автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Методы и алгоритмы улучшения качества изображения в мультипроекторных тренажерных компьютерных системах

111111111»

003482967

На правах рукописи

БАБЕНКО АНАТОЛИЙ ПАВЛОВИЧ

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ В МУЛЬТИПРОЕКТОРНЫХ ТРЕНАЖЕРНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

1 1 МОЯ 2X3

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики на кафедре «Персональные компьютеры и сети».

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, Орлов Валентин Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Гостев Иван Михайлович

кандидат физико-математических наук Зрелов Петр Валентинович

Ведущая организаг}ш Вычислительный центр

им. акад. Дородницына A.A.

Защита состоится «2» декабря 2009 г. в 12 ч. 00 мин. на заседании совета Д 212.119.02 по защите диссертаций в Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: г. Москва, ул. Стромынка, 20, в зале ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научно-технической библиотеки университета

С авторефератом можно ознакомиться на сайте http://www.mgupi.ru.

Автореферат разослан «3°» октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного советаД^^"^

к.т.н., доцент Зеленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационное работы. Проблема обучения человека сложным поведенческим навыкам, таким как Вождение современного тайка или самолета, на начальном этапе обучения требует использования тренажеров. Построение реальных физических тренажеров под современную конкретную технику приводит к большим затратам. Создание тренажеров в виде аппаратно-программного комплекса моделирующего визуальную информацию при управлении объектом на экране монитора позволяет существенно снизить эти затрата: БоЛеетого, этот подход обеспечивает большую гибкость и легкую перенастройку функционирования тренажера с одной задачи на другую.

Для повышения качества обучения необходимо создание имитационной среды с высокой детализацией и масштабируемостью.

При этом основной проблемой тренажеров является невозможность одновременного отображения на экране, как всей панорамы, так и отдельных деталей, что затрудняет визуальное восприятие человека при принятии решений. Современные одиночные мониторы не в состоянии обеспечить психологический комфорт оператору, а значит и качественное выполнение функций, возложенных на него.

Выходом из положения может быть объединение мониторов в систему, обеспечивающую нужный для человека угол горизонтального и вертикального обзора при отображении необходимых деталей.

Однако наличие мест «стыков» соседних мониторов существенно понижает комфорт восприятия человеком визуальной информации. Особенно это сказывается, когда мелкие детали попадают на границы мониторов. Это может вызвать неадекватное принятие решения. Поэтому применение таких систем для ответственных объектов весьма ограниченно.

Другим решением является использование мультипроектор-ных систем.

Одной из главных проблем, которые возникают при создании такой системы, является обеспечение восприятия составного

экрана, как единого, без каких-либо искажений цвета, яркости, а также без разрывов или наложений в изображении. Основой создания иллюзии единого экрана является корректное отображение итогового изображения, из которого удалены все геометрические, цветовые и яркостные искажения.

Таким образом, решение задачи по разработке методов, алгоритмов и программ коррекции параметров изображений при создании мультипроекторных тренажеров с единым экраном представляется весьма актуальной задачей, решение которой может быть использовано как в гражданских, так и в военных целях.

Целью исследования является повышение качества изображения, позволяющее в мультипроекторных компьютерных тренажерах создавать иллюзию единого экрана из нескольких фрагментов одного изображения,

В соответствии с этим в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи по:

• изучению методов отображения информации и принципов построения мультипроекторных тренажерных систем;

• анализу геометрических искажений, возникающих в мультипроекторных системах при создании единого изображения;

• разработке метода синтеза функции цветопередачи для создания заданной цветовой и световой равномерности в пространстве экрана;

• разработке метода и алгоритма попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе синтезированных функций цветопередачи;

. • исследов^нщо методов оценки качества сформированного изображения.

Методы исследования основаны на теории алгоритмов, теории цифровой обработки изображений, методах дифференциальной и проективной геометрии, колориметрии, методах динамической визуализации, свойствах и параметрах цифровых изображений, используемых при их формировании и отображении.

Научная новизна диссертационной работы обусловлена следующими факторами:

♦ разработан метод синтеза функций цветопередачи мульти-проекторных тренажеров, обеспечивающих заданную цветовую и световую неравномерность на всем пространстве экрана;

♦ разработаны методы и алгоритмы попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе полученных функций цветопередачи;

♦ разработан метод оценки качества сформированного изображения.

Практическая ценность работы. Разработанные методы повышают качество сформированного изображения в мульти-проекторном тренажере, при создании иллюзии единого экрана, исправляют в динамическом, режиме цветовые и световые искажения, связанные с методами совмещения .изображений в рамках использованной цветовой модели RGB, убирают жесткие условия к параметрам однотипных проекторов и облегчают их точную настройку. , —; .., -v.,

Разработанные методы и алгоритмы коррекции и совмещения изображений позволяют добиться требуемой иллюзии погружения в имитационную среду в динамических мультипроекг. торных тренажерах. . .,:г ■•.■■■■т..,<;м; /■.•■ . ,.

Реализация результатов работы. Результаты, диссертационной работы внедрены при построении системы визуализации в Научно технологическом, центре РДН и используются в учебном процессе в МГУ ПИ, что подтверждено актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты неоднократно докладывались и обсуждались на семинарах в Московском государственном университете, приборостроения и информатики, Научно-технологическом центре РАН, Международной научно-, практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспортер..-, Л

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 6 печатных работ. В работах с соавторами вклад автора является определяющим.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 67 наименований. Содержит 92 страницы машинописного текста, 30 рисунков и 2 таблицы.

5,

Краткое содержание работы

Во введении формулируется общая характеристика работы и направление исследований,, обуславливается актуальность темы, раскрываются цели и задачи диссертационной работы. Излагаются методы и пути решения поставленных задач. Приводятся факторы, обуславливающие новизну диссертационной работы, а также проблемные области, где могут найти применение результаты, полученные в ходе диссертационного исследования.

В первой главе анализируются характерные особенности тренажеров реального времени и принципы построения интерактивных систем визуализации реального времени. На базе такого анализа, формируются требования, которым должны удовлетворять модульные системы визуализации.

