Кафедри
Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/35393
Переглянути
12 результатів
Результати пошуку
Документ Methodological instructions for practical work on the course "Signal and Image Processing"(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Povoroznyuk, O. A.; Filatova, A. E.This edition provides methodological instructions for practical works 1-9, which include mathematical basics of signal processing (Fourier transforms, convolutions, z-transform) and image processing (twodimensional Fourier transform, element-by-element transforms, digital filtering and wavelet transforms). Theoretical information and calculations are accompanied by examples. Intended for students of all undergraduate majors in Computer Engineering 123.Документ Алгоритми та програмний засіб для обробки зображень структури металевих матеріалів з метою визначення характеристик повзучості(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Бреславський, Дмитро Васильович; Грошевий, Михайло Олександрович; Татарінова, Оксана Андріївна; Сенько, Альона ВолодимирівнаCтаття містить опис підходу, алгоритмів та програмного засобу для аналізу зображень деформованих структур матеріалів. Розроблений підхід побудовано на виділенні при аналізі мікроструктури матеріалу важливих факторів, що впливають на високотемпературне деформування при повзучості у жароміцному нікелевому сплаві, а саме розмірів каналів та їхньої орієнтації. Розроблений програмний засіб використовує алгоритми перетворення зображень у бінарні чорно-білі за допомогою методу Отсу. Інтенсивність градієнту в кожній точці зображення візуалізується з використанням оператору Собеля. Границі фрагментів визначаються за допомогою детектора країв Кенні. Відрізки прямих ліній знаходяться з використанням перетворення Гафа. Програмний засіб реалізовано на мові програмування Python з застосуванням бібліотеки OpenCV. Описано основні складові частини та надано блок-схему програми. З застосуванням розробленого програмного забезпечення виконано перетворення відомих експериментально отриманих зображень деформованих при температурі 1273К та широкому діапазоні напружень структур зразків з жароміцного нікелевого сплаву CMSX-4 у різні моменти часу. Обговорюються результати аналізу розмірів каналів -фази у сплаві за допомогою кількісного оцінювання перетворених бінарних зображень. Знайдені характеристики були поставлені у відповідність до значення швидкості деформацій повзучості, що була визначена розрахунковим шляхом за відомими експериментальними даними. Показано можливість визначення переходу від ділянки встановленої повзучості до етапу лавиноподібного зростання деформацій та прихованих пошкоджень. Для розглянутого прикладу проведено визначення розташування каналів у представницькому зображенні. Запропоновано методику корегування кривих повзучості з залученням даних обробки зображень структури матеріалу.Документ Разработка методов удаления дефектов на изображениях энергообъектов, полученных в процессе дистанционного мониторинга с помощью БПЛА(Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2018) Ивашко, Андрей Васильевич; Зуев, Андрей АлександровичМетою статті є розробка та експериментальне дослідження методів видалення дефектів на зображеннях, отриманих в результаті дистанційного моніторингу об'єктів енергетичної інфраструктури за допомогою БПЛА, викликаного порядковим переносом зображення з матриці камери в пристрій зберігання. За час зйомки кадру об'єкт встигає змінити місце розташування, що обумовлено характером руху БПЛА, і в результаті ділянки одного кадру відображають різні моменти часу. Таке запізнення отримання даних з матриці щодо руху в кадрі призводить до появи добре помітних геометричних спотворень об'єктів. Камери з порядковим переносом, мають невисоку вартість, таким чином, їх застосування дозволяє істотно знизити вартість системи моніторингу, але вимагає розробки методів обробки отриманих зображень, які б мінімізували геометричні спотворення. При проведенні досліджень використовувалися методи кореляційного оцінювання відносного зсуву послідовностей що представляють собою рядки зображення, методи цифрової нелінійної фільтрації. Було проведено математичне моделювання в пакеті Scilab. Запропоновані і програмно реалізовані методи придушення ефекту порядкового перенесення, які не потребують аналізу послідовності кадрів і дозволяють усувати спотворення, викликані як нахилом відеокамери, так і її вібрацією. При цьому не потрібне проведення оцінки частоти коливань камери або виділення певних областей на зображенні. Використання запропонова них методів дозволяє створити програмне забезпечення для бортового комп'ютера БПЛА, яке може усувати артефакти на зображеннях, отриманих в процесі моніторингу в реальному масштабі часу. Що дозволяє спростити автоматичне виділення контурів і об'єктів на зображенні, а також визначення кількісних і якісних характеристик об'єктів за результатами фото- і відео-зйомки. Отримано розрахункові співвідношення, що дозволяють визначити передбачувані значення зсуву рядків зображення, викликаного ефектом порядкового перенесення. Крім зображень у видимому спе ктрі, запропоновані методи можуть бути використані для обробки термограм. Проаналізовано методи видалення спотворень на зображеннях та показано, що запропоновані методи дозволяють практично повністю усунути артефакти на зображенні, викликані ефектом порядкового перенесення.