10.14489/vkit.2021.10.pp.046-053

DOI: 10.14489/vkit.2021.10.pp.046-053

Каляев А. И.
ПРИМЕНЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ЦЕЛЯХ ПОИСКА БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
(c. 46-53)

Аннотация. Приведено описание подхода к решению задачи поиска, идентификации и сопровождения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с помощью распределенной вычислительной системы для обработки изображений, получаемых с камер видеонаблюдения. Показана актуальность проблемы поиска БПЛА, в настоящее время активно используемых в противоправных целях: осуществления террористических атак в местах массового скопления людей и критической инфраструктуры, а также несанкционированного слежения за охраняемыми территориями. Рассмотрены распределенная реализация задачи автоматического видеообнаружения группировок объектов в условиях сложной фоновой обстановки и способы ее решения в гетерогенной вычислительной системе. Предложено применять для решения указанных сложных задач обработки видеопотока в целях поиска, идентификации и сопровождения объектов распределенные вычислительные системы. Принято решение использовать мультиагентный подход, позволяющий создавать отказоустойчивые и масштабируемые системы.Разработано программное обеспечение распределенной вычислительной системы для обработки изображений в целях поиска БПЛА, собран аппаратный стенд для его проверки. В ходе проведенных исследований сделан вывод о возможности применения предложенного метода для реализации обработки видеоизображения высокого разрешения и частоты кадров в распределенной вычислительной системе.

Ключевые слова: распределенные вычисления; обработка изображений; поиск объектов; беспилотные летательные аппараты; принципы мультиагентости; распределение задач; обработка видеопотока.

Kalyaev A. I.
APPLICATION OF DISTRIBUTED COMPUTING SYSTEMS FOR IMAGE PROCESSING IN ORDER TO SEARCH FOR UNMANNED AERIAL VEHICLES
(pp. 46-53)

Abstract. This article describes an approach to solving the problem of searching, identifying and tracking UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) using a distributed computing system for processing images from multiple surveillance cameras. Today, the problem of finding UAVs is becoming especially relevant due to their widespread distribution and low cost, which gives a wide scope for illegal use: the implementation of terrorist attacks in crowded places and critical infrastructure, as well as unauthorized tracking of specially protected areas. At the same time, modern radars have low efficiency for searching for UAVs, so today visual detection tools are used, for which effective work requires complex calculations. In this article, it is proposed to use distributed computing systems to solve these complex problems of processing a video stream for the purpose of searching, identifying and tracking objects (UAVs). For this, the author of the article, proceeding from the potential areas of application of such systems, decided to apply a multiagent approach, which makes it possible to create fault-tolerant and scalable systems. In the course of work on the article, softwarefor a distributed computing system for image processing in order to search for unmanned aerial vehicleswas created, a hardware stand was assembled to test it. While performing tests, it was concluded that the proposed method can be applied to implement high-resolution video processing and frame rate in a distributed computing system.

Keywords: Distributed computing; Image processing; Search for objects; Unmanned aerial vehicles; Principles of multi-agency; Distribution of tasks; Video stream processing.

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

Рус

А. И. Каляев (Южный федеральный университет, Таганрог, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. I. Kalyaev (Southern Federal University, Taganrog, 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. Казаков Б. Б., Ивановский С. А. Эффективные методы выделения движения объектов в последовательности изображений // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2009. № 5(86). С. 55 – 60.
2. Смирнов П. В. Выделение на последовательности изображений области движущегося объекта // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, № 6-2. С. 595 – 599.
3. Горитов А. Н., Яковченко С. И. Выделение на изображении низкого разрешения параметрически задаваемых объектов // Докл. ТУСУР. 2017. Т. 20, № 2. С. 88 – 90. DOI 10.21293/1818-0442-2017-20-2-88-90
4. Тикшаев В. Н., Барвиненко В. В. Проблема борьбы с беспилотными летательными аппаратами и возможные пути ее решения // Военная мысль. 2021. № 1. С. 125 – 132.
5. Галкин Д. В., Степанов А. В. Борьба с беспилотными летательными аппаратами: методы и средства иностранных армий // Военная мысль. 2021. № 6. С. 142 – 151.
6. Khisamutdinov M., Kalyaev A., Korovin I. New Method of Improving the Quality of Single Images in a Video Sequence // DEStech Transactions on Computer Science and Engineering. 2017. V. 215. P. 744 – 749. DOI 10.12783/dtcse/mmsta2017/19720
7. Kalyaev A., Khisamutdinov M. Algorithm of Search and Track of Static and Moving Large-Scale Objects // ITM Web of Conferences. EDP Sciences. 2017. V. 12, No. 3. P. 05014. DOI 10.1051/itmconf/20171205014
8. Khisamutdinov M., Kalyaev A., Korovin I. New Methods and Algorithms of Search, Detection and Tracking of Moving Point Targets along a Complex Path on a Complex Background // DEStech Transactions on Computer Science and Engineering. 2017. V. 215. P. 465 – 469. DOI 10.12783/dtcse/mmsta2017/19677
9. An Effective Algorithm for Multiagent Dispatching of Resources in Heterogeneous Cloud Environments / A. Kalyaev et al. // 5th Intern. Conf. on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV). 2016. P. 1140 – 1142. DOI 10.1109/ICIEV.2016.7760177
10. Kalyaev A. I., Kalyaev I. A. Method of Multiagent Scheduling of Resources in Cloud Computing Environments // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2016. V. 55, No. 2. P. 211 – 221. DOI 10.1134/S1064230716010081
11. Kalyaev I. A., Kalyaev A. I., Korovin I. S. Multiagent Resource Dispatching in a Heterogeneous Cloud Environment // Proc. of the 2019 Intern. Conf. on Electronical, Mechanical and Materials Engineering (ICE2ME 2019). 2019. P. 79 – 85. DOI 10.2991/ice2me-19.2019.18
12. Kalyaev I. A., Kalyaev A. I., Korovin I. S. A Modified Method of Multiagent Resource Dispatching in a Heterogeneous Cloud Environment // Proc. of the 2019 Intern. Conf. on Electronical, Mechanical and Materials Engineering (ICE2ME 2019). 2019. P. 72 – 78. DOI 10.2991/ice2me-19.2019.17

