1.2. Обработка тепловизионных сигналов

1.2.1. Обобщенная модель источника сигнала

Предметом исследования работы является алгоритм обработки тепловизионных изображений, позволяющий произвести обнаружение «цели» с минимальной вероятностью ошибочного определения участка сигнала, принадлежащего «цели».

Для дальнейших рассуждений необходимо определить модель исследуемого объекта, который генерирует анализируемый сигнал. Функционирование различных природных объектов при отсутствии априорной информации о процессах, протекающих в них, может быть сведено к марковской последовательности смены состояний (рис. 1.8) [4, 8, 10,21, 32].

Рис. 1.8. Модель формирования выходного сигнала Состояния объекта не наблюдаются непосредственно, но характеризуются и, соответственно, могут быть идентифицированы по сигналу *(ti), который формируется следующим образом (рис. 1.8). При переходе системы в состояние а, запускается генератор Git формирующий сигнал Ј,(rj)- Сигналы с генера- торов суммируются на сумматоре I. Кроме сигналов на один из входов

сумматора может подаваться сигнал аддитивной помехи В качестве аргумента в общем случае принимаются элементы вектора - обобщенной координаты i| = (r)/),/ = 0,1v..,/V'(D)-I, где АГ(?>) -размерность

пространства, в котором изменяется регистрируемый сигнал. Обобщенный аргумент обозначает совокупность координат, от которых зависит результирующий сигнал *(г|). Сюда могут входить пространственные координаты, время и т.д. Например, если аргумент г| содержит лишь одну координату - время, то = (г)) представляет сигнал, зависящий лишь от времени и может иметь вид, показанный рис. 1.9.

4— Смена активных генераторов

Рис. 1.9. Формирование выходного одномерного сигнала x(t) К задачам, целью которых является оценка состояния объекта по сигналу, который им генерируется, можно отнести задачи медико-биологических исследований (исследование работа сердца и мозга) [18, 33, 40], задачи распознавания речи [11, 16, 28], задачи радиолокации [5, 39]. В этих случаях анализируемый сигнал является одномерным, его аргументом выступает время. В случае, когда анализируемый сигнал является двумерным, т.е. изменяется по двум про- странственным координатам, стоит задача анализа и распознавания изображения [7, 12, 14, 29]. Одной из групп задач обработки и анализа изображения является обработка тепловизионных изображений. Целью решения таких задач является обнаружение на изображении участка, который соответствует «цели».

Таким образом, в случае, когда в качестве информативного сигнала рассматривается изображение, переключение состояния объекта .ST выполняется в зависимости от пространственных координат, а не от времени, как это происходит в случае одномерного сигнала. При формировании двумерного сигнала (изображения) имеет место дискретная по времени совокупность наблюдений за выходным сигналом, т.е. кадры, характеризующие состояние наблюдаемой сцены, регистрируются в отдельные моменты времени с некоторым промежутком.