Моделирование видеоинформационного тракта оптико-электронных систем дистанционного зондирования Земли: решения, проблемы и задачи
Баврина А.Ю., Мясников В.В., Сергеев В.В., Трещёва Е.В., Чупшев Н.В.

Аннотация:
В работе рассматриваются основные этапы преобразования информации в видеоинформационном тракте оптико-электронных систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Для каждого из этапов преобразования указываются существующие и оригинальные математические модели, методы и алгоритмы, лежащие в основе моделирования процесса оптического ДЗЗ. Проводится сравнение натурных и моделируемых изображений с целью выявления формальных (численных) и неформальных (визуальных) несоответствий между ними. На основании результатов сравнения определяются перспективные постановки и направления исследовательских работ.

Ключевые слова :
оптико-электронный тракт, дистанционное зондирование Земли, моделирование, подлинность изображений.

Литература:

  1. Rees, W.G. Physical Principles of Remote Sensing / W.G. Rees. – Cambridge University Press, 2012. – 530 p.
  2. Schowengerdt, R.A. Remote Sensing: Models and Methods for Image Processing / R.A. Schowengerdt. – Academic Press, 2006. – 560 p.
  3. Зуев, В.Е. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере (в условиях помех) / В.Е. Зуев, М.В. Ка­банов. – М.: Советское радио, 1977. – 368 с.
  4. Мишин, И.В. Оценка нелинейных искажений оптического изображения земной поверхности в горизонтально-однородной атмосфере / И.В. Мишин // Исследования Земли из космоса. – 1982. – № 6. – С. 80-85.
  5. Кондратьев, К.Я. Влияние атмосферы на исследование природных ресурсов из космоса / К.Я. Кондрать­ев, О.И. Смоктий, В.В. Козодеров. – М.: Машиностроение, 1985. – 272 с.
  6. Гонин, Г.Б. Космическая фотосъёмка для изучения природных ресурсов / Г.Б. Гонин. – Л.: Недра, 1980. – 319 с.
  7. Мельканович, А.Ф. Фотографические средства и их эксплуатация / А.Ф. Мельканович. – М.: Изд-во Министерства обороны, 1984. –576 с.
  8. Фризер, Х. Фотографическая регистрация информации / Х. Фризер; пер. с нем. – М.: Мир, 1978. – 670 с.
  9. Goodman, J.W. Statistical Optics / J.W. Goodman. – Wiley-Interscience, 2000. – 572 p.
  10. Сергеев, В.В. Методы цифрового моделирования оптико-электронных систем дистанционного формирования и обработки изображений : дис. докт. тех. наук: 05.13.16: защищена 14.07.93: утв. 14.01.94 / Сергеев Владислав Викторович. – Самара, 1993. – 432 с.
  11. Matise, B.K. Simulating the Performance of Imaging Sensors for Use in Realistic Tactical Environments / B.K. Matise, T.J. Rogne, G.R. Gerhart [et al.] // Proceedings SPIE. – 1985. – Vol. 550. – P.2-11.
  12. Shannon, R. The Art and Science of Optical Design / R. Shannon. – Cambridge University Press. – 630 p.
  13. Wikipedia – Cloud [Электронный ресурс] – Электрон. дан. – USA, 2012. – http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud.
  14. Harris, M.J. Real-time cloud rendering / M.J. Harris, A. Lastra // Proceedings of Eurographics. – 2001. – P. 76-84.
  15. Reeves, W. Particle systems - a technique for modeling a class of fuzzy objects / W. Reeves // Proceedings of SIGGRAPH. – 1983. – P. 359-375.
  16. Reeves, W. Approximate and probabilistic algorithms for shading and rendering structured particle systems / W. Reeves, R. Blau // Proceedings of SIGGRAPH. – 1985. – P. 313-322.
  17. Blinn, J.F. A generalization of algebraic surface drawing / J.F. Blinn // Proceedings of SIGGRAPH. – 1982. – P. 273-274.
  18. Wyvill, G. Ray-Tracing Soft Objects / G. Wyvill, A. Trot­man // Proceedings of CG International. – 1990. – P. 439-475.
