Алгоритм автоматического сопровождения изображений объектов

Алгоритм автоматического сопровождения изображений объектов

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5

Контрольная выборка содержала 200 кадров каждой ВП. Расположение

изображения объекта варьировалось от кадра к кадру, а диапазон его масштабов

не превышал ±10 % размера объектов. Для исследования влияния помех на эф-

фективность алгоритма в изображения программным способом добавлялся ад-

дитивный «белый шум» с нулевым математическим ожиданием и нормальной

плотностью распределения. Отношение сигнала/шум (ОСШ) в изображении

оценивалось как отношение приращения сигнала в изображении объекта отно-

сительно среднего уровня фона к СКО аддитивной помехи.

Эксперимент ставился отдельно для изображений объектов каждой ВП. По

результатам экспериментов была выполнена оценка зависимости следующих

показателей эффективности алгоритма от значений ОСШ:

−

вероятность правильной селекции, которая определялась как отношение

числа кадров, в котором было селектировано изображение объекта, к числу

кадров, предъявленных при испытании;

−

средние по выборке погрешности определения координат центра строба —

прямоугольника, ограничивающего изображение объекта, и размеров строба в

каждом предъявляемом кадре, в пикселях;

−

среднее время вычислений при наложении ограничений на размер обла-

сти анализа для поиска изображения (размеры области анализа равнялись утро-

енным габаритным размерам изображения объекта).

Среднее время рассчитано как отношение среднего числа тактов процессо-

ра при обработке кадра к тактовой частоте процессора.

Зависимость вероятности правильной селекции объектов от ОСШ приве-

дена на рис. 4,

. При ОСШ ≥ 12 вероятность правильной селекции достигает

100 % для всех типов объектов. Отличие кривых, определяющих эти зависимо-

сти, вероятно, обусловлено различной степенью сложности фона, при наличии

которого регистрировались изображения.

Зависимость среднего значения погрешности определения координат цен-

тра изображения объекта от ОСШ дана на рис. 4,

. При ОСШ ≥ 15 погрешность

не превышает 1 пикс для всех типов объектов. Незначительные отличия кри-

вых, определяющих эти зависимости, обусловлены особенностями распределе-

ния облученности в изображениях объектов и фона.

Зависимость среднего значения погрешности определения размеров изоб-

ражения объекта от ОСШ приведена на рис. 4,

. Для всех типов объектов сред-

нее значение погрешности не превышает 2 пикс. Смещение кривых вверх друг

относительно друга обусловлено разной степенью неоднородности фона, на ко-

тором регистрировались объекты, причем, чем сложнее фон, тем больше по-

грешность. Эта зависимость проявляется сильнее при относительно небольших

значениях ОСШ.

Зависимость среднего времени вычислений от ОСШ представлена на рис. 4,

Быстродействие практически не зависит от ОСШ, но оно сильно зависит от площа-

ди строба, ограничивающего изображение объекта, а точнее, от площади ОДА и

числа анализируемых в ее пределах прямоугольных фрагментов.