Приводится обзор и результаты сравнительного анализа ряда наиболее распространенных проекционных технологий и архитектур, которые используются для проецирования изображений с описанием их достоинств и недостатков. В ходе сравнительного анализа рассматривается эффективность применения таких технологий в задачах построения мультипроекторных систем, формирующих итоговое изображение из отдельных фрагментов. Проанализированы различные способы размещения проекторов и изложены проблемы, возникающие при эксплуатации таких систем.

Проведенный обзор и анализ принципов построения тренажеров - симуляторов реального времени, позволил сделать следующие выводы о необходимости: единого экрана без искажений; единой стратегии управления всем мультипроекторным тренажером; разделения изображения на части, посылаемые отдельным проекторам. Исходя из этих требований, были сформулированы требования к архитектуре системы визуализации:

У для организации такого типа тренажеров необходимо использовать локальную сетевую вычислительную систему;

У центральным звеном системы должен быть сервер визуализации, через который осуществляется связь с органами управления тренажером, а также все преобразования управляющих данных, генерацию сигналов, откликов и формирование команд управления;

V итоговое изображение мультипроекторной системы должно формироваться из набора, содержащего отдельные фрагменты, генерируемые, программным обеспечением на отдельных ЭВМ, и выводиться на единый проекционный экран.

Анализ светопередачи в мультипроекторных системах показал, что они подвержены существенному пространственному искажению. Проведенное исследование различных проекционных технологий и архитектур (в рамках цветовой моделиj RGB),, использующихся для создания сложных проецируемых изображений, дало возможность выявить основные факторы, влияющие на создание иллюзии единого изображения. К ним относятся:

• вариации цвета и света по полю в единичном проекторе;

• изменение цвето- и светопередачи в мультипроекторной системе от отдельных проекторов;

• искажения экрана в виде неравномерностей и изгибов;

• геометрическое нарушение границ;

• неоднородные вариации цвета и яркости в процессе функционирования от разных воздействующих факторов, а также старения.

Изложенные факторы приводят к появлению таких специфических искажений как: различные размеры изображений от отдельных проекторов, из-за ошибок в их пространственном расположении; неравномерное затухание света; возникновение зон перекрытия и разрыва; геометрические искажения растра и дифференциация в цветовых палитрах отдельных проекторов. Кроме того, известно, что используемая цветовая модель RGB имеет недостатки, обусловленные тем, что в ней трудно скорректировать цветовые палитры различных по конструкции проекторах. Это может оказать негативное влияние при создании мультипроекторной системы динамического тренажера, в которой при перемещении объекта с одного экрана на другой хорошо видно различие в цветовых палитрах.

Чтобы достигнуть полностью единого изображения на экране, необходимо не только правильно отобразить цветовую палитру, применяя проекторы одного модельного ряда и серии, но и добиться точной стыковки изображений. При этом принято использовать зоны перекрытия, размеры которых могут отли-

7

чаться. Это зоны, где изображения от двух и более проекторов накладываются друг на друга, чтобы добиться геометрически правильного отображения единой картинки. В процессе настройки проекторов тренажера из-за смещения пикселей и световых искажений возникает проблема краевых искажений, которую называют'^ видимым стыком изображений.

Во второй главе проводится детальное исследование и классификации факторов, влияющих на качество изображения в мультипроекторных системах. Рассмотрены некоторые операторы работы с мультирастровыми изображениями, необходимые в дальнейшем изложений. Введено понятие и дано определение идеальной проекции, как проекции образованной независимыми световыми;каналами от разных проекторов. При этом каждый из каналов должен обладать линейной передаточной функцией по цветовым компонентам, обеспечивать цветовую однородность по всему полю локального растра и его световые и цветовые параметры не должны меняться во времени.

Рассмотрены аспекты коррекции смещения черного и следствия от этого. Исследованы вопросы пространственной неоднородности отдельного проектора по свето- и цветопередачи. Проанализированы вопросы временной стабильности параметров растра,

В результате исследований были получены функции пространственной неоднородности для цветовых и световых параметров растров с учетом влияния смещения черного. Показаны пути, как можно скорректировать эту зависимость изменения цветовых и световых параметров от времени эксплуатации.

На основе анализа факторов, влияющих на качество изображения,, далее в главе проводится выявление параметров, посредством которых можно осуществлять управление свойствами фрагментарных изображений от отдельных проекторов для создания иллюзии единого экрана. К таким свойствам были отнесены: пространственное расположение проектора; настройка его положения в направлении оптического центра отдельного локального растра; вариации по яркости, контрасту и цветовому балансу в пространстве локального растра отдельного проектора.

Далее был проведен анализ разброса параметров между экземплярами однотипных проекторов, и было установлено следующее. В пределах яркостного поля, формируемого одним проектором, изменения яркости значительны, в то время как цветопередача остается неизменной. В проекторах одного модельного ряда присутствуют небольшие изменения в цветопередаче канала, которые при демонстрации динамических изображений практически незаметны. Регулировка внутренних параметров проектора и его пространственной ориентации не влияет на его цветопередачу.

Итоговым выводом по второй главе является тезис, что большинство причин пространственного изменения цветопередачи вызвано пространственными изменениями яркости и, следовательно, о возможности программной регулировки световых параметров отдельных проекторов для создания заданной световой неравномерности единого экрана.

Центральным вопросом третьей главы является рассмотрение аспектов создания мулътипроекторной функции цветопередачи, механизм работы которой основан на создании единого визуального поля, и предназначенной для моделирования изменений яркости в мультипроекторных системах. Реализация этой функции обеспечивает получение равномерной цветопередачи на всем пространстве экрана. В процессе калибровки она вычисляется, а в режиме работы ее части используются для формирования локального растра в каждом отдельном проекторе по каждому пикселю, выводимому на единый экран. Рассмотрим механизм формирования функции цветопередачи.

Пусть координатная система всего экрана будет (u, v). Определим световой канал проектора 1 состоящего из трех цветовых лучей — г, g, b как 1 е {r,g,b}, и соответственно входные значения сигналов, поступающих на проектор i, e{ir, I -iь j, 0<i, <l. Пусть проектор P посылает луч L(ir, ig,ib) из точки Р(х,y,z) в точку экрана (u, v). Согласно функции распределения двунаправленного отражения (bidirectional reflectance distribution function, BRDF) существует зависимость между падающим и

отраженным светом, распространяющимся в некотором телесном угле со . Будем считать что:

• для экрана выполняется закон Ламберта, т.е. поверхность экрана будет анизотропной; -

• поскольку в данной работе Используются готовые проекторы и экраны, а направлением исследований является коррекция яркости и цветности, будем принимать во внимание только отраженный луч, направленный к Нормали экрана (то есть в сторону пользователя), пренебрегая отраженной световой энергией в других направлениях.

