omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-189-119-126HCQVEUomna-321Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSПовышение контраста и точности локализации объектов интереса на ортофотопланах местности, построенных по искаженным изображениям с беспилотного летательного аппаратаIncreasing the contrast and accuracy of localization of objects of interest on orthophotomaps of the terrain built from distorted images from an unmanned aerial vehicleЗахлебинА. С.ZakhlebinA. S.

Захлебин Александр Сергеевич, кандидат технических наук, ассистент кафедры телевидения и управления, младший научный сотрудник лаборатории телевизионной автоматики

AuthorID (РИНЦ): 976293

г. Томск

Zakhlebin Aleksandr Sergeyevich, Candidate of Technical Sciences, Assistant of Television and Management Department, Junior Researcher of Laboratory of Television Automation

AuthorID (RSCI): 976293

Tomsk

aerosnimok@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-3970-5644КурячийМ. И.KuryachiyM. I.

Курячий Михаил Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры телевидения и управления, старший научный сотрудник лаборатории телевизионной автоматики

AuthorID (РИНЦ): 530114

AuthorID (SCOPUS): 56926935000

г. Томск

Kuryachiy Mikhail Ivanovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Television and Management Department, Senior Researcher of Laboratory of Television Automation

AuthorID (RSCI): 530114

AuthorID (SCOPUS): 56926935000

Tomsk

kur@tu.tusur.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2293-0511КапустинВ. В.KapustinV. V.

Капустин Вячеслав Валерьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры телевидения и управления, заведующий лабораторией телевизионной автоматики

AuthorID (РИНЦ): 897739

AuthorID (SCOPUS): 56926934100

г. Томск

Kapustin Vyacheslav Valeryevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Television and Management Department, Head of Laboratory of Television Automation

AuthorID (RSCI): 897739

AuthorID (SCOPUS): 56926934100

Tomsk

https://orcid.org/0000-0001-6587-7776КаменскийА. В.KamenskiyA. V.

Каменский Андрей Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры телевидения и управления, доцент кафедры цифрового телевидения

AuthorID (РИНЦ): 1057825

AuthorID (SCOPUS): 57191031758

г. Томск

Kamenskiy Andrey Viktorovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Television and Management Department, Associate Professor of Digital Television Department

AuthorID (RSCI): 1057825

AuthorID (SCOPUS): 57191031758

Tomsk

МовчанА. К.MovchanA. K.

Мовчан Андрей Кириллович, кандидат технических наук, доцент кафедры телевидения и управления, младший научный сотрудник лаборатории телевизионной автоматики

AuthorID (РИНЦ): 975781

AuthorID (SCOPUS): 57203239393

г. Томск

Movchan Andrey Kirillovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Television and Management Department, Junior Researcher of Laboratory of Television Automation

AuthorID (RSCI): 975781

AuthorID (SCOPUS): 57203239393

Tomsk

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроникиРоссияTomsk State University of Control Systems and RadioelectronicsRussian Federation20243003202401119126Copyright © Захлебин А.С., Курячий М.И., Капустин В.В., Каменский А.В., Мовчан А.К., 20242024Захлебин А.С., Курячий М.И., Капустин В.В., Каменский А.В., Мовчан А.К.Zakhlebin A.S., Kuryachiy M.I., Kapustin V.V., Kamenskiy A.V., Movchan A.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/321

В статье рассматриваются и сравниваются методики устранения искажений на исходных изображениях с беспилотного летательного аппарата, целью которых является увеличение контраста и точности определения координат объектов интереса относительно фона. Проведены авиационные работы с целью получения исходных изображений подстилающей поверхности с различными временами экспозиции, а также данных с навигационного модуля беспилотного летательного аппарата. Осуществлена камеральная обработка полученных материалов, рассчитаны точные центры фотографирования каждого из изображений и построены ортофотопланы местности. Оценен контраст и точность определения координат объектов интереса относительно фона на ортофотопланах местности, построенных по исходным и восстановленным различными методами изображениям.

