АЛГОРИТМ ОБНАРУЖЕНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ ДЛЯ ЗАДАЧ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЙ

Показана актуальность задачи обнаружения и уменьшения видимости атмосферных осадков на видеоизображениях, полученных неподвижными камерами. Выполнен статистический анализ геометрических (площадь, коэффициент формы, отклонение ориентации от средней по кадру) и цветояркостных (интенсивность, насыщенность цвета) характеристик частиц дождя и снега с целью обоснования решающих правил выделения пикселей частиц осадков. Данный анализ заключается в получении распределений исследуемых параметров частиц и аппроксимации их известными законами распределений с использованием метода семейства кривых Пирсона, критерия Колмогорова и симплекс-алгоритма Нелдера–Мида. Разработан алгоритм детектирования капель дождя и снежинок на видеопоследовательностях, который предполагается к использованию в составе алгоритма уменьшения видимости атмосферных осадков. Предложенный подход представлен в виде многоступенчатой классификации пикселей кадра на зоны с движущимися объектами и области неподвижного фона, искажаемые и неискажаемые частицами осадков в течение накопленных кадров. В зависимости от области, к которой относится обрабатываемый пиксель, итоговое решение об отнесении его к классу атмосферных осадков принимается с использованием предложенных решающих правил или разработанной процедуры пороговой обработки с автоматическим определением локальных пороговых значений. Выполнено экспериментальное исследование предложенного алгоритма и с использованием двухкритериального подхода определены оптимальные значения числа накопленных кадров для корректной работы алгоритма: 100 кадров для видеоизображений с дождем; и 140 кадров для видео со снегом. Выигрыш разработанного подхода по сравнению с известными по оценкам вероятностей ошибок первого и второго рода составляет до 1.7 и 9.1% соответственно.