Сформулируем определение функции цветопередачи. Пусть Е освещенность поверхности экрана от точечного источника света силой Т. Такое допущение можно сделать, так как отношение расстояния от проектора до экрана к размеру источника света очень велико. Пусть 6 = Г(и,у,Ь],е), где (и, V) координаты глобального экрана, Ъ, - функция передачи проектора и е = (£ х, у, г, 9, ср, Р) - поправка, следующая из функции В1ШР, где Г - фокусное расстояние проектора, (х,у,г) - координата проектора относительно экрана, (9, ф, (3) - пространственные углы, определяющие позицию проектора, относительно экрана. Так как пространственное расположение проектора относительно экрана неизменно, а рассеянный свет, отраженный вне нормали не будет учитываться, то этой поправкой можно пренебречь. Таким образом, общий вид функции цветопередачи будет иметь вид Е = Г(и,у,Ь1).

Поскольку световые и цветовые параметры проектора тоже фиксированы, будем считать, что Ь; является суммарной функцией видеопроектора и видеоадаптера в компьютере, рассчитывающего элементы фрагмента изображения глобального экрана. Используя простые математические операции суммирования и умножения для коррекции света и цвета в видеоадаптере, будем регулировать световой поток 1р проектора Р на площади локального фрагмента, так, чтобы устранить визуальные искажения суммарного экрана.

Функция цветопередачи одного проектора. Отметим тот факт, что в используемых проекторах отсутствует диапазон ва-

риаций цветовых координат в пространстве RGB, то есть цветовая палитра не зависит от уровня яркости. Это свойство определяется параметрами светофильтров проектора и характеристиками лампы. Пусть используемые в тренажере проекторы обладают одинаковыми по световым и цветовым свойствам характеристиками. На основании этого будем считать, что в некоторой точке экрана при изменении яркости координаты цвета (в цветовом треугольнике RGB) не будут изменяться.

Обозначим яркость экрана в некоторой точке экрана от единичного проектора как Di (u, v), а уровень входного сигнала в соответствующей точке локального фрагмента (х, у) для канала 1 как Qi (х, у). Выражение для яркости экрана в точке (u, v) запишем в виде

D1(u,v) = h1(i1)Q1(x,y) (1)

Теперь если зафиксировать Q[(x,y)=const, то пробегая по всем точкам локального растра x = l,n, у = 1,т, и измеряя значения D,(u,v), получаем h, - функцию пропускной способности канала 1. Так на рис. 1 изображена яркость канала 1 при условии i,e{ir= 0,i =l,ib=oj на фрагментарном изображении. Поскольку сигнал на входе постоянен, то значения функции яркости фактически определяют реальную передаточную функцию канала 1. Из рисунка легко заметить, что график функции имеет две особенности. Во-первых, он имеет вид купола, то есть при постоянном уровне сигнала на входе яркость выхода для канала 1G неодинакова для точек с различными координатами экрана.

Яркость уменьшается к краям локального экрана в соответствии с законом Ламберта. Во-вторых, можно заметить что «купол» насколько приподнят над плоскостью экрана. Этот пьедестал называется черным смещением. Представим его в виде функции В(х, у) — пространственно изменяющийся компонент сигнала яркости, называемый функцией черной яркости.

Рис.1 Функция Dj (u, v) полученная для одной цветовой компоненты канала - G

Физический смысл h, совпадает с понятием гамма-функции, то есть ее можно использовать для коррекции изменения яркости между цифровым изображением и изображением монитора. Также как и у-функция, она должна удовлетворять требованиям непрерывности и монотонности. Кроме того, ее значения должны лежать в диапазоне 0<Ь|<1.

Поскольку основным требованием к каналу является однородность яркости единого экрана D,(x, у) = const при Qi(x,y)=const, то для цвето и свёто коррекции стыков изображений необходимо определить функцию цвето и свето передачи Е[ (х, у) так, чтобы скомпенсировать1 все искажения:

Di (х, у) = Б, [h|Q, (х, у)] = const при

Q, (х, у) = const, V (х, у) eUp, (2)

где ир координатное пространство локальной части экрана от проектора Р. Соотношение (2) связывает яркость на экране с уровнем сигнала ija. входе канала (видеоадаптера).

Пусть теперь Qi (х, у) = 0, 1 (ir = 0, ig = 0, ib = 0), тогда получаем функцию остаточной яркости экрана, которая определяется черным смещением - D(x, у) = В(х, у) и, следовательно, для реального проектора выражение (1) должно быть переписано как D,(u,v) = hj(i|)Qi(x, у)+В(х,у).

Поскольку черное смещение является некорректируемой характеристикой проектора, передаточная функция уже не может изменяться в диапазоне от [0,1]. Это объясняется тем, что требование к неискаженному изображению подразумевают линей-

ность входа от выхода, или хотя бы монотонность. Но, так как смещение сдвигает яркость проектора, то при максимальном яркостном сигнале наступит насыщение, как показано на рис. 2.

Рис.2 Яркостные искажения (справа) из-за возникновения черного смещения

Для устранения амплитудных искажений необходимо нормировать передаточную функцию так, чтобы максимальный уровень яркости проектора -Т)шах соответствовал бы максимальной яркости входного сигнала - <Зшах, а минимальный (0-й сигнал) соответствовал бы черному смещению.

Для этого скорректируем передаточную функцию так, чтобы выполнялось условие:

Ь'| (х,у)= Ртах ~В(Х'У\ +В(х,у) (3)

тах

Теперь В(х,у)<Ь;(х,у)д(х,у)<Вшах при любых 10ГЛ8,1Ь) и,

следовательно, яркостные искажения от перегрузки отсутствуют.

Запишем обобщенную функцию цветопередачи одного проектора как: Е) (х, у)=11,(5, (X У), тогда для выполнения условий

идеальной проещии потребуем, чтобы Н, =Ь',. То есть она должна быть обратной к скорректированной передаточной функции. Теоретически результатов взаимодействия канала в

тренажере яркость экрана должна быть const на всем пространстве U Up, p=l,v, где v -- количество проекторов. Однако на

глобальном изображении в силу закона суперпозиции светового поля яркость на стыках будет суммироваться, как показано на рис. 3 при Q, (х,у) = const.

