10.14489/vkit.2020.05.pp.023-030

DOI: 10.14489/vkit.2020.05.pp.023-030

Кузнецов А. Ю., Садикова А. А., Горный В. И., Латыпов И. Ш.
РАЗРАБОТКА МЕТОДА СИНТЕЗИРОВАНИЯ АПЕРТУРНОЙ ДИАФРАГМЫ В ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
(с. 23-30)

Аннотация. Разработаны метод нейронных сетей для деконволюции на построении радиальнобазисной сети и метод повышения синтезирования апертуры в гиперспектральных системах дистанционного зондирования Земли. Описан способ повышения пространственного разрешения изображений, получаемых оптическими системами дистанционного зондирования Земли. Предложена методика радиометрической калибровки выходных данных, позволяющая универсализировать анализ спектральных характеристик. Результаты проекта способствуют снижению массогабаритных и стоимостных характеристик и возможности синтезирования апертуры на выходе из полихроматора, что позволит избежать применения дорогостоящих камерных объективов в гиперспектральных системах дистанционного зондирования Земли.

Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли; видеоспектрометр; гиперспектрометр; диафрагма.

Kuznecov A. Yu., Sadikova A. A., Gornyj V. I., Latypov I. Sh.
DEVELOPMENT OF A METHOD FOR SYNTHESIZING AN APERTURE DIAPHRAGM IN HYPERSPECTRAL REMOTE SENSING SYSTEMS FOR EARTH
(pp. 23-30)

Abstract. The aim of the work is to research and develop methods for synthesizing aperture in hyperspectral systems for remote sensing of the Earth to reduce weight and size characteristics by applying methods of program-algorithmic processing of the input signal and implementing the synthesized aperture. A method of neural networks for deconvolution on the construction of a radial basis network is developed. A method has been developed to increase the synthesis of apertures in hyperspectral systems for remote sensing of the Earth. A method for increasing the spatial resolution of images obtained by optical systems for remote sensing of the Earth is described. A method for radiometric calibration of output data has been developed, which allows universalizing the analysis of spectral characteristics. In the process, to achieve the goals were used: methods of spectral optics, mathematical analysis and statistics, methods of processing images and signals. The project results contribute to the reduction of overall weight and cost characteristics and the possibility of synthesizing the aperture at the exit of the polychromator, which will avoid the use of expensive camera lenses in hyperspectral systems of remote sensing of the Earth. The developed methods for synthesizing aperture in hyperspectral systems of remote sensing of the Earth differ from the existing ones in that the receiving device for the video signal does not contain structural changes, and they contain the function of the algorithmic apparatus, which includes the analysis of the functions of the scattering point, the deconvolution of the recorded signal is performed by the method of neural networks after the stage learning.

