ГОСТ Р 70462.1—2022
Формально каждый исходный пиксель ру • преобразуется с помощью следующей функции:
pi j =v-*p’.j = v±k,
(А.1)
где
р/ j
— исходный пиксель;
v
— переменная, в которую записывается яркость текущего пикселя;
p’ij
— преобразованный пиксель;
к
— случайная величина шума, такая, что
к< К, 0 <v± к<
255;
К
— максимальный шум, который можно применить к каждому пикселю.
В случае однородного шума используемая метрика напрямую коррелирует со значением
К.
Изображение /1
находится на расстоянии 1 от изображения /2, если:
- для каждого пикселя
pjj
из /1и соответствующего ему пикселя
pfj
из /2,
\Р)
j-P fj\
£
к
и
- существует хотя бы один пиксель (/,/), для которого
|pj —р* \
=
к-
А.2.3 Осветление (brightening)
Осветление (или его обратное преобразование — затемнение) — одно из наиболее простых доступных пре
образований изображения. Оно используется для изменения освещенности изображения. Условия освещенности
могут влиять на эффективность классификатора изображений [57]. По этой причине крайне важно продемонстри
ровать устойчивость классификатора к такому возмущению.
Формально каждый пиксель р; .преобразуется, например, с помощью следующей функции:
где
Pi
у — исходный пиксель;
v
— переменная, в которую записывается яркость текущего пикселя;
Р’и
— преобразованный пиксель;
к
— случайная величина, такая, что -255 <
к <
255.
Другой способ настроить параметр яркости для изображения RGB — переключиться на представление HSL
(оттенок/насыщенность/яркость) и изменить представление канала яркости.
В случае искажения осветления соответствующей метрикой является либо канал яркости представления
HSL, либо константа
к,
используемая для применения возмущения к представлению в оттенках серого или RGB.
А.2.4 Вибрация и вращение
Когда камеры установлены на крыше транспортного средства, происходит ухудшение изображения из-за
вибрации или колебаний устройства. Эти возмущения вызывают некоторую инверсию (inversion) пикселя от одного
кадра к другому.
При рассмотрении устойчивости к таким возмущениям вращения или вибрации необходимо рассмотреть на
бор преобразованных такими возмущениями изображений. Для поворота используют метрику максимального угла
поворота, применяемого к изображению. Модель повернутого изображения [30] реализована путем первоначаль
ного вычисления действительного положения /’, /, которое должно быть отображено в центр выбранного пикселя.
Затем вычисляют яркость повернутого пикселя путем выполнения линейной интерполяции с учетом соседних пик
селей, так что вклад каждого пикселя пропорционален расстоянию до /’,у’, отсекая вклад на расстояние 1.
Можно смоделировать вибрацию изображения, используя адекватное ядро размытия (blurring kernel) [58], ко
торое представляет степень вибрации, влияющей на изображение. Эта модель позволяет предотвратить дрожание
изображения путем устранения размытия изображения после обнаружения соответствующего ядра размытия. Для
вибрации и мерцания можно использовать метрику [59], построенную с помощью процесса Кокса. Процесс Кокса
служит моделью для агрегирования паттернов пространственных точек, когда эти паттерны следуют стохастиче
скому процессу.
А.2.5 Атмосферная турбулентность
Оптические искажения и шумы иногда возникают из-за влияния турбулентного потока воздуха, изменений
температуры, плотности частиц в воздухе, влажности и уровня диоксида углерода. С учетом этих факторов пре
ломление света изменяется при пересечении нескольких слоев воздуха с различными свойствами. В результате
получается геометрическое искажение, которое значительно ухудшает способность обработки изображения, что
характерно в том случае, когда полученное изображение проходит через большое количество атмосферных слоев,
например: в случае спутникового изображения или изображения с большой высоты — с помощью беспилотного ле
тательного аппарата. В частности, в [60] и [61] описана структура модели атмосферной турбулентности. Связанная с
этим проблема заключается в улучшении восстановления изображений для удаления атмосферной турбулент ности
[62], [63], [64]. Для этих методов следует использовать метрики, моделирующие интенсивность возмущения.
(А.2)
19