Функция цветопередачи мультипроекторной системы. Рассмотрим теперь стыки изображений от двух и более проекторов. Поскольку предполагается, что у проекторов одной серии цветовая палитра одинакова, то яркость в местах стыков в силу закона аддитивности будет иметь следующий вид

. v

= ^ Dk, k - количество проекторов, которое может изме-к=2 , ■ , пяться от 2 до 4.

Фрагмент N

н и о <- -> - ->

СК Dn Dn+1

Координата экрана

n-b n+b

Фрагмент N=1

Рис.3. Отображение яркости на стыках фрагментов изображений

Следовательно, для коррекции изображения необходимо в местах стыков вести делитель, пропорциональный количеству локально наложенных проекций. Приведем теперь вид суммарной функции цветопередачи для произвольного числа проекторов по всему полю единого экрана:

Ек=Е1, х <£(п-Ъ,п + Ь},у <£(т-Ь,т + Ь}

\ (хе(п-Ь,п + Ь),у&(т-Ь,т + Ь)

Е*»=ЧЕ» ) АЛ А. (4)

Е^-^Е,, хе(п-Ь,п + Ь),уе(т-Ь,т + Ь)

где Ек — Н[ (х, у)()1 (л:, .у) - функция цветопередачи в отсутствии

наложения изображений, Еы - при наложении двух изображений

либо по горизонтали, либо по вертикали. Еш - при пересечении

4-х изображений; пхт - размеры фрагментов изображений; Ъ -ширина половины участка стыка.

Теперь для коррекции качества изображения необходимо найти координаты мест стыков соседних локальных изображений и подставить их в (4) для получения неискаженного глобального изображения.

В четвертой главе диссертационной работы изложена архитектура прототипа тренажерного комплекса, представлен метод вычисления мест стыков, основанный на идеях поиска по образцу с применением корреляционной теории сигналов и среднеквадратичного критерия. Также излагается алгоритм попиксель-ной динамической коррекции параметров изображения.

Тренажерный комплекс образован аппаратно-программной системой, построенной по архитектуре с единым сервером, на который поступает изображение. Д&ее сервер разрезает входное изображение на фрагменты, с учетом перекрытий и' отправляет их к конкретным ЭВМ, каждая" из которых обслуживает только один проектор. В ЭВМ вычисляются локальные передаточные функции Н1 на основе функций /г, и В() , полученных в результате этапа предварительной калибровки. Далее, на каждой ЭВМ вычисляется фрагмент функции Ег, с учетом, рассчи-

^ч

танных на этапе электронной калибровки, значений сдвигов

Настройка и калибровка многопроекторной системы осуществляется в многошаговом режиме. При этом используют сравнение эталонных изображений с изображениями, полученными с юстировочной камеры. Процедуры предварительной настройки производятся в полуавтоматическом режиме. Облегчение труда, безусловно, обеспечивает наличие системы дистанционного управления для регулировки углов поворота платформы проектора по горизонтали и вертикали, а также управление зум-мированием, фокусным расстоянием и электронным смещением по горизонтали и вертикали для грубой юстировки.

После грубой настройки производится точная электронная настройка функции цветопередачи на основании алгоритма скользящего поиска, который обеспечивает получение размеров наложений фрагментов, необходимых для коррекции всего изображения.

Пусть эталонный фрагмент, выбранный на эталонном цифровом изображении А (см. рис.4 (слева)) и представляемый матрицей иА размером п х п, сравнивается с изображениями

фрагментов снимка В (см. рис. 4 (в центре)), полученного из юстирующей камеры в «зоне поиска» О размером Ь х Ь, Ь=п+т. Перекрытие между фрагментами изображений определяется как (/Д), а шаг скольжения равен одному пикселю.

Рис. 4. Фрагмент эталонного изображения (слева), фрагмент изображения с камеры (в центре) и фрагмент изображения с камеры после привязки изображения к координатной системе эталона

В процессе «скользящего поиска», когда каждый очередной фрагмент изображения В получается из предыдущего простым сдвигом его на один пиксель по горизонтали или вертикали, вычисляется «функция сходства» между изображениями эталонного и текущего фрагментов. По ней можно с максимальной точностью локализовать фрагмент, соответствующий эталонному и

определить размеры сдвига (хк,уОчевидно, что взаимно соответствующие элементы изображений одного объекта должны удовлетворять соотношению

uO(x,y) = (au(x + k,y + /) + b)rect^x/,y/J + s(x,y), (5)

где а и Ъ - параметры контраста и средней освещенности; к,1 -искомые параметры сдвига образца и его аналога на контролируемом снимке; а £ (х, у) - шум. Функцию rect в (5) определим как

rectiV У/\ = i1' Х-П' \/п'/п) (о, Иначе

Пусть параметр b будет постоянным, тогда, переходя к центрированным переменным, получаем:

и(х,у) = и(х,у)-и, и = и(х,у)

_ _ | п ^

Щ(х,у) = ий(х,у)-т, и0=— ^ и0(х,у)

п (^И

В качестве меры различия в точке (&,/) возьмем среднеквадратичную ошибку

е' (к,1)=^Т1Мх'У)-аЧх+к'У+ОТ' (6)

* У

которая минимизируется перебором всех допускаемых сдвигов эталона по заданной области контролируемого изображения. Считается, что в экстремальной точке реализуется сходство, если

£I (к,1)< X , где X - некоторый порог. Из требования минимума ошибки находим оценку, подставляем ее в формулу (6) и приходим к выражению

л: у

Здесь первый член выражения эквивалентен «энергии» эталонного изображения, и не зависит от параметров сдвига (&,/).

Поэтому выражение (7) можно нормировать относительно энергии эталонного изображения, а вместо минимума нормированной среднеквадратичной ошибки искать максимум коэффициента корреляции текущего фрагмента с эталоном, то есть

/•(А,/) > Л, где

ЕЕро(*. .у)]

~ * - У

Назначение величины порога X рассчитывается по функции распределения коэффициента корреляции г (к, I), значения которого получают из работы со случайными выборками. Величина X назначается, исходя из значения доверительной вероятности принятия решения о действительном сходстве фрагментов.