Документ Methods of compensation of microbolometer matriсes self-heating in the processing of thermal images(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Zuev, Andrey; Ivashko, Andrey; Lunin, DenisThe sources of noise and artifacts arising during thermal imaging and the methods for thermal images filtering, including methods specific for processing of images generated by infrared sensors, are considered. In particular, distortions caused by the process of microbolometrer matrices self-heating due to internal and external heating sources and the methods for compensating such distortions are studied. The purpose of the study is to create a mathematical model of a bolometric matrix self-heating based on heat transfer equations and to develop an algorithm for suppressing of distortions introduced into thermal images by self-heating. The exponential models describing the propagation of heat in the microbolometer matrix are proposed and it is shown that the coefficients of the models after logarithming can be determined by the least squares method. For real thermal images, the coefficients of the model are determined, and situations are considered when the base temperature of the object is known and when it is necessary to restore it, and modifications of the exponential model in the form of an exponent from a complete and incomplete square are proposed. Computer simulation of the proposed distortion compensation algorithm has been carried out, a set of thermal images before and after processing has been presented, and a quantitative estimation of the degree of noise suppression caused by heating of bolometric arrays has been obtained. Based on the results of the work, it was determined that the exponential model provides a sufficient degree of closeness of the experimental and theoretically predicted temperature data, and the degree of difference between the data and the model was estimated. Recommendations are developed for the application of the proposed methods at known and unknown base temperature of the matrix. Proposals have been developed for further improving the mathematical model, including the situation of temperature changes over time, and for improving the efficiency of self-heating noise suppression algorithms.Публікація Дворівневі математичні моделі визначення напруженого стану та ресурсу пластини з отвором(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Шаповалова, Марія Ігорівна; Водка, Олексій ОлександровичСучасні тенденції розвитку машинобудування та інших галузей, пов’язаних з виробництвом матеріалів та конструкцій із заданим комплексом фізико-механічних та технологічних властивостей – спрямовані на зниження матеріалоємності, енерговитрат, підвищенню точності, надійності та конкурентоспроможності виготовленого продукту. Тому створення математичних методів оцінки напруженого стану елементів конструкції на основі аналізу пружних характеристик матеріалу з урахуванням особливостей його внутрішньої мікроструктури є актуальною задачею. Алгоритм, що розглядається, включає наступні етапи: ідентифікація параметрів міцності з використанням даних, отриманих із зображень мікроструктури матеріалу; вивчення напружено деформованого стану моделі на основі варіаційно-різницевого методу скінченних елементів; формування система лінійних алгебраїчних рівнянь для вирішення задачі аналізу пружних властивостей матеріалу використовуючи плоску задачу теорії пружності; побудова поверхні текучості матеріалу для серії випробувань спираючись на критерії міцності композиційних матеріалів, які враховують різний супротив матеріалу при розтягуючих та стискаючих навантаженнях. На основі розробленої математичної моделі проводиться оцінка НДС та поверхні текучості пластинки з отвором. Аналіз конструкції проводиться на макро та мікро рівні. Виникнення пластичних деформацій на мікрорівні може призвести до розвитку тріщин та структурних руйнувань на макрорівні. У результаті дослідження визначена ймовірність виникнення пластичної