Метод визначення елементів об’єктів міської інфраструктури за результатами повітряного моніторингу

Автор(и)

  • Igor Ruban Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Науки, 14, м. Харків, Україна, 61166, Україна https://orcid.org/0000-0002-4738-3286
  • Hennadii Khudov Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-3311-2848
  • Oleksandr Makoveichuk Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Науки, 14, м. Харків, Україна, 61166, Україна https://orcid.org/0000-0003-4425-016X
  • Irina Khizhnyak Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-3431-7631
  • Nataliia Lukova-Chuiko Київський національний університет імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 60, м. Київ, Україна, 01033, Україна https://orcid.org/0000-0003-3224-4061
  • Hennady Pevtsov Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0426-6768
  • Yurii Sheviakov Інститут цивільної авіації вул. Клочківська, 228, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-5322-6674
  • Iryna Yuzova Інститут цивільної авіації вул. Клочківська, 228, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0013-5808
  • Yevhen Drob Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-2015-220X
  • Olexander Tytarenko Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0002-3992-9314

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174576

Ключові слова:

бортова система спостереження, елементи об’єктів міської інфраструктури, метод Канні, перетворення Хафа

Анотація

Запропоновано двоетапний метод визначення елементів об’єктів міської інфраструктури на зображеннях з систем повітряного моніторингу. На першому етапі методу запропоновано на зображеннях визначати контури об’єктів. У якості методу визначення контурів обрано удосконалений метод Канні. Розглянуті основні етапи удосконаленого методу Канні щодо визначення контурів об’єктів на зображеннях з систем повітряного моніторингу. На другому етапі запропоновано використання перетворення Хафа.

Визначені особливості методу визначення елементів об’єктів міської інфраструктури на кольорових зображеннях з систем повітряного моніторингу. На відміну від відомих, у методі враховані особливості формування зображення з систем повітряного моніторингу, виділяються кольорові канали, у кожному кольоровому каналі виділяються контури та геометричні примітиви, проводиться зворотне об'єднання кольорових каналів та визначаються елементи об’єктів міської інфраструктури у просторі вихідного зображення.

Наведені результати застосування методу визначення елементів об’єктів міської інфраструктури на типовому кольоровому зображенні з системи повітряного моніторингу. На результуючому зображенні для прикладу визначені елементи об’єктів міської інфраструктури: дороги, будинки, вулиці, елементи забудови тощо.

Проведена візуальна оцінка якості обробки типового кольорового зображення з системи повітряного моніторингу. Розраховані помилки першого та другого роду. Встановлено, що застосування двоетапного методу визначення елементів об’єктів міської інфраструктури на зображенні з системи повітряного моніторингу дозволить підвищити якість обробки оптико-електронних зображень. При цьому помилки визначення елементів об’єктів міської інфраструктури першого та другого роду знижені в середньому на величину 13 %

Біографії авторів

Igor Ruban, Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Науки, 14, м. Харків, Україна, 61166

Доктор технічних наук, професор, перший проректор

Hennadii Khudov, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор, начальник кафедри

Кафедра тактики радіотехнічних військ

Oleksandr Makoveichuk, Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Науки, 14, м. Харків, Україна, 61166

Кандидат технічних наук

Кафедра електронних обчислювальних машин

Irina Khizhnyak, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, викладач

Кафедра математичного та програмного забезпечення автоматизованих систем управління

Nataliia Lukova-Chuiko, Київський національний університет імені Тараса Шевченка вул. Володимирська, 60, м. Київ, Україна, 01033

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра кібербезпеки та захисту інформації

Hennady Pevtsov, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор, заступник начальника університету з наукової роботи

Yurii Sheviakov, Інститут цивільної авіації вул. Клочківська, 228, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, начальник інституту

Iryna Yuzova, Інститут цивільної авіації вул. Клочківська, 228, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, викладач

Кафедра інформаційних технологій

Yevhen Drob, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба вул. Сумська, 77/79, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, начальник лабораторії

Науково-дослідна лабораторія

Olexander Tytarenko, Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Кандидат військових наук, викладач