Суть алгоритма попиксельной динамической коррекции параметров изображения заключается в поэлементной обработке изображений, которая сводится к следующему. Пусть

= / ; (¿(х,,^,)), где ¿»(х,,^) - выходное значение яркости изображения на экране, /¡Д) - функция, зависящая от координат точек экрана, а г{хпу,) - входной сигнал, поступающий на соответствующий видеопроектор. В рассматривае-

18

мой системе в качестве функции / используется Е1, с уже определенными значениями координат наложения краевых частей локальных изображений. ч '

Далее в главе приводится оценка качества получаемых изображений единого экрана по сравнению с эталонными изображениями с использованием трех различных критериев таких, как средняя разность изображений д1, нормированная корреляция Сп и среднеквадратичная лапласианова погрешность Ьгт, вычисляемые как:

81 = — 2 [/о,»у}) - ё(х, ,у})\

тп-1- -1

/=1 м

с = м >=1

т-1 /1-1 _ •;:••_/

XI ^{/(^)ЬФ(^о} /

Г - '=2 7=2*- /

/НИ/О'зо)

...... / ■ /=2,;=г'- - ,. ■ ■■ • .

где 0{Пхпу,)} = Пхм,у,) + /{х1_1,у1) + Ях1;у^ а-

/(Х>У) и ЯС^У) есть эталонное и тестируемое на,едином экране в окне их т изображения. ■■•... ,.>,.-.

Результаты этих оценок хорошо согласуются е полученными экспертными оценками специалистов, свидетельствующими о незаметности стыков между фрагментами изображений йз разных проекторов.

Основные результаты и выводы.

• Проведен обзор и сравнительный анализ ряда наиболее распространенных мультипроекторных тренажеров с описанием

1:9

их достоинств и недостатков, а также принципов построения интерактивных систем визуализации на их основе.

• Проведен анализ геометрических, световых и цветовых искажений, возникающих в мультипроекторных тренажерах при создании единого изображения.

• Выполнено исследование по возможностям управления световыми и цветовыми параметрами проекторов в мультипроекторных тренажерах.

• Разработан метод синтеза функции цветопередачи в мультипроекторных тренажерах для обеспечения заданной световой неравномерности и поддержания иллюзии единого экрана.

• Разработаны методы и алгоритмы попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе полученных функций цветопередачи.

• Для скорректированных изображений были получены оценки улучшения их качества. Значения количественных оценок соответствуют мнениям экспертов.

Список работ по теме диссертации

1.Бабенко, А.П. Обеспечение системы проекционной визуализации для использования в динамических тренажерных системах, позволяющей добиться восприятия составного экрана как единого целого. // Системы управления и информационные технологии, 2008. № 1.1 (31). - С. 112-115.

2. Бабенко, А.П., Брейман, А.Д. Особенности симуляторов реального времени. Межвузовский сб. науч. тр. Под ред. д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып. 10, 2007.

3. Бабенко, А.П., Брейман, А.Д. Проблема создания и применения тренажерных систем обучения. Межвузовский сб. науч. тр. Под ред. д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып.Ю, 2007.

4. Бабенко, А,П., Брейман, А.Д. Технология подготовки к созданию панорамцых изображений местности. Межвузовский сб. науч. тр. Под ред. д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып.Ю, 2007.

5. Бабенко, А.П. Идеальная цветовая проекция. // Информационные технологии моделирования и управления, 2008. № 3 (46). - С. 244-246.

6. Бабенко, А.П. Метод обеспечения равномерной цветопередачи в ЗБ системах проекционной визуализации. //Материалы межд. научно-практической конф. «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте». Одесса: 2009.

20

Сдано в производство 29.10.2009 г. Ризограф Тираж 100 Заказ 197 Издательско-полиграфический отдел ФГОУ ВПО МГАВМиБ

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23

Введение.

1. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ.

1.1. Обзор проекционных технологий.

1.2. Проекционные Архитектуры.

1.3. Создание мультипроекторных экранов.

1.4. Проблемы систем проекционной визуализации.

1.5. Обзор инженерных решений по мультипроекторному отображению информации.

1.6. Основные принципы построения мультипроекторных систем.

Выводы по 1 -й главе.

2. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

2.1. Основные параметры канала цветопередачи в мультипроекторных системах.

2.2. Внешние параметры, влияющие на цветопередачу.

2.3. Параметры проекторов, изменяющие цветопередачу.

2.4. Анализ i встроенных параметров проекторов.

2.5. Выводы по второй главе.

3. МЕТОДЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ПАРАМЕТРОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ.

3.1. Особенности реализации проекторных систем.

3.2. Понятие функции цветопередачи.

3.3. Функция цветопередачи одного проектора.

3.4. Функция цветопередачи мультипроекторной системы.

Выводы по третьей главе.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1. Особенности симуляторов реального времени.

4.2. Принципы построения интерактивной системы визуализации реального времени

4.3. Структура подсист емы визуализации.

4.4. Состав подсист емы визуализации.

4.5. Алгоритмы сшивки панорамного экрана тренажерного комплекса.

4.6. Алгоритм коррекции растра единого экрана.

4.7. оценка качества полу чаемых изображений единого экрана.

Общие результаты и выводы

Проблема обучения человека сложным поведенческим навыкам, таким как вождение современного танка или самолета, на начальном этапе обучения требует использования тренажеров. Построение реального физического тренажера под современную конкретную технику приводит к огромным финансовым и инженерным затратам. Создание аппаратно-программного комплекса для моделирования и представления визуальной информации, а также управления объектом на экране монитора позволяет существенно снизить эти затраты. Более того, этот подход обеспечивает большую гибкость и легкую перенастройку функционирования тренажера с одного типа аппарата на другой.

К созданию и применению тренажерных систем обучения давно испытывают интерес специалисты самых разнообразных предметных отраслей. Тренажерные системы широко применяются для решения различных задач, как в военных, так и в гражданских целях.

Однако создание тренажера — обучающей системы — это сложная психологическая, научная и инженерная работа, состоящая из ряда последовательно решаемых проблем. А именно:

• Разработка психологической поведенческой модели человека-оператора при выполнении им определенной управляющей деятельности, например пилотирования самолета в условиях взаимодействия с противником [1,2,3].

