Сравнение спектральных представлений образов окрестностей точек для решения задач установления соответствия

Использование бортовой системы технического зрения для решения задач навигации и управления посадкой беспилотных летательных аппаратов (в частности, в рамках проекта “Фобос-грунт”) позволяет повысить как надежность системы управления за счет резервирования каналов измерения дальности и относительной скорости, так и точность за счет совместной обработки информации, поступающей от различных датчиков.
Алгоритмы установления соответствия изображений поверхности в стереопарах и парах изображений, получаемых в монокулярном режиме, оказывают определяющее влияние на важнейшие параметры систем технического зрения. Для уменьшения степени влияния проективных искажений на эффективность установления соответствия предлагается использовать частотные преобразования образов окрестностей точек, для которых устанавливается соответствие. Характерной особенностью используемых спектральных представлений является вложение носителей различных спектральных компонент.
В докладе изложены результаты сравнения следующих типов спектральных преобразований: Уолша-Адамара, Хаара, косинусного и синусного преобразований, а также наклонного преобразования.
Преобразование Уолша-Адамара привлекает простотой и малой вычислительной сложностью. Однако, известно, что амплитуды спектральных коэффициентов этого преобразования затухают с ростом индексов базисных функций сравнительно медленно. В то же время амплитуды спектральных коэффициентов некоторых других преобразований (например, косинусного преобразования) затухают существенно быстрее. Т.е. меньшее количество коэффициентов обеспечивает такую же точность представления изображений.
В работе были исследованы результаты оценивания ошибок установления соответствия, полученные с помощью всех вышеуказанных спектральных преобразований. На основании этих результатов сформулированы рекомендации по выбору оптимального с точки зрения вычислительных затрат и вероятности ошибочного установления соответствия варианта.
В качестве тестовых изображений использованы изображения, полученные с натурного стенда отдела Оптико-физических исследований.
Разработка алгоритмов систем технического зрения, предназначенных для управления движением летательных аппаратов, ведется при поддержке РФФИ (грант № 06-08-01497а).