- •Содержание.
- •1. Введение.
- •1.1. Содержательная постановка задачи.
- •1.2. Терминологические соглашения.
- •2. Постановка задачи.
- •Общие сведения о моделировании систем.
- •2.2. Основание для разработки.
- •2.3. Назначение.
- •2.4. Требования к программному обеспечению.
- •2.5. Входные и выходные данные.
- •2.6. Условия эксплуатации.
- •3. Описание программного обеспечения.
- •3.1. Выбор языка программирования для реализации цифровой модели.
- •3.2. Функциональное назначение цифровой модели.
- •3.3. Описание идентификаторов процедур и функций, входящих в состав цифровой модели.
- •3.4. Описание идентификаторов переменных и массивов, используемых в цифровой модели.
- •3.5. Описание алгоритма цифровой модели.
- •3.6. Описание процедур и функций, реализующих цифровую модель.
- •3.6.1. Процедура расчета коэффициентов.
- •3.6.1.1. Функциональное назначение.
- •Integral ( X : real ).
- •3.6.1.2. Описание идентификаторов переменных и массивов.
- •3.6.1.2.1. Входные данные.
- •3.6.1.2.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.1.2.3. Выходные данные.
- •3.6.1.3. Описание логики.
- •3.6.2. Процедура формирования модели изображения очередного кадра.
- •3.6.2.1. Функциональное назначение.
- •3.6.2.2. Описание идентификаторов и назначения переменных и массивов.
- •3.6.2.2.1. Входные данные.
- •3.6.2.2.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.2.2.3. Выходные данные.
- •3.5.2.3. Описание логики.
- •3.6.3. Описание процедуры моделирования движения сложного фона.
- •3.6.3.1. Функциональное назначение.
- •Var ArgumentX, ArgumentY : real).
- •3.6.3.2. Описание идентификаторов и назначение переменных и массивов.
- •3.6.3.2.1. Входные данные.
- •3.6.3.2.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.3.2.3. Выходные данные.
- •3.6.3.3. Описание логики.
- •3.6.4. Описание функций яркости.
- •3.6.4.1. Функциональное назначение.
- •3.6.4.2. Описание идентификаторов и назначения переменных.
- •3.6.4.2.1. Входные данные.
- •3.6.4.2.2. Выходные данные.
- •3.6.4.3. Описание подпрограмм-функций. Функция яркости с поверхностью типа «плоскость».
- •Функция яркости с поверхностью типа «усеченная плоскость».
- •Функция яркости с поверхностью типа «дважды усеченная плоскость».
- •Функция яркости с поверхностью типа «эллипсоид вращения».
- •Функция яркости с поверхностью типа «эллиптический цилиндр».
- •Функция яркости с поверхностью типа «параболический цилиндр».
- •Функция яркости с поверхностью типа «однополостной гиперболоид».
- •Функция яркости с поверхностью типа «гиперболический параболоид».
- •Функция яркости с поверхностью типа «волнистая поверхность».
- •3.6.5. Процедура ввода параметров функций, участвующих в моделировании изображения.
- •3.6.5.1. Функциональное назначение.
- •3.6.5.2. Описание идентификаторов и назначения используемых переменных и массивов.
- •3.6.5.2.1. Вспомогательные переменные.
- •3.6.5.2.2. Выходные данные.
- •3.6.5.3. Описание логики.
- •3.6.6. Процедура формирования разностного изображения с помощью операции временного дифференцирования.
- •3.6.6.1. Функциональное назначение.
- •3.6.6.2. Описание идентификаторов переменных и массивов.
- •3.6.6.2.1. Входные данные.
- •3.6.6.2.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.6.2.3. Выходные данные.
- •3.6.6.3. Описание логики.
- •3.6.7. Процедура задания начальных значений.
- •3.6.7.1. Функциональное назначение.
- •3.6.7.2. Описание идентификаторов переменных и массивов.
- •3.6.7.2.1. Вспомогательные переменные.
- •3.6.7.2.2. Выходные данные.
- •3.6.7.3. Описание логики.
- •3.6.8. Процедура инициализации графического режима.
- •3.6.8.1. Функциональное назначение.
- •InitGraphMode.
- •3.6.8.2. Описание идентификаторов переменных и массивов.
- •3.6.8.2.1. Входные данные.
- •3.6.8.2.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.8.2.3. Выходные данные.
- •3.6.8.3. Описание логики.
- •3.6.9. Процедура распознавания.
- •3.6.9.1. Функциональное назначение.
- •3.6.9.2. Содержательная постановка задачи автоматического распознавания подвижных точечных объектов.
- •3.6.9.3. Описание алгоритмов распознавания подвижных точечных объектов.
- •3.6.9.3.1. Описание детерминированного алгоритма распознавания подвижных точечных объектов.
- •3.6.9.3.2. Описание вероятностного алгоритма распознавания подвижных точечных объектов.
- •3.6.9.3.3. Описание комбинированного алгоритма распознавания подвижных точечных объектов.
- •3.6.9.3.4. Описание вероятностного и комбинированного алгоритмов распознавания подвижных точечных объектов с усеченной выборкой.
- •3.6.9.4. Описание идентификаторов переменных и массивов.
- •3.6.9.4.1. Входные данные.
- •3.6.9.4.2. Вспомогательные переменные.
- •3.6.9.4.3. Выходные данные.
- •3.6.9.5. Описание логики.
- •3.6.10. Процедура определения массива направлений.
- •3.6.10.1. Функциональное назначение.
- •3.6.10.2. Выходные данные.
- •3.6.10.3. Описание логики.
3.6.9.3.3. Описание комбинированного алгоритма распознавания подвижных точечных объектов.