деформації у пластині, та встановлені критичні зони моделі, які потребують ретельного контролю. Практичне значення одержаних результатів полягає у створенні підходу для оцінки механічних властивостей матеріалу, таких як модуль пружності, зсуву, коефіцієнта Пуассона, та їх ймовірнісних характеристик відповідно до внутрішньої структури; а також у аналізі коефіцієнтів взаємного впливу другого роду – такий підхід сприяє розширенню знання про матеріал та дозволяє збільшити кількість корисної інформації отриманої шляхом його моделювання. Для оцінки ймовірності виникнення пластичних деформацій запропонований метод, що працює не у детермінованій постановці, а використовує весь набір ймовірнісних характеристик поверхні текучості.Документ Методы измерения физико-химических и энергоинформационных параметров воды(Харківський університет Повітряних Сил ім. Івана Кожедуба, 2014) Глухова, Н. В.; Курик, М. В.; Песоцкая, Л. А.; Кучук, Нина ГеоргиевнаРассмотрены особенности использования стандартных методов физико-химического анализа состояния воды, предложены альтернативные методы оценки энергоинформационных параметров жидкофазных объектов на базе использования эффекта Кирлиан. Проведены комплексные исследования нескольких выборок воды с разными свойствами. При цифровой обработке изображений свечения образцов воды в электромагнитном поле высокой напряженности реализовано построение гистограмм яркости пикселей, статистический анализ выборок экспериментальных данных. Предложен алгоритм расчета интегральных оценок для экспериментальных выборок, который основан на вычислении медиан распределения случайных величин. Разработаны методы автоматизированной обработки изображений газоразрядного излучения образцов воды, которые позволяют повысить эффективность и объективность анализа экспериментальных данных.Публікація Комп'ютерні методи побудови параметричних статистично еквівалентних моделей мікроструктури високоміцного чавуну для аналізу його пружних характеристик(Видавничий дім "Гельветика", 2019) Шаповалова, Марія Ігорівна; Водка, Олексій ОлександровичАналіз мікроструктури матеріалу є однією з важливих частин контролю якості виготовленої продукції. Дослідження мікроструктури дає змогу отримати інформацію про стан матеріалу з оцінкою зображення його структури і не потребує додаткового обладнання для проведення випробувань і створення зразка. В роботі проводиться аналіз чавуну з включеннями сфероїдального графіту. Цей матеріал знайшов широке застосування у машинобудуванні. Використання високоміцного чавуну під час виробництва відповідальних вузлів: осей підвіски, шатунів, зубчастих коліс, розподільних валів, елементів гальмування – сприяє зниженню енерговитрат і здешевленню кінцевого продукту. У роботі пропонуються комп'ютерні методи побудови параметричних статистично еквівалентних моделей мікроструктури чавуну з включенням графіту сфероїдальної форми. Аналізуються металографічні зображення матеріалу засобами бібліотеки комп'ютерного бачення OpenCV. Виявляються контури, що охоплюють графітові включення у фериті. Робиться припущення, що графіт має форму кола. Проводиться апроксимація показників дисперсії та математичного очікування радіусів для знаходження залежності розмірів включень від їхньої концентрації. Ця залежність дає змогу реалізувати генерацію статистично еквівалентної штучної мікроструктури чавуну. Для знаходження пружних характеристик матеріалу будується скінчено елементна модель. Для проведення обчислень вважається, що ферит – це ізотропний матеріал, а графіт – має гексагональну структуру кристалічної решітки. Напружений стан розглядається на основі плоских моделей. Проводиться 200 чисельних експериментів для 17-ти значень різноманітних концентрацій включень. Отримані результати для пружних констант статистично усереднені, та встановлюються залежності коефіцієнта Пуассона, модуля пружності та зсуву від концентрації включень. Для оцінки достовірності отримані значення порівнюються з даними, отриманими за допомогою правила суміші. Результати застосування правила підтверджують коректність побудованих моделей. Однак верхня межа довірчого інтервалу перевищує верхню оцінку модуля пружності. Це пояснюється складністю реальних властивостей графіту, та не можливістю врахування орієнтації головних осей кристалів графіту, відповідно до правила суміші. Тому порівняння відбувається лише за середніми значеннями.