• Высокоточное математическое моделирование поведения объекта в реальном времени, с учетом внешней обстановки, при выполнении оператором определенных действий при ограничениях, накладываемых возможностями поведенческой модели человека [4].

• Разработка способов взаимодействия модели объекта с управляющими элементами, предоставляемыми обучаемому субъекту и оперативное реагирование поведение модели на его команды [5,6].

• Визуализация событий математической модели на экране монитора с высокой точностью, как результата имитации поведения объекта при внешних воздействиях и интерактивного взаимодействия испытуемого с моделью [7].

• Интерактивная коррекция поведения математической модели объекта при отладке и контроле процесса обучения [8].

Результаты исследований в инженерной психологии убедительно показывают, что процесс моделирования и визуального отображения информации имеет определяющее значение в процессе обучения [9,10,11]. При этом у обучаемого складываются необходимые навыки, формируется подсознательное запоминание и автоматическое воспроизведение действий, ассоциированных с той или иной обстановкой, как естественная реакция на нее. Такое поведение оператора будет тем лучше происходить, чем более качественным и приближенным к реальности будет представляемое ему изображение монитора.

При этом необходимым условием такого отображения является симуляция и визуализация в реальном времени виртуального пространства, в котором происходит действие и трансформация имитационной среды при взаимодействии с оператором посредством органов управления.

Очевидно, что для повышения качества обучения необходимо создание имитационной среды с высокой детализацией и масштабируемостью [И]. Однако представление изображения на обычном экране монитора (пусть даже очень большого размера) не может удовлетворить современным требованиям, предъявляемым к большинству объектов современной техники.

Основной проблемой тренажеров является невозможность одновременного отображения на экране, как всей панорамы, так и отдельных деталей, что является основным свойством и потребностью визуального восприятия человека для принятия решения, следовательно, и требований к рабочему тренажеру. Иначе говоря, современные одиночные мониторы не в состоянии обеспечить психологический комфорт оператору, а значит и качественному выполнению функций, возложенных на него.

Выходом из положения является объединение мониторов в систему, обеспечивающую нужный для человека угол горизонтального и вертикального обзора (широта зрения) при отображении необходимых (с точки зрения возможностей разрешающей способности глаза) деталей, по наличию которых оператор и принимает решение.

Однако наличие мест «стыков» двух соседних мониторов существенно понижают комфорт восприятия визуальной информации человеком. Особенно это сказывается, когда мелкие детали попадают на границы мониторов. Это не только приводит к психологическому дискомфорту, но может вызвать неправильное принятие решения из-за неадекватного восприятия деталей расположенных на границах мониторов. Поскольку цена такого решения может быть очень велика, то применение таких систем для ответственных объектов весьма ограниченно.

Другим решением, свободным от таких сопряжений являются проекционные системы. Здесь процесс отображения информации является более сложным, в сравнении с технологией обычного дисплея или LCD монитора, так как общее изображение формируется в пространстве экрана из отдельных меньших изображений.

Одной из главных проблем, которые возникают при создании такой системы, является обеспечение восприятия составного экрана, как единого, без каких либо искажений цвета, яркости, а также без разрывов или наложений в изображении. Основой создания иллюзии единого экрана является корректное отображение итогового изображения, из которого удалены все геометрические, цветовые и яркостные искажения.

При использовании различных конфигураций проекционных экранов, методов совмещения спроецированных изображений, аддитивной компьютерной цветовой модели RGB с присущими ей недостатками, представляются актуальными решение ряда важных вопросов разработки и создания методов, позволяющих обеспечить много проекторным системам визуализации способность вывода единого изображения и корректировки его параметров для создания иллюзии единого экрана.

Актуальность диссертационной работы. Поскольку имеются области науки и техники, в которых необходимо наблюдать и управлять сложные процессы, по их визуальному представлению с разной степени детальности вызывает необходимость в создании тренажеров, которые в состоянии моделировать, отображать и управлять этими процессами в реальном масштабе времени. А реальная экономия средств, полученная от эксплуатации таких тренажеров, безусловно, свидетельствует об актуальности таких разработки.

Целью исследования является разработка методов и алгоритмов, позволяющих много проекторным компьютерным системам визуализации выводить изображение на проекционный экран, используя возможности графических ускорителей с динамической корректировкой параметров изображения, для реализации иллюзии единого экрана.

В соответствии с этим в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи по:

• анализу различных способов отображения информации;

• исследованию и обобщению свойств и принципов построения динамических тренажерных систем;

• анализу методов создания сцен визуализации в мультипроекторных системах;

• анализу геометрических искажений, возникающих в много проектор-ных системах при создании единого изображения;

• разработке метода синтеза функции цветопередачи для создания заданной цветовой равномерности в пространстве экрана;

• разработке метода и алгоритма попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе синтезированных функций цветопередачи;

• разработке метода оценки качества сформированного изображения;

Методы исследования основаны на теории алгоритмов, теории цифровой обработки изображений, методах дифференциальной и проективной геометрии, колориметрии, методах динамической визуализации, свойствах и параметрах цифровых изображений, используемых при их формировании и отображении.

Научная новизна диссертационной работы обусловлена следующими факторами:

• Разработан метод синтеза функций цветопередачи мультипроекторных тренажеров, обеспечивающих заданную цветовую и световую неравномерность на всем пространстве экрана;

• Разработаны методы и алгоритмы попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе полученных функций цветопередачи;

• Разработан метод оценки качества сформированного изображения;

Практическая иенность работы. Разработанные методы повышают качество вывода сформированного изображения в мультипроекторной системе на единый проекционный экран, исправляют в динамическом режиме цветовые искажения, связанные с методами совмещения изображений для использованной цветовой модели, убирают жесткие условия по качеству однотипных проекторов и облегчают их точную цветовую настройку.

Разработанные методики коррекции изображения позволяют добиться требуемой в динамических тренажерах иллюзии погружения в имитационную среду.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены при построении системы визуализации в Научно технологическом центре РАН и используются в учебном процессе в МГУПИ, что подтверждено актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты неоднократно докладывались и обсуждались на семинарах в Московском государственном университете приборостроения и информатики, Научно-технологическом центре АН РАН, Международной научно практической конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте».