Eng

1. Kazakov B. B., Ivanovskiy S. A. (2009). Effective techniques for highlighting movement of objects in a sequence of images. Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. Informatika. Telekommunikatsii. Upravlenie, 86(5), pp. 55 – 60. [in Russian language]
2. Smirnov P. V. (2014). Selecting an area of a moving object in a sequence of images. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra RAN, Vol. 16, (6-2), pp. 595 – 599. [in Russian language]
3. Goritov A. N., Yakovchenko S. I. (2017). Highlighting parametrically defined objects in a low-resolution image. Doklady TUSUR, Vol. 20, (2), pp. 88 – 90. [in Russian language] DOI 10.21293/1818-0442-2017-20-2-88-90
4. Tikshaev V. N., Barvinenko V. V. (2021). The problem of combating unmanned aerial vehicles and possible solutions. Voennaya mysl', (1), pp. 125 – 132. [in Russian language]
5. Galkin D. V., Stepanov A. V. (2021). Combating unmanned aerial vehicles: methods and means of foreign armies. Voennaya mysl', (6), pp. 142 – 151. [in Russian language]
6. Khisamutdinov M., Kalyaev A., Korovin I. (2017). New Method of Improving the Quality of Single Images in a Video Sequence. DEStech Transactions on Computer Science and Engineering, Vol. 215, pp. 744 – 749. DOI 10.12783/dtcse/mmsta2017/19720
7. Kalyaev A., Khisamutdinov M. (2017). Algorithm of Search and Track of Static and Moving Large-Scale Objects. ITM Web of Conferences, Vol. 12, (3). EDP Sciences. DOI 10.1051/itmconf/20171205014
8. Khisamutdinov M., Kalyaev A., Korovin I. (2017). New Methods and Algorithms of Search, Detection and Tracking of Moving Point Targets along a Complex Path on a Complex Background. DEStech Transactions on Computer Science and Engineering, Vol. 215, pp. 465 – 469. DOI 10.12783/dtcse/mmsta2017/19677
9. Kalyaev A. et al. (2016). An Effective Algorithm for Multiagent Dispatching of Resources in Heterogeneous Cloud Environments. 5th International Conference on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV), pp. 1140 – 1142. DOI 10.1109/ICIEV.2016.7760177
10. Kalyaev A. I., Kalyaev I. A. (2016). Method of Multiagent Scheduling of Resources in Cloud Computing Environments. Journal of Computer and Systems Sciences International, Vol. 55, (2), pp. 211 – 221. DOI 10.1134/S1064230716010081
11. Kalyaev I. A., Kalyaev A. I., Korovin I. S. (2019). Multiagent Resource Dispatching in a Heterogeneous Cloud Environment. Proceedings of the 2019 International Conference on Electronical, Mechanical and Materials Engineering (ICE2ME 2019), pp. 79 – 85. DOI 10.2991/ice2me-19.2019.18
12. Kalyaev I. A., Kalyaev A. I., Korovin I. S. (2019). A Modified Method of Multiagent Resource Dispatching in a Heterogeneous Cloud Environment. Proceedings of the 2019 International Conference on Electronical, Mechanical and Materials Engineering (ICE2ME 2019), pp. 72 – 78. DOI 10.2991/ice2me-19.2019.17

+ - 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 450 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.2021.10.pp.046-053

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 450 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.2021.10.pp.046-053

and fill out the form