Морфологическое комплексирование изображений различных спектральных диапазонов А.Ю. Рубис1, О.В. Выголов 2, Ю.В. Визильтер 3 ФГУП «ГосНИИ Авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС»), Москва E-mail: 1 [email protected], 2 [email protected], 3 [email protected]. Исходные данные для комплексирования Набор из трех изображений одной сцены в различных спектральных дипазонах в формате Bitmap, 8 бит на пиксель, оттенки серого. Взаимная геометрическая привязка изображений произведена. ТВ (видимый диапазон) ИК1 (3-5 мкм) ИК2 (8-14 мкм) Алгоритм комплексирования с использованием морфологических проекций fИК1 – изображение диапазона 3-5 мкм fИК1 1. Получение морфологической формы на основе критериальной гистограммной сегментации с заданным количеством мод гистограммы fИК1’ – изображение морфологической формы, полученной из изображения fИК1 fИК2 – изображение диапазона 8-14 мкм fТВ – изображение видимого диапазона fИК1’ fТВ fИК2 2.Расчет морфологических проекций Pfик1’ fТВ Pfик1’ fИК2 fТВ 3. Комбинирование изображений fK Pfик1’ fТВ – морфологическая проекция изображения видимого диапазона fТВ на форму fИК1’ Pfик1’ fИК2 – морфологическая проекция изображения диапазона 8-14 мкм fИК2 на форму fИК1’ fK – результат комплексирования Морфология Пытьева с кусочнопостоянной моделью изображения A1 A3 A2 A4 X Частный случай морфологической формы по Пытьеву n f ( x, y ) ci i ( x, y ) 0 ci , i 1..n i 0 Функция принадлежности к области 1, x, y Ai χ i x, y 0, x, y Ai X – область кадра x, y X Морфология Пытьева с кусочнопостоянной моделью изображения Морфологическая проекция для дискретных изображений: Pc g x, y c χ Ai x, y i 1 * i χ x, y g x, y χ χ x, y χ Ai N * i c x Ai y Ai x y x, y X 0 ci , i 1..N X – область кадра Пример расчета морфологической проекции f(x,y) g(x,y) Prf g(x,y) ,g 2 Ai Получение устойчивой формы путем критериальной гистограммной сегментации Глобальный критерий разделимости на n мод, (n>1) t t0 ,, t n t0 0, t n 255 - свободные переменные, соответствующие порогам, разделяющим моды гистограммы t1 ,t n 1 Среднеквадратичный критерий оптимального выбора порогов сегментации : i 0 ,n DISP (ti , ti 1 ) min (ti , , t n 1 ) Регуляризированный критерий оптимального выбора порогов сегментации: i 0 ,n DISP (ti , ti 1 ) n min (n, ti ,, t n 1 ) Пример многомодальной критериальной гистограммной сегментации выделяется 10 мод гистограммы выделяется 3 моды гистограммы выделяется 5 мод гистограммы выделяется 2 моды гистограммы Расчет морфологических проекций Проекция изображения диапазона ИК2 на форму ИК1’ N PfИК 1' f ИК 2 x, y c i 1 * ИК 2 i χ Ai x, y χ x, y f x, y χ χ x, y ИК 2 Ai c * ИК 2 i x y Ai x y Ai , f ИК 2 χ Ai 2 Проекция изображения видимого диапазона (ТВ) на форму ИК1’ * PfИК 1' fТВ x, y cТВi χ Ai x, y i 1 χ x, y f x, y χ , f χ x, y χ * cТВi x * m 0<cИК 2i 2 * 0 cТВi 2m ТВ Ai y 2 Ai x x, y X ТВ Ai N y 1, x, y Ai χ i x, y 0, x, y Ai Ai Примеры морфологических проекций Изображение видимого диапазона fТВ Проекция изображения видимого диапазона (ТВ) на форму ИК1’ PfИК 1' fТВ Морфологическая форма f ИК 1' (количество мод гистограммы n=60) Правило комбинирования изображений f К 1/ 3 fТВ 1/ 3PfИК 1' f ИК 2 1/ 3PfИК 1' f ИК 2 Изображение видимого диапазона fТВ Результат комплексирования f К (количество мод гистограммы n=60) Сравнение с другими методами комплексирования Изображение видимого диапазона Комплексирование с разделением НЧ и ВЧ составляющих и анализом информативности (дисперсия в окне) Комплексирование на основе добавления отличий Морфологическое комплексирование (количество мод гистограммы n=60) Сравнение с другими методами комплексирования Изображение видимого диапазона Комплексирование с разделением НЧ и ВЧ составляющих и анализом информативности (дисперсия в окне) Комплексирование на основе добавления отличий Морфологическое комплексирование (количеством мод гистограммы n=60) Спасибо за внимание!