  19. Dobashi, Y. Using metaballs to modeling and animate clouds from satellite images / Y. Dobashi, T. Nishita, H. Yamashita, T. Okita // The Visual Computer. – 1999. – Vol. 15. – P. 471-482.
  20. Dobashi, Y. A simple, efficient method for realistic animation of clouds / Y. Dobashi, K. Kaneda, H. Yamashita, T. Okita, T. Nishita // Proceedings of SIGGRAPH. – 2000. – P. 19-28.
  21. Nishita, T. Display of clouds taking into account multiple anisotropic scattering and sky light / T. Nishita, Y. Dobashi, E. Nakamae // Proceedings of SIGGRAPH. – 1996. – P. 379-386.
  22. Cabral, B. Accelerated volume rendering and tomographic reconstruction using texture mapping hardware / B. Cabral, N. Cam, J. Foran // Proceedings of the 1994 Symposium on Volume Visualization. – 1994. – P. 91-98.
  23. Hufnagel, R.E. Random Wavefront Effects / R.E. Huf­nagel // Photographic Science and Engineering. – 1965. – N 4. – P. 244-247.
  24. Musgrave, F.K. Texturing and Modeling. A procedural Ap­proach / F.K. Musgrave, D. Peachey, K. Perlin, D.S. Ebert, S. Worley – 3d edition. – Morgan Kaufmann, 2002. – 712 p.
  25. Pratt, W.K. Digital Image Processing / W.K. Pratt. – New York: John Willey and Sons, Inc., – 1978.
  26. Myasnikov, V.V. Computer program for automatic estimation of digital image quality / V.V. Myasnikov, A.A. Iva­nov, M.V. Gashnikov, E.V. Myasnikov // Pattern Recognition and Image Analysis. – 2011. – Vol. 21. – N 3. – P. 415-418.
  27. Баврина, А.Ю. Метод параметрического оценивания оптико-электронного тракта системы дистанционного формирования оптического изображения / А.Ю. Бав­рина, В.В. Мясников, А.В. Сергеев // Компьютерная оптика. – 2011. – Том 35, № 4. – C. 500-507. – ISSN 0134-2452.
  28. Гашников, М.В. Обнаружение информативных фрагментов в задаче оценки качества изображений / М.В. Гашников, В.В. Мясников // 8-я Международная конференция «Интеллектуализация обработки информации – 2010». – М.: МАКС Пресс, 2010. – C. 325-328.
  29. Myasnikov, V.V. Software System for Identification of Optoelectronic Digital Imaging Systems and Estimation of Their Quality / V.V. Myasnikov, A.A. Ivanov, M.V. Gashnikov, E.V. Myasnikov // Proceedings of the 10-th International Conference on Pattern Recognition and Image Analysis: New Information technologies (PRIA-10’2010), St-Peterburg, Russian Federation, December 5-12, Spb.: Polytechnika, – 2010. – Vol. 2. – P. 109-112.
  30. Cox, I.J. Digital watermarking and steganography / I.J. Cox, M. Miller, J. Bloom, J. Fridrich. – San Francisco: Morgan Kaufmann Publishing, 2008. – 624 p.
  31. Popescu, A.C. Statistical Tools for Digital Image Forensics / A.C. Popescu // PhD thesis, Dartmouth College, Department of Computer Science, Hanover, USA. – 2005. – P. 11-102.
  32. Глумов, Н.И. Обнаружение на изображениях искусственных изменений локального происхождения / Н.И. Глумов, А.В. Кузнецов // Автометрия. – 2011. – Т. 47, № 3. – С. 3-11.
  33. Glumov, N.I. Analysis of images for local artificial changes with JPEG compression properties / N.I. Glumov, A.V. Kuznetsov // Pattern Recognition and Image Analy­sis. – 2011. – Vol. 21(2). – P. 244-246.
  34. Мостовой, Я.А. Распределённая система хранения данных дистанционного зондирования Земли, их обработки и web-опубликования / Я.А. Мостовой, В.В. Мясников, В.В. Сергеев, В.А. Сойфер // 5-ая Международная конференция «Земля из космоса – наиболее эффективные решения», Москва, 29 ноября – 1 декабря 2011 г. Сборник тезисов. – Москва.: ИТЦ «СканЭкс», НП «Прозрачный мир», Издательство Бином. – C 150-151.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20