برگزاری جلسه دفاعیه اولین دانش آموخته دکتری پژوهش محور دانشگاه علم و صنعت ایران

مهندس مهدی نصیری، دانشجوی  مقطع دکتری رشته مهندسی برق ـ الکترونیک  دانشگاه،  سی و یکم اردیبهشت ماه 1396 از رساله دکتری خود با عنوان «آشکارسازی هدف هوایی در تصاویر مادون قرمز با اطمینان پذیری بالا بر مبنای توجه بصری انسان» دفاع کرد.

وی دانشجوی دکتری ورودی بهمن 1392 بوده است که به راهنمایی دکتر سیدمحمدرضا موسوی میرکلائی و دکتر ستار میرزاکوچکی به عنوان اولین دانش آموخته دکتری پژوهش محور دانشگاه موفق به دفاع از رساله خود و اخذ مدرک دکتری پژوهش محور گردیده است.

چکیده:

هدف از انجام این رساله، ارائه روشی مقاوم با اطمینان پذیری بالا و بر اساس سامانه توجه بصری انسان برای آشکارسازی موثر هدف هوایی کوچک کم‌ نور در تصاویر مادون قرمز با کلاتر پیچیده است. در سامانه های دفاعی، آشکارسازی هدف در دورترین فاصله ممکن بسیار با اهمیت است. از این رو هدف در تصاویر مادون قرمز اکتساب شده بسیار کوچک و کم نور بوده و با وجود کلاترها و نویز در پس زمینه‌ های پیچیده، آشکارسازی اطمینان پذیر هدف با نرخ پایین هشدارهای کاذب چالش‌ برانگیز می ‌شود.

هدف کوچک در تصاویر مادون ‌قرمز به صورت ویژگی‌های برجسته است که توجه بصری انسان را به خود جلب می‌کند؛ امروزه مدلهای محاسباتی توسعه داده ‌شده بر مبنای سامانه بصری انسان در بسیاری از کاربردها از جمله آشکارسازی هدف در تصاویر مادون ‌قرمز پیشنهاد شده‌ اند که دارای نتایج مطلوبی نیز بوده ‌اند. لذا در این رساله ضمن بررسی و تحلیل روش‌های متداول آشکارسازی هدف کوچک در تصاویر مادون‌ قرمز و مفاهیم و مسائل پایه‌ای مرتبط با آن به بررسی و تحلیل سامانه بصری انسان و نمونه‌ های مدل محاسباتی ارائه‌ شده برای آشکارسازی هدف کوچک در تصاویر مادون ‌قرمز پرداخته می‌ شود.

در این رساله بر اساس سامانه توجه بصری انسان دو روش مقاوم و با اطمینان پذیری بالا ارائه شده است که می ‌توانند به صورت موثر هدف کوچک کم ‌نور هوایی را در تصاویر مادون ‌قرمز با کلاتر پیچیده آشکار نمایند. در روش پیشنهادی اول با استفاده از ادغام نقشه‌ های برجستگی ساکن و حرکت ایجاد شده از تصاویر مادون ‌قرمز حاوی هدف در حال پرواز، اهمیت دادن به برجستگی های به دست آمده از یک روش نسبت به روش دیگر و استفاده از اطلاعات و مزیت‌های همه نقشه ها، در نقشه برجستگی ادغام ‌شده با اطمینان پذیری بالایی کلاتر و نویز پس زمینه فرونشانده شده و هدف نسبت به آن‌ها برجسته تر می شود؛ در نتیجه تباین بین آنها را بالاتر می ‌برد و در نهایت با استفاده از نقشه برجستگی ادغام‌شده به دست آمده آشکارسازی هدف انجام می ‌شود.

در روش پیشنهادی دوم ابتدا نقشه ‌های ویژگی‌ های گاوسی شکل از تصویر اصلی مادون‌ قرمز استخراج می‌ شود. سپس بر پایه تبدیل کسینوسی گسسته پالسی نقشه‌ های برجستگی ایجاد می ‌شود که در آن هدف برجسته و کلاتر پس زمینه فرونشانده شده است و در نهایت برای افزایش تباین بین هدف و کلاتر پس زمینه و بالا بردن مقاومت روش در برابر هشدارهای کاذب، نقشه‌ های برجستگی به دست آمده با یکدیگر به صورت تطبیقی ادغام و با استفاده از آن آشکارسازی هدف انجام می ‌شود.

به منظور ارزیابی عملکرد روش ‌های پیشنهادی، دو مجموعه داده از تصاویر واقعی مادون‌ قرمز حاوی هدف کوچک در حال پرواز و در کلاتر پیچیده پس زمینه آماده شده است. آزمایش ‌ها بر روی این مجموعه داده ها و ارزیابی‌های مختلف کمی و کیفی نشان می ‌دهد که روش‌ های پیشنهادی می ‌توانند هدف کوچک در تصاویر مادون ‌قرمز را نسبت به روش‌ های دیگر بر پایه توجه بصری انسان به صورت موثرتر و با اطمینان پذیری بالاتری آشکار نمایند. به طوری که در یکی از روش های پیشنهادی معیار کمی بهره سیگنال به کلاتر دارای نرخ متوسط 49 درصدی است که نسبت به مقاوم ترین روش ارائه شده تاکنون مقایسه شده و به میزان 33 درصد بیش تر است. این میزان اختلاف نشان می دهد که روش پیشنهادی می‌ تواند با اطمینان پذیری بالاتری نسبت به روشهای دیگر، سیگنال هدف را حفظ و همزمان کلاتر پس زمینه در تصاویر مادون قرمز را تضعیف نماید. از این رو روش های پیشنهادی می توانند در بسیاری از کاربردهای آشکارسازی هدف کوچک در تصاویر مادون‌ قرمز مورد استفاده قرار گیرند.

مقالات مستخرج از رساله مذکور:

1. M. Nasiri, M. R. Mosavi and S. M. Kuchaki, “Infrared Dim Target Detection with High Reliability using Saliency Map Fusion”, IET Image Processing, Vol.10, No.7, pp.524-533, 2016.

2. M. Nasiri, M. R. Mosavi and S. M. Kuchaki, “Infrared Small Target Detection based on Human Visual Attention using Pulsed Discrete Cosine Transform”, IET Image Processing, 2017 (DOI:  10.1049/iet-ipr.2016.0316).

آدرس کانال تلگرام رسمی دانشگاه: https://telegram.me/IUST_Official