль­них контрастів видимого та інфрачервоного зображень за деяких умов контраст ключових точок на комплексованому зображенні може занулюватися, тобто ключова точка може ставати невидимою на комплексованому зображенні, хоча при цьому вона чітко спостерігається на парціальних зображеннях. Отримано аналітичні вирази, які задають умови занулення контрасту при комплексуванні зображень за алгоритмами простого та вагового складання. Висновки, які випливають із отриманих аналітичних співвідношень для локального контрасту на комплексованому зображенні, підтверджено та проілюстровано за допомогою моделювання комплексування зображень в середовищі Mathematica.
Databáze: OpenAIRE