Том 331 № 3 (2020)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2020/3/2531

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ ВУЛКАНОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И ЯВЛЕНИЙ

Актуальность. Системы видеонаблюдения являются важнейшим видом инструментальных средств наблюдений за состоянием вулканов. Высокая интенсивность сбора данных способствует формированию огромного массива изображений. При этом климатические особенности мест нахождения исследуемых объектов, а также не всегда стабильная работа каналов передачи данных являются причиной появления большого числа испорченных или неинформативных снимков. На их просмотр и исключение из архива затрачивается дополнительное время, что в целом может сказаться на оперативности принятия решений, связанных с информированием заинтересованных лиц о возникновении опасных природных явлений. В связи с этим актуальной является задача разработки методов и технологий анализа и фильтрации изображений для создания эффективной системы видеонаблюдения за вулканами.  Цель: разработка алгоритмов для анализа изображений вулканов. Методы: детектор границ Canny, преобразование дискретных контуров в параметрические в виде ломанных линий, вычисление эталонных характеристик и сравнение с ними полученных данных,  анализ частотных характеристик снимка с использованием преобразования Хаара, разложение изображения в многомасштабную пирамиду, составление вектора характерных визуальных признаков объекта, обнаружение искомого объекта с использованием SVM-классификатора. Результаты. Алгоритмы анализа фотоснимков для оценки видимости вулканов и поиска яркостных аномалий. Выводы. В рамках проведенного исследования авторами были разработаны алгоритмы для анализа изображений вулканов. Предложенные методы и подходы позволяют эффективно решать задачи оценки видимости объекта и детектирования яркостных аномалий. Созданные программные средства предоставляют набор инструментов для фильтрации и экспертной оценки изображений с целью поиска возможных признаков активности вулкана. Полученные результаты могут быть использованы в работе систем мониторинга вулканической активности для обеспечения безопасности авиации и защиты населения.

Ключевые слова:

Изображения вулканов, вулканическая активность, яркостная аномалия, алгоритм, машинное обучение, программа

Авторы:

Игорь Павлович Урманов

Алексей Анатольевич Сорокин

Сергей Павлович Королев

Сергей Иванович Мальковский

Скачать pdf