Кафедра повітряних сил

Посилання

  1. Chemin, Y. (Ed.) (2012). Remote Sensing of Planet Earth. Rijeka. doi: https://doi.org/10.5772/2291
  2. Richards, J. (2013). Remote Sensing Digital Image Analysis. An Introduction. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-30062-2
  3. Vysotska, V., Lytvyn, V., Burov, Y., Gozhyj, A., Makara, S. (2018). The consolidated information web-resource about pharmacy networks in city. CEUR Workshop Proceedings (Computational linguistics and intelligent systems), 2255, 239–255.
  4. Lytvyn, V., Vysotska, V. (2015). Designing architecture of electronic content commerce system. 2015 Xth International Scientific and Technical Conference “Computer Sciences and Information Technologies” (CSIT). doi: https://doi.org/10.1109/stc-csit.2015.7325446
  5. Stryzhak, O., Prychodniuk, V., Podlipaiev, V. (2019). Model of Transdisciplinary Representation of GEOspatial Information. Advances in Information and Communication Technologies, 34–75. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-16770-7_3
  6. Yang, X. (Ed.) (2011). Urban Remote Sensing: Monitoring, Synthesis and Modeling in the Urban Environment. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9780470979563
  7. Saito, S., Aoki, Y. (2015). Building and road detection from large aerial imagery. Image Processing: Machine Vision Applications VIII. doi: https://doi.org/10.1117/12.2083273
  8. Dempsey, N., Brown, C., Raman, S., Porta, S., Jenks, M., Jones, C., Bramley, G. (2008). Elements of Urban Form. Sustainable City Form, 21–51. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8647-2_2
  9. Gonzalez R. C., Woods R. E. (2017). Digital Image Processing. Prentice Hall, 1192.
  10. Gupta, V., Singh, D., Sharma, P. (2016). Image Segmentation Using Various Edge Detection Operators: A Comparative Study. International Journal of Innovative Research in Computer and Communication Engineering, 4 (8), 14819–14824.
  11. Sum, K., S. Cheung, P. (2006). A Fast Parametric Snake Model with Enhanced Concave Object Extraction Capability. 2006 IEEE International Symposium on Signal Processing and Information Technology. doi: https://doi.org/10.1109/isspit.2006.270844
  12. Liu, Y., Yao, J., Lu, X., Xia, M., Wang, X., Liu, Y. (2019). RoadNet: Learning to Comprehensively Analyze Road Networks in Complex Urban Scenes From High-Resolution Remotely Sensed Images. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 57 (4), 2043–2056. doi: https://doi.org/10.1109/tgrs.2018.2870871
  13. Nyandwi, E., Koeva, M., Kohli, D., Bennett, R. (2019). Comparing Human Versus Machine-Driven Cadastral Boundary Feature Extraction. Remote Sens, 11, 1662. doi: https://doi.org/10.20944/preprints201905.0342.v1
  14. Ruban, I., Khudov, H., Khudov, V., Khizhnyak, I., Makoveichuk, O. (2017). Segmentation of the images obtained from onboard optoelectronic surveillance systems by the evolutionary method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (89)), 49–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.109904
  15. Ruban, I., Khudov, V., Khudov, H., Khizhnyak, I. (2017). An improved method for segmentation of a multiscale sequence of optoelectronic images. 2017 4th International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T). doi: https://doi.org/10.1109/infocommst.2017.8246367
  16. Ruban, I., Khudov, V., Makoveichuk, O., Khudov, H., Khizhnyak, I. (2018). A Swarm Method for Segmentation of Images Obtained from On-Board Optoelectronic Surveillance Systems. 2018 International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T). doi: https://doi.org/10.1109/infocommst.2018.8632045
  17. Ruban, I., Khudov, H., Makoveichuk, O., Khizhnyak, I., Khudov, V., Podlipaiev, V. et. al. (2019). Segmentation of optical-electronic images from on-board systems of remote sensing of the earth by the artificial bee colony method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (98)), 37–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.161860
  18. Ramlau, R., Scherzer, O. (Eds.) (2019). The Radon Transform. Berlin/Boston: Walter de Gruyter GmbH. doi: https://doi.org/10.1515/9783110560855
  19. Li, Z., Liu, Y., Walker, R., Hayward, R., Zhang, J. (2009). Towards automatic power line detection for a UAV surveillance system using pulse coupled neural filter and an improved Hough transform. Machine Vision and Applications, 21 (5), 677–686. doi: https://doi.org/10.1007/s00138-009-0206-y
  20. Kabade, A., Sangam, V. (2016). Canny edge detection algorithm. International Journal of Advanced Research in Electronics and Communication Engineering (IJARECE), 5 (5), 1292–1295.
  21. Manzanera, A., Nguyen, T. P., Xu, X. (2016). Line and circle detection using dense one-to-one Hough transforms on greyscale images. EURASIP Journal on Image and Video Processing, 2016 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s13640-016-0149-y
  22. El-Baz, A., Jiang, X., Jasjit, S. (Eds.) (2016). Biomedical image segmentation: advances and trends. CRC Press, 546. doi: https://doi.org/10.4324/9781315372273
  23. Choudhary, R., Gupta, R. (2017). Recent Trends and Techniques in Image Enhancement using Differential Evolution- A Survey. International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering, 7 (4), 106–112. doi: https://doi.org/10.23956/ijarcsse/v7i4/0108

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-08-31

Як цитувати

Ruban, I., Khudov, H., Makoveichuk, O., Khizhnyak, I., Lukova-Chuiko, N., Pevtsov, H., Sheviakov, Y., Yuzova, I., Drob, Y., & Tytarenko, O. (2019). Метод визначення елементів об’єктів міської інфраструктури за результатами повітряного моніторингу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(9 (100), 52–61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.174576

Номер

Розділ

Інформаційно-керуючі системи