In this article, we will consider and compare methods for eliminating distortions in the original images obtained from an unmanned aerial vehicle. The main goal of these methods is to increase the contrast and accuracy of determining the coordinates of objects of interest relative to the background. To conduct the study, aerial work is performed, during which initial images of the underlying surface with different exposure times are obtained, as well as data from the unmanned aerial vehicle navigation module. Further, cameral processing of the received materials is carried out. The exact centers for photographing each image are calculated and orthophotomaps of the area are built. Then we have evaluated the contrast and accuracy of determining the coordinates of objects of interest relative to the background on the orthophotomaps of the area built from the original and restored images using various methods.

ортофотоплан местностиизображениеточностьконтрастобъект интересаискажениебеспилотный летательный аппаратterrain orthomosaicimageaccuracycontrastobject of interestdistortionunmanned aerial vehicleИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-79-10200 в ТУСУРе.The study is supported by the Russian Science Foundation grant No. 21-79-10200 at TUSUR.ReferencesЗахлебин А. С. Построение ортофотоплана местности с использованием БПЛА вертолетного типа DJI PHANTOM 4 // Электронные средства и системы управления: материалы докл. в междунар. науч.-прак. конф. 2018. № 1–2. С. 159–161. EDN: ZEMEMP.Zakhlebin A. S. Postroyeniye ortofotoplana mestnosti s ispol’zovaniyem BPLA vertoletnogo tipa DJI PHANTOM 4 [Creation of an orthophotomap of the area using the DJI PHANTOM 4 helicopter type UAV] // Elektronnyye Sredstva I Sistemy Upravleniya. Electronic Devices and Control Systems. 2018. No. 1–2. P. 159–161. EDN: ZEMEMP. (In Russ.).Захлебин А. С. Метод обработки материалов аэрофотосъемки для построения геопривязанного ортофотоплана местности с телевизионной камеры беспилотного летательного аппарата DJI Phantom 4 PRO // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. 2021. № 4 (53). С. 26–35. DOI: 10.17212/1727-2769-2021-4-26-35.Zakhlebin A. S. Metod obrabotki materialov aerofotos’yemki dlya postroyeniya geoprivyazannogo ortofotoplana mestnosti s televizionnoy kamery bespilotnogo letatel’nogo apparata DJI Phantom 4 PRO [A method of processing aerial photography materials for building a georeferenced orthomosaic of the terrain from a television camera of the unmanned aerial vehicle DJI Phantom 4 PRO] // Doklady Akademii Nauk Vysshey Shkoly Rossiyskoy Federatsii. Proceedings of the Russian Higher School Academy of Sciences. 2021. No. 4 (53). P. 26–35. DOI: 10.17212/1727-2769-2021-4-26-35. (In Russ.).Kapustin V., Movchan A., Kuryachiy M. [et al.]. Activepulse television measuring systems images space-time filtration by // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1488. Р. 1–6. DOI: 10.1088/1742-6596/1488/1/012032.Kapustin V., Movchan A., Kuryachiy M. [et al.]. Activepulse television measuring systems images space-time filtration by // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1488. Р. 1–6. DOI: 10.1088/1742-6596/1488/1/012032. (In Engl.).Гуркина Е. Д., Белов Ю. С. Коррекция размытых изображений // Международный студенческий научный вестник. 2017. № 5. С. 30. EDN: ZNLNGL.Gurkina E. D., Belov Yu. S. Korrektsiya razmytykh izobrazheniy [Image motion deblurring] // Mezhdunarodnyy Studencheskiy Nauchnyy Vestnik. International Student Scientific Herald. 2017. No. 5. P. 30. EDN: ZNLNGL. (In Russ.).