Підвищення ефективності методів обробки сигналів та зображень в радіометричних системах з розрідженими антенними решітками - Автореферат

Серед останніх важливе місце належить методам відновлення сигналів та зображень, які дають можливість компенсувати їх спотворення, спричиненні недоліками систем формування та покращити якість загалом. Аналіз існуючих методів розвязку некоректно поставлених задач обробки сигналів та зображень показує, що вони є нестійкими до незначних відхилень у сигналі, спричинених дією шумів та похибками вхідних перетворювачів. Багато авторів присвятили свої праці актуальним питанням розробки методів та засобів покращення якості формування та відновлення сигналів і візуалізації зображень, зокрема : Абакумов В., Арсенін В., Василенко Г., Величко С., Волосюк В., Воробель Р., Грицьків З., Даджион Д., Зеленський О., Кравченко В., Крилов В., Лісковець О., Мерсеро Р., Морозов В., Прудиус І., Рибін О., Русин Б., Скольник М., Тараторін А., Тихонов А., Фалькович С., та інші. На відміну від них, нелінійні методи дозволяють відновлювати втрачені спектральні складові зображень, які знаходяться поза смугою пропускання системи формування, завдяки використанню апріорної інформації. Вивчення таких проблем, як стійкість до шумів, адаптація до просторового спектру сигналу, вибір апріорної інформації та обмежень на розвязок, тощо, дають можливість покращити виділення та відновлення сигналів і зображень радіотехнічними системами.Сформульовано пряму задачу формування сигналів та зображень у радіотехнічних системах добування інформації як задачу фільтрації, що описується рівнянням згортки. У звязку з цим, актуальним напрямком розвитку методів відновлення радіометричних зображень є розробка регуляризаційних методів, які враховують апріорну інформацію про розвязок і забезпечують відновлення спектральних складових зображення поза смугою пропускання системи формування. У цьому ж розділі приведено обмеження на розвязок, які виникають відповідно до апріорної інформації про зображення або сигнал, та їх вплив на властивості методу відновлення. Як апріорну інформацію використано: скінченність розмірів обєктів на зображені; додатність відліків зображення; відоме максимальне значення відліків зображення; відома область допустимих значень відліків зображення; відомий локальний діапазон зміни інтенсивності зображення; інформацію про монотонність та анізотропність просторового спектру. Окрім того, введення апріорної інформації в ітераційних методах здійснюється простим накладанням обмежень на розвязок на кожному кроці уточнення розвязку, що є зручно для практичної реалізації технічних засобів відновлення зображень.

2. Основний зміст роботи

Прудиус I., Лазько Л., Голотяк Т. Усунення впливу фазових спотворень в антенах радіометричних систем формування зображення з використанням гладких регуляризаторів // Вісник Державного університету "Львівська політехніка" Електроенергетичні та електромеханічні системи. Львів, 1999. - № 372. - С.158-165.

Прудиус І., Лазько Л., Голотяк Т. Вплив гладких регуляризаторів на стаціонарні і нестаціонарні ітераційні процеси розвязку оберненої радіометричної задачі // Вісник Державного університету "Львівська політехніка" Радіоелектроніка та телекомунікації. Львів, 2000 - № 387 - С.46-50.

Клепфер Є., Прудиус І., Синявський А., Лазько Л. Використання нелінійних обмежень в ітераційних методах відновлення радіолокаційних сигналів // Вісник Державного університету "Львівська політехніка" Радіоелектроніка та телекомунікації. Львів, 2000 - № 387 - С.36-46.

І. Прудиус, О. Лазько, Л. Лазько, А. Синявський. Розвязання оберненої задачі формування зображень при наявності негаусівської випадкової складової // Вісник Державного університету "Львівська політехніка" Радіоелектроніка та телекомунікації. Львів, 2000. - №399. - С.150-154.

Прудиус І., Лазько Л. Числовий метод відновлення спектру сигналу з використанням апріорної інформації про розвязок // Вісник Національного університету "Львівська політехніка" Компютерні системи проектування. Теорія і практика”. Львів, 2001 - №415 - С.134-138.

Прудиус І., Лазько Л. Метод нелінійної обробки зображень, сформованих системами високого порядку // Вісник Національного університету "Львівська політехніка" Радіоелектроніка та телекомунікації ”. Львів, 2002 -№443- С.15-20.

