Kızılötesi görüntü dizileri için düşük sinyal-gürültü oranında otomatik hedef tespiti
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SEYİT TUNÇ
Danışman: HAKKI ALPARSLAN ILGIN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Otomatik hedef tespiti çeşitli gözetleme ve güvenlik uygulamaları için ilk ve önemli bir adımdır. Kızılötesi görüntülerde, görüntüleyici ile hedef arasındaki mesafenin fazla olması, kötü hava koşulları ya da hedefin karmaşık arka planda yer alması, hedefin genellikle düşük sinyal-gürültü oranında olmasına sebep olmaktadır. Bu tez çalışmasında da, bir sahnede yer alan düşük sinyal-gürültü oranına sahip hedeflerin otomatik olarak tespit edilebilmesi için hedef sinyalinin iyileştirilmesi üzerine durulmuştur. Kızılötesi görüntülerde ilgilenilen hedefler düşük sinyal gürültü oranında olsa bile çıkıntılı ve insan görü sistemi için dikkat çeker bölgeler olduğu farkedilmiştir. Bu sebeple problemin çözümü için insan görü sistemi modelleri üzerine odaklanılmıştır. Çalışma kapsamında, sahnedeki bir hedefin tespit edilebilirliğini sayısal olarak tanımlayan bir kıstas ve birçok koşulda parametre değişimine ihtiyaç duymadan hedefi yüksek başarımda otomatik olarak tespit edebilen bir yöntem önerilmiştir. Ayrıca burada uygulanan problem çözme yaklaşımının da birçok çalışma için uygulanabilir olduğu ve yüksek başarım sergileyebilecek çözümlerin önerilmesi için kullanılabileceği değerlendirilmektedir. Önerilen nesnel kıstas, hedef sinyalinin arka plana oranlanmasıyla elde edilmektedir. Hedef sinyali her bir hedef pikselinin arka plan ortalaması arasındaki kontrastı, arka plan ise görüntünün standart sapması üzerinden temsil edilmektedir. Sentetik ve gerçek görüntüler üzerinde, önerilen nesnel kıstas ve literatürde sıklıkla kullanılan diğer nesnel kıstaslar, öznel değerlendirme sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda yeni tanımın öznel değerlendirmeye en yakın sonucu verdiği görülmüştür. Önerilen otomatik hedef tespiti yönteminde ise faz spektrumu kullanılmaktadır ve çoklu standart sapmalı Gauss karışım modeli bir filtre ile görüntü yumşatılarak sonuca ulaşılmaktadır. Yöntemin başarımı yaygın kullanılan çıkıntı tespit yöntemleri ile iyileştirme ve tespit kabiliyeti ve işlem gücü ihtiyacı açısından karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda diğer yöntemler bazı test görüntülerinde başarılı bazılarında ise başarısız olmaktadırlar. Başarısız olunan senaryolarda da başarılı olabilmesi için farklı parametre grubu ile bu yöntemlerin ayarlanması gerekmektedir. Önerilen yöntem ise parametre değiştirilmeksizin, yani önbilgi olmaksızın, hemen hemen tüm senaryolarda yeterli başarım sergilemektedir ve gerçek-zaman uygulamalarında da kullanılabilir olduğu değerlendirilmektedir.