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано 6 печатных работ. В работах с соавторами вклад автора является определяющим.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 67 наименований. Она содержит 92 страницы машинописного текста с приложением, 30 рисунков и 2 таблицы.

Выводы по четвертой главе.

• Рассмотрены особенности симуляторов реального времени для их применения в тренажерных комплексах.

• Изложены принципы построения интерактивной системы визуализации реального времени и приведена структура подсистемы визуализации.

• Детально рассмотрен состав подсистемы визуализации и особенности ее реализации в диссертационной работе.

• Рассмотрен алгоритм сшивки панорамного экрана, названный алгоритмом скользящего допуска.

• Приведен алгоритм яркостной коррекции растра на основе обобщенной функции цветопередачи.

• Приведены методы оценки качества получаемого изображения и сделан их анализ, показывающий, что при применении разработанных алгоритмов получается хорошее качество мест стыков отдельных фрагментов.

Общие результаты и выводы.

• Проведен обзор и сравнительный анализ ряда наиболее распространенных мультипроекторных тренажеров с описанием их достоинств и недостатков.

• Исследованы характерные особенности тренажеров реального времени, и принципы построения интерактивных систем визуализации на их основе.

• Проведен анализ геометрических, световых и цветовых искажений, возникающих в мультипроекторных тренажерах при создании единого изображения.

• Выполнено исследование по возможностям управления световыми и цветовыми параметрами проекторов в мультипроекторных тренажерах.

• Разработан метод синтеза функции цветопередачи в мультипроекторных тренажерах для обеспечения заданной световой неравномерности и поддержания иллюзии единого экрана.

• Разработаны методы и алгоритмы попиксельной динамической коррекции параметров изображения на основе полученных функций цветопередачи.

• Выполнен анализ качества получаемого изображения на основе визуальных экспертных оценок и математических методов, показывающий, что результаты сведения хорошие.

1. Дозорцев В.М. Психологические проблемы компьютерного тренинга операторов технологических процессов/УВ сб. "Человеческий фактор в управлении". М.: Ком-Книга, 2006.

2. Шилов К. Ю., Кобзев В. В. Интеллектуальные тренажеры операторов корабельных технических средств // Судостроение. 2006, № 5, стр.52-56.

3. Нечаев Ю.И., Завьялова О.П., Шамонин Д.П. Моделирование и визуализация сложных структур в системе виртуальной реальности. // Искусственный интеллект. 2002. № 4

4. Красовский А.А., Кудиенко А.В. Пилотажно-навигационные и комплексные тренажеры. М.: ВВИА, 1984.

5. Кремлев В .Я. (под ред.) Учебно-тренажные средства ВВС: современное состояние и проблемы дальнейшего совершенствования и развития. Научно-методические материалы М.: ВВИА, 1988.

6. Нечаев Ю.И., Бухановский А.В., Иванов С.А. Виртуальное моделирование динамики судна на морском волнении в интеллектуальных тренаже-рах//Искусственный интеллект. 2004. № 3.

7. Александров B.JL, Матлах А.П., Нечаев Ю.И., Поляков В.И., Ростовцев Д.М. Интеллектуальные системы в морских исследованиях и технологиях/Под ред. Ю.И. Нечаева. СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2001

8. Анализ деятельности ведущих зарубежных тренажеростроительных фирм: Обзор зарубежной печати. М.: Изд-во ГОНТИ. 1990. 72 с

9. Данилов и др. Вопросы проектирования авиационных тренажеров: Монография/А.М. М.: Изд-во Моск. ин-та электромеханики и автоматики. 1990.

10. Шукшунов В.Е. и др. Тренажерные комплексы и тренажеры: Технологии разработки и опыт эксплуатации. М., 2005.

11. Тюнин НА. Современные зарубежные мониторы. М.: COJIOH-Пресс, 2003. 184 с.

12. Джакония В.Е. Телевидение: Учебник для вузов 4-е изд. М.:Горячая линия-Телеком 2007.-616стр.

13. Материалы сайта «Балтийской Медиапроекционной Компании (БМК)» http://www.bmlc.spb.ru/

14. Самарин А.В. Микропроекторы для мобильных приложений. // Электронные компоненты. 2006. № 10.

15. Колмогоров А. Г. Концепция связи и обмена данными в компьютерных тренажерных системах. // Вестник Иркутского государственного технического университета 2008 Т.36. №4. стр.220-222.

16. Гусева А.И. Технология межсетевых соединений. М., 1997.

17. Гринченков Д.В., Левшин С.А. Проекторование специализированной вычислительной системы для мобильного тренажера //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки 2007 №6 стр.27-32.

18. Samanta R, Zheng J, Funkhouse Т., Load balancing for multi-projector rendering systems. // SIGGRAPH/Eurographics Workshop on Graphics Hardware, 1999.

19. Humphreys G., Eldridge M. et al. A scalable graphics system for clusters. //Proceedings of ACM SIGGRAPH, 2001.

20. Buck I., Humphreys G., and Hanrahan P. Tracking graphics state for networked rendering. Proceedings of Eurographics/SIGGRAPH Workshop on Graphics Hardware, 2000.

21. Raskar R., Welch G., Cutts M., et al. The office of the future: A united approach to image based modeling and spatially immersive display. // Proceedings of ACM Siggraph, 1998 p. 168.176.

22. Raskar R., Brown M.S., Yang R., et al. Multi projector displays using camera based registration. // Proceedings of IEEE Visualization, 1999.

23. Li K, Chen H, ChenY, Clark D W., et al. Early experiences and challenges in building and using a scalable display wall system. I I IEEE Computer Graphics and Applications, 20(4):671.680, 2000.

24. Goldstein E. B. Sensation and Perception. Wadsworth Publishing Company, 2001.

25. De Valois R. L. and De Valois К. K. Spatial Vision. Oxford University Press, 1990.

26. Материалы сайта http://www.meso.net/BASF

27. Материалы сайта http://www.meso.net/futuremobility

28. Материалы сайта http://www.barco.com/corpdisplays/default.asp

29. Metz С. and Bsales J. Five Ideas That Will Reinvent Modern Computing// PC Magazine, 17 July 2007,

30. Chen Y., Clark D., Finkelstein A., et al. Automatic alignment of high-resolution multi-projector display using an uncalibrated camera. //In Proceedings of IEEE Visualization, 2000.

