name: Теоретические основы синтеза методов и алгоритмов адаптивной обработки видеоинформации в космических системах наблюдения динамических сцен
keyword_list: фотоприемник скоростной смаз обработка информации динамические сцены космические системы видеоинформация
abstract: Объект. Космиические видеоинформационные системы наблюдения динамических сцен, включая их анализ, оптимизацию и моделирование с целью повышения качества выдаваемой видеоинформации, расширения горизонта чувствительности и приближения границы своевременной реакции потребителя видеоинформации. Предмет. Критерии и методы оптимизации обработки информации, модели и алгоритмы адаптивного управления параметрами перспективных бортовых космических видеоинформационных систем, работающих в контурах систем управления. Цель. Развитие теоретических основ синтеза, включающих методы и алгоритмы совместной адаптивной обработки видеоинформации в фотоприёмной матрице и бортовом вычислителе для повышения качества выдаваемой информации, расширения горизонта чувствительности системы и приближения границы своевременной реакции потребителя  видеоинформации на события наблюдаемых сцен. Научная новизна. Создание концепции многоконтурной системы адаптации космических видеоинформационных систем в широком диапазоне расстояний между кооперируемыми КА, которая включает 7 главных принципов, используемых для синтеза методов и алгоритмов адаптивной обработки информации в ВИС и предусматривает наличие не менее четырех контуров автоматического управлениями параметрами ВИС, определяющими качество информации, вы даваемой в контур управления сближением и кооперацией (или обслуживанием) наблюдаемого КА. В диссертации получены следующие новые научные результаты: 1. Обоснована структура обработки видеоинформации, включающая три объекта управления с регулируемыми параметрами (фотоприёмник, селектор объекта и кодер источника), три контура управления параметрами фотоприёмника и каналы управления параметрами селектора изображения объекта и кодера источника видеоинформации для передачи по каналу связи. 2. Предложен нейросетевой метод селекции объектов на больших дальностях и звёздном фоне по вектору скоростного смаза и яркости на основе последовательной обработки перекрывающихся фрагментов изображения наблюдаемой сцены с помощью модифицированной сети типа YOLO 2 и с управлением масштабом изображения по значению скоростного смаза. 3. Предложены критерий, метод и алгоритм адаптации обработки видеоинформации, сформулированы уравнения управления и состояния системы, реализующей адаптацию кадровой частоты для достижения минимума суммы ошибок классификации (различения объекта и фона) и задержки принятия решения.
  4. Предложены критерий, метод и алгоритм адаптации обработки видеоинформации, сформулированы уравнения управления и состояния системы, реализующей адаптацию кадровой частоты с обменом на чёткость для достижения максимума времени, когда сумма ошибок оценивания пространственных и временных координат объекта не превышает допустимого значения. 5. Предложен метод кодирования изображения по критерию минимума взвешенной среднеквадратической ошибки с различными весами ошибки передачи изображения объекта и фона. 6. Предложенные параметрические вычислительные структуры и нейроподобные сети синтезированы исходя из существования оптимального уровня локального параллелизма для заданных ресурсных ограничений. Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что доказано существование оптимального управления и получены новые формулы для управления адаптацией кадровой частоты на основе различных критериев качества информации для разных дистанций и динамических свойств наблюдаемых сцен; предложены новые методы и алгоритмы обнаружения объектов, адаптации накопления и кодирования источника в прикладных телевизионных системах наблюдения динамических сцен; изложены методы параметрического синтеза контуров управления видеоинформационной системы наблюдения динамических сцен; введены важные понятия горизонта крупной детали и границы своевременной реакции, разделяющие различные методы адаптации кадровой частоты. Значение полученных результатов исследования для практики подтверждается тем, что разработан метод обнаружения объектов на дальней дистанции при стабилизации визирной оси по касательной к орбите космического аппарата-наблюдателя (и кооперируемого с ним пассивного космического аппарата) с использованием нейросетевых методов и метод адаптации кадровой частоты, позволяющий на порядок расширить горизонт чувствительности системы; разработан метод адаптации для ближней дистанции с обменом кадровой частоты на чёткость изображения, позволяющий на порядок приблизить границу своевременной реакции и повысить точность измерения пространственно-временных координат объектов; определены перспективы практической реализации разработанных методов обнаружения и адаптации с помощью бортовых вычислителей с высокой степенью параллелизма вычислений. Методы: теоретические методы анализа и синтеза ВИС, опирающиеся на методы системного анализа, теорию решений, теорию информации и теорию автоматического управления, теорию вероятности и математическую статистику, элементы теорий оптических систем, вычислительных систем, алгоритмов и нейроподобных сетей. Для оценки реализуемости и эффективности разработанных методов и алгоритмов использовались методы математического и имитационного моделирования и экспериментальной проверки методов и алгоритмов на натурных динамических изображениях КА на фоне звёзд и на фоне Земли. Область применения. АО «ВПК «НПО машиностроения», АО «ЛОМО», ЦНИИ РТК и АО «НИИ телевидения».
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Бачевский
chairman_dissertation_council.patronymic: Викторович
chairman_dissertation_council.position: ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: L-3847-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7801400299
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Василий
organization_supervisor.surname: Елагин
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Начальник Управления НРПНК
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.51.03
rubrics.name: Теория и статистика видеопроцессов
oecds.code: 02.02.YE
oecds.name: TELECOMMUNICATIONS
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.01
supervisors.fio: Цыцулин Александр Константинович
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Жмудь Вадим Аркадьевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Васильев Константин Константинович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Радиолокация и радионавигация
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Мальцев Георгий Николаевич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Военные науки
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПБГУТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
protection_organization.ogrn: 1027809197635
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: БАЧЕВСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: АО "НИИ телевидения"
author_organization.name: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт телевидения"
author_organization.ogrn: 1117847610297
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Хозяйственные общества, образованные из государственных предприятий, добровольных объединений государственных предприятий
author_organization.okopf: Непубличные акционерные общества