Keywords: Remote sensing of the Earth; Videospectrometer; Hyperspectrometer; Diaphragm.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. Ю. Кузнецов, А. А. Садикова (Национальный исследовательский университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия)
В. И. Горный, И. Ш. Латыпов (Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. Yu. Kuznecov, A. A. Sadikova (ITMO University, Saint-Petersburg, Russia)
V. I. Gornyj, I. Sh. Latypov (Saint-Petersburg Scientific-Research Centre for Ecological Safety RAS, Saint-Petersburg, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Возможность синтезирования апертуры спутникового тепловизора / В. И. Горный и др. // Оптический журнал. Т. 82, № 7. 2015. С. 25 – 36.
2. Park S. Ch., Park М. K. Kang M. Gi. Super-resolution Image Reconstruction: a Technical Overview // Signal Processing Magazine. IEEE. May 2003. V. 20, Is. 3. P. 21 – 23.
3. Метод повышения разрешения космических изображений с использованием априорной информации в векторной форме для сохранения границ / А. Н. Тренкин, и др. // Машинное обучение и анализ данных. 2015. Т. 1, № 12. – С. 1717 – 1730. doi: 10.21469/22233792.1.12.07.
4. Куликов А. Н., Фазылов В. Р. Конечный метод решения систем выпуклых неравенств // Известия вузов. Математика. 1984. № 11. С. 59 – 63.
5. Кузнецов А. Ю., Сергеев С. С. Анализ спектральных характеристик маскировочного покрытия с применением видеоспектрометра // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. СПб.: Университет ИТМО, 2016. Т. 16, № 2(102). С. 258 – 264.
6. Kuzmin A. K., Chikov K. N. Рersрective Рanoramic Auroral Imager and it’s Oррortunities for Tomograрhic Maррing and Diagnostics of Ionosрherical Characteristics from the Satellite // Abstracts and Reрorts. COSРAR Colloquium. Interball 2002. Sofia, Bulgaria.
7. Van Cittert P. Zum EinfluB der Spaltbreite auf die Intensitatsverteilung in Spektrallinien II // Z. Phys. 1931. V. 69. P. 298 – 308.
8. Analysis of Bayes Mathematical Systems of Pattern Recognition for Identifying the Objects on Hyperspectral Photographs / A. Kuznetsov et al. // Soft Computing and Measurements (SCM-2017). XX IEEE International Conference at Saint Petersburg Electrotecnicsl University «LETU». St.Petersburg, 24–26 May 2017. P. 69 – 72.
9. Коваленко А. Н., Черноморец А. А., Петина М. А. О применении нейронных сетей для решения дифференциальных уравнений в частных производных // Научные ведомости Белгородского гос. ун-тета. Сер. Экономика. Информатика. 2017. № 9. С. 103 – 110.

Eng

1. Gorniy V. I. et al. (2015). Possibility of synthesizing the aperture of a satellite thermal imager. Opticheskiy zhurnal, Vol. 82, (7), p. 25 – 36. [in Russian language]
2. Park S. Ch., Park М. K. Kang M. Gi. (2003). Super-resolution Image Reconstruction: a Technical Overview. IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 20, (3), pp. 21 – 23.
3. Trenkin A. N. et al. (2015). Method for increasing the resolution of space images using a priori information in vector form to preserve borders. Mashinnoe obuchenie i analiz dannyh, Vol. 1, (12), pp. 1717 – 1730. [in Russian language] doi: 10.21469/22233792.1.12.07
4. Kulikov A. N., Fazylov V. R. (1984). The final method for solving systems of convex inequalities. Izvestiya vuzov. Matematika, (11), pp. 59 – 63. [in Russian language]
5. Kuznetsov A. Yu., Sergeev S. S. (2016). Analysis of spectral characteristics of a camouflage coating using a video spectrometer. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik informatsionnyh tekhnologiy, mekhaniki i optiki, Vol. 16, 102(2), pp. 258 – 264. Saint Petersburg: Universitet ITMO. [in Russian language]
6. Kuzmin A. K., Chikov K. N. (2002). Рersрective Рanoramic Auroral Imager and it’s Oррortunities for Tomograрhic Maррing and Diagnostics of Ionosрherical Characteristics from the Satellite. Abstracts and Reрorts. COSРAR Colloquium. Sofia.
7. Van Cittert P. (1931). Zum EinfluB der Spaltbreite auf die Intensitatsverteilung in Spektrallinien II. Zeitschrift für Physik, Vol. 69, pp. 298 – 308.
8. Kuznetsov A. et al. (2017). Analysis of Bayes Mathematical Systems of Pattern Recognition for Identifying the Objects on Hyperspectral Photographs. Soft Computing and Measurements (SCM). 2017 XX IEEE International Conference on, IET, pp. 69 – 72.
9. Kovalenko A. N., Chernomorets A. A., Petina M. A. (2017). On the use of neural networks for solving partial differential equations. Seriya Ekonomika. Informatika, (9), pp. 103 – 110. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2020.05.pp.023-030

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2020.05.pp.023-030

and fill out the form