Браславская О. Б., Гендрина И. Ю., Квач А. С. Сравнение двух методов расчета функции размытия точки и оптической передаточной функции // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56, № 9–2. С. 215–216. EDN: RWIFMF.Braslavskaya O. B., Gendrina I. Yu., Kvach A. S. Sravneniye dvukh metodov rascheta funktsii razmytiya tochki i opticheskoy peredatochnoy funktsii [The comparison of two methods for determining of point spread function (PSF) and optical transfer function (OTF)] // Izvestiya vuzov. Fizika. Izvestiya vuzov. Fizika. 2013. Vol. 56, no. 9–2. P. 215–216. EDN: RWIFMF. (In Russ.).Медведков Н. В., Трубаков А. О. Исследование метрик качества результатов инверсной фильтрации Винера для размытых и прямолинейно смазанных изображений // КОГРАФ-2021: сб. материалов 31-й Всерос. науч.-прак. конф. по графическим информационным технологиям и системам, Нижний Новгород, 19–22 апреля 2021. Нижний Новгород: Изд-во НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2021. С. 51–58. DOI: 10.46960/43791586_2021_51. EDN: YANYHA.Medvedkov N. V., Trubakov A. O. Issledovaniye metrik kachestva rezul’tatov inversnoy fil’tratsii Vinera dlya razmytykh i pryamolineyno smazannykh [Research of quality metrics for results of wiener inverse filtering of blurred and linear motion blurred images] // KOGRAF-2021. COGRAPH-2021. Nizhny Novgorod, 2021. P. 51–58. DOI: 10.46960/43791586_2021_51. EDN: YANYHA. (In Russ.).Брейкина К. В., Умняшкин С. В. Оценка качества изображения при компенсации смаза по методу Люси–Ричардсона // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2020. Т. 25, № 2. С. 167–174. DOI: 10.24151/1561-5405-2020-25-2-167-174. EDN: GDDQFI.Brejkina K. V., Umnyashkin S. V. Ocenka kachestva izobrazheniya pri kompensacii smaza po metodu Lyusi — Richardsona [Evaluation of Image Quality with Lucy-Richardson Blur Compensation] // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Elektronika. News of Higher Educational Institutions. Electronics. 2020. No. 2 (25). P. 167–174. (In Russ.).Данилина Е. А., Елфимов В. Т. Оптимизация решения задачи восстановления изображения методом Тихонова // Молодежный научно-технический вестник. 2016. № 2. С. 34. EDN: VRWZRH.Danilina E. A., Elfimov V. T. Optimizatsiya resheniya zadachi vosstanovleniya izobrazheniya metodom Tikhonova [Optimization of the solution of the image restoration problem by the Tikhonov method] // Youth Scientific and Technical Bulletin. 2016. No. 2. P. 34. (In Russ.).Медведков Н. В., Трубаков А. О. Решение задачи «слепой» деконволюции с помощью генетического алгоритма // КОГРАФ-2022 по графическим информационным технологиям и системам: сб. материалов 32-й Всерос. науч.-прак. конф., Нижний Новгород, 18–21 апреля 2022. Нижний Новгород: Изд-во НГТУ им. Р. Е. Алексеева, 2022. С. 39–47. DOI: 10.46960/kograph_2022_39. EDN: AIEBRU.Medvedkov N. V., Trubakov A. O. Reshenie zadachi «slepoj» dekonvolyucii s pomoshch'yu geneticheskogo algoritma [Optimization of the solution to the image restoration problem using Tikhonov’s method] // KOGRAF-2022. COGRAPH-2022. Nizhny Novgorod, 2022. P. 39–47. DOI: 10.46960/kograph_2022_39. EDN: AIEBRU. (In Russ.).Коробейников А. Г., Федосовский М. Е., Алексанин С. А. Разработка автоматизированной процедуры для решения задачи восстановления смазанных цифровых изображений // Кибернетика и программирование. 2016. № 1. С. 270–291. DOI: 10.7256/2306-4196.2016.1.17867. EDN: VKQHCD.Korobeynikov A. G., Fedosovskiy M. E., Aleksanin S. A. Razrabotka avtomatizirovannoy protsedury dlya resheniya zadachi vosstanovleniya smazannykh tsifrovykh izobrazheniy [Development of an automated procedure for solving the problem of restoring blurry digital images] // Kibernetika i Programmirovaniye. Cybernetics and Programming. 2016. No. 1. P. 270–291. DOI: 10.7256/2306-4196.2016.1.17867. EDN: VKQHCD. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.