На основе рассмотренных алгоритмов построен алгоритм комбинированного типа, состоящий из детерминированной и вероятностной частей, работающих последовательно. Таким образом комбинированный алгоритм выполняет распознавание в два этапа.
На этапе предварительной обработки отсеивается большая часть ненужной информации, снимаемой с сетчатки. При этом с помощью сравнительно простых операций детерминированного типа, выполняемых для всех ячеек поля, выделяются П - точки и их элементарные перемещения.
На втором этапе выполняется окончательное обнаружение вероятностной частью алгоритма, работающей как вероятностный алгоритм. Эта часть алгоритма осуществляет более детальное наблюдение лишь за отдельными участками и ячейками поля, выделенными при предварительном обнаружении.
3.6.9.3.4. Описание вероятностного и комбинированного алгоритмов распознавания подвижных точечных объектов с усеченной выборкой.
При распознавании подвижных точечных объектов в условиях сильных помех у вероятностного или комбинированного алгоритмов может быть недопустимо большой размер исследуемой выборки. Для ограничения размеров выборки на базе этих алгоритмов построены вероятностный и комбинированный алгоритмы с усеченной выборкой. Эти алгоритмы работают следующим образом:
Обычная последовательная процедура (в данном случае это вероятностный или комбинированный алгоритм, который с помощью детерминированных, логических и вероятностных признаков и операций осуществляет пространственно-временную фильтрацию) выполняется до принятия окончательного решения. Если этого не произошло до некоторого К - го шага, то дальнейшее наблюдение прекращается и принимается решение о наличии объекта, если lk ³ 1, или - о наличии помехи, если lk < 1. В процедуре распознавания ln lk = LevelRealScreen сравнивается с нулем.
Структура всех рассмотренных выше алгоритмов, также как и у детерминированного алгоритма, позволяет организовать многостадийный поиск. Такая организация поиска подвижных точечных объектов на поле наблюдения облегчает его аппаратную реализацию, в особенности при обработке информации с сетчатки с большим числом ячеек. Поэлементный осмотр поля наблюдения на первой стадии поиска увеличивает помехозащищенность обзорно-поисковой системы. Качество работы регулируется рядом параметров данных алгоритмов распознавания подвижных точечных объектов.
3.6.9.4. Описание идентификаторов переменных и массивов.
3.6.9.4.1. Входные данные.
AlgSmall - ключ, определяющий тип используемого алгоритма: если «true», то используется ВУ или КУ - алгоритм, имеющий усеченную выборку признаков для принятия решения, максимальный размер которой должен быть равен «SizeWayMax»; «false» - исследуется В или К - алгоритм, имеющий неопределенный размер выборки для принятия решения.
ArraySubBrightness [1..LenthX, 1..LenthY] - массив разностей между сигналами одних и тех же рецепторов поля наблюдения от предыдущего и текущего кадров. Массив приращений яркости.
ArrayWays [1..2, 1..8] - массив направлений. Содержит восемь пар приращений координат 0X и 0Y при перемещении из данной ячейки поля наблюдения в соседние.
GranMaxX,
GranMaxY,
GranMinX,
GranMinY - соответственно нижняя и верхняя границы по осям 0X и 0Y внутренней области поля наблюдения.
K1,
K12,
K13 - коэффициенты для вычисления «отношения правдоподобия» («LevelRealScreen» и «LevelOldScreen»), определяемые параметрами законов распределения скорости движения и яркости подвижного точечного объекта.
LenthX,
LenthY - число рецепторов поля наблюдения соответственно по осям координат 0X и 0Y.
LevelHigh,
LevelLov - соответственно верхний и нижний пороги «отношения правдоподобия» («LevelRealScreen» и «LevelOldScreen») для принятия решения о распознавании подвижного точечного объекта в соответствии с В, ВУ, К или КУ - алгоритмом.
MemDBegin - адрес первого элемента области «D» памяти системы распознавания.
MemVBegin - адрес первого элемента области «V» памяти системы распознавания.
MemoryTime - максимальное число кадров, в течении которых объект пересекает ячейку поля наблюдения - максимальное время хранения выборки признаков в памяти системы распознавания - параметр всех алгоритмов.
PriznOutScreen - признак, определяющий режим вывода кадров и данных на экран: «true» - на экран выводится изображение кадра или разностной картины в графическом режиме; «false» - на экран выводятся выборки признаков из областей «D» и «V» памяти системы распознавания.
QuantFindObj - число распознаваний объекта.
QuantFindPom - число распознаваний помехи.
SizeWay,
SizeWayMax - необходимый (для Д - алгоритма) или максимальный (для ВУ и КУ - алгоритмов) размер выборки признаков для распознавания подвижного точечного объекта. Этот параметр определяет количество пересекаемых траекторией точечного объекта ячеек поля наблюдения, необходимое для принятия решения о распознавании подвижного точечного объекта. Так же задают тип алгоритма: если SizeWay = SizeWayMax, то распознавание осуществляется по Д - алгоритму; если SizeWay = 0, то распознавание осуществляется по В или ВУ - алгоритму; в противном случае применяется К или КУ - алгоритм.
SumLenthObj - суммарная длина траекторий распознанных объектов.
SumLenthPom - суммарная длина виртуальных траекторий распознанных помех.
V_Waiting - математическое ожидание скорости движения подвижного точечного объекта. Параметр В, ВУ, К и КУ - алгоритмов.
VolumeBrightness - порог яркости объекта. Параметр Д, К и КУ - алгоритмов.
WaitingBrightness - предполагаемая (ожидаемая) яркость подвижного точечного объекта. Параметр В, ВУ, К и КУ - алгоритмов.