Лазько Л. Регуляризація та апріорна інформація при відновленні радіометричних зображень // Вісник Національного університету "Львівська політехніка" Радіоелектроніка та телекомунікації ”.Львів, 2003-№477-С.59-63.

І.Н. Прудиус, Л.В. Лазько. Обробка спектрів інфрачервоного діапазону // Матеріали 5-ї міжнародної науково-технічної конференції "Досвід розробки і застосування САПР в мікроелектроніці". - Львів, 1999. - С.113-114.

I.Prudyus, L.Lazko, T. Holotyak. Simulation of antennas arryas characteristics impact on object image restoration // Proceedings of IV International Conference Antennas Theory and Technique.-Savastopol, Ukraine, 1999.-P.230-232.

I.Prudyus, L.Lazko, T. Holotyak. Stationary and non stationary iterative image restoration with smoth regularizators in radiometry systems // Proceedings of International Conference TCSET2000 (Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science). -Lviv-Slavko, Ukraine. - 2000. -Р.155.

Y. Klepfer, I. Prudyus, A. Synayvskyy, L.Lazko. Usage of the iteration restoration methods with nonlinear limitations in radar systems imaging // Proceedings of International Conference TCSET2000 (Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science). - Lviv-Slavko, Ukraine. - 2000. -Р 146.

O. Lazko, A. Synayvskyy, L. Lazko. Statistical moments of high order consideration at image restoration by maximum likelihood method // Proceedings of International Conference TCSET2000 (Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science). - Lviv-Slavsko, Ukraine. - 2000. - P.150.

I.N. Prydyus, O.V. Lazko, L.V. Lazko, A.T. Synyavskyy. Solution of inverse problem of image formation with the presense of nongauss random component // Proceedings of International Conference MIXDES’2000 (Mixed Design of Integrated Circuits and Systems). - Gdynia (Poland). - 2000. - P.483-487.

Іван Прудиус, Леонід Лазько. Алгоритм відновлення спектральних складових сигналу при його дифракційному обмеженні // Матеріали українсько-польської школи-семінару “Актуальні проблеми теоретичної електротехніки: Наука і дидактика”. - Соліна (Польща). - 2000. - С.158-159.

Prudyus I.N., Synyavskyy A.T., Lazko L.V. Usage of the nonlinear limitations at the radar signals restoration // Proceedings of International Conference EUSAR 2000. Munich, Germany -2000 - P.189.

Клепфер Е.І., Прудиус І.Н., Лазько Л.В., Григорьева Л. Дослідження властивостей розріджених антенних решіток в системах побудови радіозображень // КРИМІКО2001. Севастополь, 2001, C.329-330.

I. Prudyus, L. Lazko. Numerical method of signal spectrum restoration with prior information about solution usage // Матеріали 6-ї міжнародної науково-технічної конференції CADSM2001 "Досвід розробки і застосування САПР в мікроелектроніці". - Львів-Славсько. - 2001.- С.101-102.

Ivan Prudyus, Andriy Synyavskyy, Leonid Lazko, Beamforming in high resolution single-position imaging radars // Proceedings Of V International Conference on Telecommunicationin Modern satellite TELSIKS2001 // Nis’, Yugoslavia, 2001.- P. 58-62.

I. Prudyus, L. Lazko. Sparse antenna arrays properties investigation in radioimage forming systems // Proceedings of International Conference TCSET2002 (Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science). - Lviv-Slavsko. - 2002. -P.129

I. Prudyus, L. Lazko. Diffraction Distorted Images Persistent Restoration Algorithm // Proceedings of IV International Workshop “Computational Problems of Electrical Engineering”. - Zakopane (Poland). - 2002. - P.71-72.

Лазько. Л. Обробка сигналів і зображень регуляризаційними методами з обмеженнями на розвязок // Матеріали міжнародного форуму “Молодь та радіоелектроніка в XXI ст”. - Харків. - 2003.-С.43.

I. Prudyus, L. Lazko. Radar image restoration using regularization and prior information // Proceedings of IV International Workshop “Computational Problems of Electrical Engineering”. - Yaglivetz (Ukraine). - 2003. - P.28.

Ivan Prudyus, Leonid Lazko, Taras Holotyak. Influence of solution limitation on the signal restoration method properties // Proceedings of International Conference TCSET2004 (Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science). - Lviv-Slavsko. - 2004. -P.230.