Актуальность исследования обусловлена растущей потребностью в получении изображений высокого разрешения для решения задач в таких областях, как сельское хозяйство, архитектура, транспорт, экологический мониторинг и т. д. Перспективным методом формирования изображений высокого разрешения является метод на основе совмещения фрагментов по ключевым точкам и анализа контуров с использованием опорного изображения низкого разрешения, позволяющий снизить требования к оборудованию. При этом использование группы мобильных объектов позволяет сокращать временные затраты и получать изображения динамичных сцен, что значительно расширяет возможности применения метода. В рамках данного подхода каждый объект получает одну или несколько частей итогового изображения, после чего осуществляется их «сшивка». Однако мобильные объекты зачастую обладают ограниченными вычислительными ресурсами, что существенно сокращает возможности применения подхода. В связи с этим, данная статья направлена на разработку алгоритмов совместной обработки информации группой мобильных объектов при реализации упомянутого выше метода. В работе представлены результаты исследования эффективности указанных алгоритмов как в последовательном режиме на одном мобильном объекте, так и в распределенном режиме с кооперацией группы объектов. Экспериментальные исследования также включали проверку устойчивости параллельной реализации метода к различным видам искажений: шумам, размытию и геометрическим деформациям. Результаты показали, что параллельная реализация метода формирования изображения высокого разрешения на основе совмещения фрагментов по ключевым точкам и анализа контуров с использованием опорного изображения низкого разрешения обеспечивает высокое качество получаемых изображений высокого разрешения, устойчивость к искажениям и значительное сокращение времени обработки в групповом режиме. Материалы статьи представляют практическую ценность для разработчиков систем коллективного картографирования в реальном времени, инспекции протяженных или сложных объектов с помощью групп роботов, а также в задачах фотограмметрии и создания трехмерных моделей местности.
The relevance of the study is due to the growing need for high-resolution images in fields such as agriculture, architecture, transportation, environmental monitoring, etc. A promising method for generating high-resolution images is based on keypoint matching and contour analysis using a low-resolution reference image, which reduces hardware requirements. At the same time, the use of a group of mobile objects allows you to reduce the time required to obtain images of dynamic scenes, which significantly expands the possibilities of using this method. In this approach, each object receives one or more parts of the final image, which are then "stitched" together. However, mobile objects often have limited computational resources, which significantly reduces the applicability of this approach. Therefore, this article focuses on developing algorithms for the joint processing of information by a group of mobile objects using the aforementioned method. The paper presents the results of a study of the effectiveness of these algorithms, both in a sequential mode on a single mobile object, and in a distributed mode with the cooperation of a group of objects. The experimental studies also included a test of the stability of the parallel implementation of the method to various types of distortion: noise, blur, and geometric deformations. The results showed that the parallel implementation of the method of forming a high-resolution image based on the alignment of fragments by key points and the analysis of contours using a reference low-resolution image provides high-quality high-resolution images, resistance to distortion, and a significant reduction in processing time in a group mode. The article's materials are of practical value for developers of real-time collaborative mapping systems, inspection of long or complex objects using groups of robots, as well as in photogrammetry and 3D terrain modeling tasks.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.