31. Foley J., van Dam A., Feiner S., et al. Computer Graphics: Principles and Practice. Addison Wesley, 1993.

32. Cham T.-J., Rehg J., Sukthankar G., et al. Shadow Elimination and Occlude Light Suppression for Multi-Projector Displays. CVPR // Proceedings of Computer Vision and Pattern Recognition, 2003.87

33. Chen H., Sukthankar R., Wallace G., et al. Accurate Calculation of Camera Homography Trees for Calibration of Scalable // Multi-Projector Displays. Princeton University Computer Science TR-639-01.

34. Chen K, Sukthankar R., Wallace G. et al Scalable Alignment of Large-Format Multi-Projector Displays Using Camera Homography Trees. Proceedings of Visualization, 2002.

35. Вяткин С. И., Долговесов Б. С., Есин А. В. и др. Геометрическое моделирование и визуализация функционально заданных объектов // Автометрия. 1999. №6. С. 84.

36. Vyatkin S. /., Dolgovesov В. S, Yesin А. V. et al Voxel Volumes volume-oriented visualization system // IEEE Comput. Soc. 1999. P. 234.

37. Долговесов B.C., Мазурок B.C., Обертышев К.Ф. и др. Геометрический процессор синтезирующей системы визуализации.// Автометрия, 1986, N4.

38. Долговесов Б.С. Семейство компьютерных систем визуализации "Альбатрос" // Автометрия, 1994, N 6.

39. Brainard D.H. Calibration of a computer controlled color monitor. // Color Research and Applications, 14(1):23.34, 1989.

40. Stone M. C. Color balancing experimental projection displays. // Proceeding of The 9th IS&T/SID Color Imaging Conference, 2001.

41. Stone M. C. Color and brightness appearance issues in tiled displays. // IEEE Computer Graphics and Applications, 2001.

42. Stupp E. H. and Brennesholtz M. S. Projection Displays. John Wiley and Sons Ltd., 1999.

43. Poynton C. A Technical Introduction to Digital Video. John Wiley and Sons, 1996.

44. De Valois R. L., De Valois К. K. Spatial Vision. Oxford University Press,1988

45. Chorley R.A. and Laylock J. Human factor consideration for the interface between electro-optical display and the human visual system. // Displays. V. 4, 1981.

46. Nicodemus, F. E., Richmond, J.C., Ginsberg, I.W. and Limperis, T. . Geometrical Consideration and Nomenclature for Reflectance. NBS Monograph. NBS MN-160. 1977. 52 pp.

47. Majumder A., Brown M. S., Practical Multi-Projector Display Design, A.K. Peters, 2007

48. Фурман С. JI. Телевидение М.:Связь.1975 264стр.

49. Бондаренко С. В., Бондаренко М. Ю. Autodesk 3ds Max 2008 за 26 уроков. 3D Studio max 2008. М.: Диалектика 2008г. 576 стр

50. Бондаренко С. В., Бондаренко М. Ю 3ds Мах 2008. Библиотека пользователя М.: Диалектика 2008г. 560 стр.

51. Chen Н., Sukthankar R., Wallace G. et al. Scalable alignment of large-format multi-projector displays using camera homography trees. // Proceedings of IEEE Visualization, 2002

52. Cruz-Neira C., Sandin D. J,. Defanti 7! A. Surround screen projection-based virtual reality: The design and implementation of the CAVE. // Proceedings of ACM Siggraph, 1993.

53. Гостев И.М. Особенности исчисления метрик при идентификации графических объектов методами геометрической корреляции // Изв. РАН ТиСУ 2007 № I.e. 128-133.

54. Chen С. J„ Johnson М. Fundamentals of scalable high resolution seamlessly tiled projection system. // Proceedings of SPIE Projection Displays VII, 4294:67-74, 2001.

55. Hall Ch.F., Hall E.L. A nonlinear model for the spatial characteristics of the human visual systems. // IEEE Trans. Syst. Man and Cybern. 1977. - V.SMC-7,-P. 161-170.

56. Стокхэм Т. мл., Кэннон Т.М., Ингебретсен Б.Б. Цифровое восстановление сигналов посредством неопределенной инверсной свертки // ТИИЭР. -1975. Т.бЗ, N4. - С. 160-177.

57. Бьемон Ж., Лагендейк Р.Л., Марсеро P.M. Итерационные методы улучшения изображений // ТИИЭР. 1990. - Т.78, № 5. - С. 58-84.

58. Боде Г., Шеннон К. Упрощенное изложение линейной минимально-квадратичной теории сглаживания и предсказания // Теория информации и ее применение. М.: Физматиз, 1959. - С. 113-137.

59. Pratt W.K. Generalized Wiener Filter Computation Techniques. 11 IEEE Trans. Computers. 1972. - V.C-21, N 7. - p. 636-641

60. Бабенко А.П., Брейман А.Д. «Особенности симуляторов реального времени», Межвузовский сборник научных трудов. Под редакцией д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып. 10, 2007.

61. Бабенко А.П., Брейман А.Д. «Проблема создания и применения тренажерных систем обучения», Межвузовский сборник научных трудов. Под редакцией д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып. 10, 2007.

62. Бабенко А.П., Брейман А.Д. «Технология подготовки к созданию панорамных изображений местности», Межвузовский сборник научных трудов. Под редакцией д.т.н. проф. Михайлова Б.Н.-М.:МГАПИ, вып. 10, 2007.

63. Бабенко А.П. «Обеспечение системы проекционной визуализации для использования в динамических тренажерных системах, позволяющей добиться восприятия составного экрана как единого целого». Системы управления и информационные технологии, 2008, N1.1(31).

64. Бабенко А.П. «Идеальная цветовая проекция» // Информационные технологии моделирования и управления, 2008, N2(45).

65. Бабенко А.П. «Метод обеспечения равномерной цветопередачи в 3D системах проекционной визуализации» //Материалы международной научно-практической конференции Перспективные инновации в науке, образовании,• производстве и транспорте. Одесса: 2009.т

66. УТВЕРЖДАЮ» Директор Иаучпо-техиологического центра n никальиого приборостроения РАМ академ! i lyJ^A1. В.И.Пустовойт» 2008 г.

67. Заведующий лабораторией к.ф.-м.н.1. Вагин В.А.