Документ Разработка методовудаления дефектов на изображениях энергообъектов, полученных в процессе дистанционного мониторинга с помощью БПЛА(Полтавський національний технічний університет ім. Юрія Кондратюка, 2018) Ивашко, А. В.; Зуев, Андрей АлександровичЦелью статьи является разработка и экспериментальное исследование методов удаления дефектов на изображениях, полученных в результате дистанционного мониторинга энергообъектов с помощью БПЛА, вызванного построчным переносом изображения с матрицы камеры в устройство хранения. При проведении исследований использовались методы корреляционного оценивания относительного сдвига последовательностей, методы цифровой нелинейной фильтрации, математическое моделирование в пакете Scilab. Предложены и программно реализованы методы подавления артефактов вызванных эффектомпострочного переноса, не требующие анализа последовательности кадров и позволяющие устранять искажения, вызванные как наклоном камеры, так и ее вибрацией. Использование предложен-ных методов позволяет создать программное обеспечение для бортового компьютера БПЛА, которое может устранять артефакты на изображениях, полученных в процессе мониторинга в реальном масштабе времени. Получены расчетные соотношения, позволяющие определить предполагаемые значения сдвига строк изображения, вызванного эффектом построчного переноса, предложены и программно реализованы методы удаления искажений на изображениях энергообъектов, получаемых в процессе дистанционного мониторинга с помощью БПЛА.Документ Метод первинної обробки термограм, отриманих за допомогою малорозмірних тепловізорів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Зуєв, А. О.Метою статті є розробка і дослідження методу видалення шумів на термограмах низької просторової роздільної здатності, отриманих з комерційних малогабаритних тепловізійних камер, які за своїми масогабаритними характеристиками можна використовувати на міні-БПЛА для теплового моніторингу об'єктів енергетичної інфраструктури. Визначено що основним параметром, який несе інформацію про режим роботи об'єкта і наявності дефектів, при тепловому моніторингу є розподіл температури по поверхні об'єкта, який може реєструватися тепловізором. Проведено аналіз характеристик комерційних тепловізорів з неохолоджуваними матрицями. Вони мають невисоку вартість та невелику масу, таким чином, їх застосування дозволяє істотно знизити вартість системи моніторингу за рахунок як зниження вартості корисного навантаження так і вимог до вантажопідйомності БПЛА. Особливістю тепловізійної зйомки є порівняно мала роздільна здатність термограм та значний рівень шумів на них, що вимагає застосування методів обробки зображень, які б мінімізували рівень шумів. Розглянуто процес отримання термограми з використанням малогабаритного тепловізора в реальному масштабі часу. Запропоновано і реалізовано метод видалення основних видів спотворень на термограмах, заснований на адаптивному цифровому медіанному фільтрі. Проаналізовано процес появи теплового градієнта,що виникає під час роботи болометричної матриці, наведено метод його видалення. Показано, що запропоновані методи дозволяють практично повністю усунути артефакти наявні на термограмі.Документ Нейромережевий метод інтелектуальної обробки мультиспектральних зображень(Наіональний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2017) Любченко, Наталія Юріївна; Подорожняк, Андрій Олексійович; Бондарчук, В. К.Предметом вивчення в статті є нейромережеві методи розпізнавання об'єктів на мультиспектральних даних дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). Мета – забезпечення автоматичного розпізнавання об'єктів незаконного використання природних ресурсів на мультиспектральних зображеннях ДЗЗ. Задача – формулювання методу інтелектуальної обробки даних ДЗЗ, який реалізує автоматичне розпізнавання об'єктів незаконного використання природних ресурсів на мультиспектральних зображеннях ДЗЗ за допомогою використання згорткової нейронної мережі. Аналіз проблем методів та алгоритмів обробки мультиспектральних аерокосмічних зображень показав, що найбільш перспективно використовувати гнучкі алгоритми, які пристосовуються до зміни умов спостереження об'єктів пошуку. Однією з перспективних технологій реалізації таких алгоритмів є застосування нейронних мереж. Вибір згорткових нейронних мереж для вирішення задачі розпізнавання пов'язаний із здатністю даних мереж, за умови коректного навчання, до розпізнавання об'єктів в складних умовах спостереження та при деформації об'єкта, що спостерігається. Висновки. Запропоновано нейромережевий метод інтелектуальної обробки мультиспектральних зображень. Розглянуто алгоритм побудови даної мережі, обрано практичну область застосування запропонованого методу і показані результати роботи його програмної реалізації. Отримані результати дозволили зробити висновок про працездатність запропонованого алгоритму та є підґрунтям для подальших досліджень з розробки та реалізації алгоритмів обробки мультиспектральних знімків у системах дистанційного зондування землі.