проводились на цветных 8‐битных видеоизображениях размером 480x360 пикселей, с частотой 25 кадров в секунду, полученных на глубинах от 30 до 150 м. Кроме того, для анализа подводных изображений была использована модель « Макглаймери » [ 16 ] при гауссовском шуме как аддитивной составляющей, а также сужение цветового диапазона гистограммным методом [ 19 ].
В ходе экспериментальных исследований были подобраны оптимальные параметры фильтрации. Жесткое задание параметров фильтрации позволило значительно увеличить скорость работы алгоритма. Данный алгоритм был протестирован на современном ПК с частотой процессора 3,3 ГГц. На рисунке 6 представлены отдельные результаты работы предложенного алгоритма улучшения качества подводных видеоизображений. Тестирование показало, что алгоритм позволяет увеличивать дальность видимости в 3 – 4 раза и при этом работает с видеопотоком в режиме реального времени. Сравнение рисунков 6А и 6Б показывает, что обработанное изображение обладает большей четкостью.
Кроме того, анализируя увеличенные фрагменты изображений на рисунках 6В и 6Г можно сделать вывод, что после обработки становятся видны мелкие детали изображения, а дальность визуального распознавания небольших объектов существенно увеличивается. Субъективная оценка качества по ГОСТ 26320 – 84 показала, что разработанный алгоритм обработки позволяет увеличить качество подводных видеоизображений с 3 до 5 баллов( по пятибалльной шкале), а дальность видимости – в 3 – 4 раза, и при этом работает с видеопотоком в режиме реального времени на скорости передачи до 1,5 Мбит / c.
Заключение
В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований создан прототип беспроводного оптического канала и сформулированы требования к его техническим параметрам. Определены предельные расстояния передачи информации в разных типах вод для подводной системы передачи с бюджетом 45 дБ. Обоснована модель формирования подводных изображений, учитывающая особенности распространения света в водной среде, и создан алгоритм улучшения качества, позволяющий увеличивать дальность видимости и распознавания подводных объектов в 3 – 4 раза по сравнению с необработанным изображением. Субъективная оценка качества по ГОСТ 26320 – 84 показала, что разработанный алгоритм позволяет увеличить качество подводных видеоизображений с 3 до 5 баллов( по пятибалльной шкале).
Обоснован алгоритм сжатия подводных видеоизображений формата NTSC разрешением 720 × 480, работающий в реальном масштабе времени при минимальной скорости передачи до 1,5 Мбит / c, что позволяет передавать видеоданные с хорошим( по пятибалльной шкале) качеством в режиме реального масштаба времени при сравнительно небольшой требуемой скорости канала связи. Разработана техническая документация на макет оптического приемопередатчика, и по этой документации изготовлен макет системы подводной беспроводной связи.
Работа выполнена в рамках реализации ФЦП « Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России » на 2007 – 2013 годы( ГК 07.514.11.4083).
50 Морские информационно-управляющие системы, 2014 / No. 3( 6)