Визуализация в автоматизированных системах экспериментальных исследований в области радиофизики и электроники тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ



MHO "ФОРУМ" АГЕНСТВО БИОИНФОРМАТИКИ И ЭКОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА

На правах рукописи

ОБУХОВ Юрий Владимирович ' " /

4 ВИЗУАЛИЗАЦИЯ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РАДИОФИЗИКИ И

ЭЛЕКТРОНИКИ.

01.04.01 - техника физического эксприментэ, физика приборов, автоматизация физических исследований.

Автореферат диссертации.на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 1991

Работа выполнена в Институте радиотехники и электроники РАН.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук О.Е.Шушпанов доктор физико-математических наук С.В.Клименко доктор технических наук, профессор В.П.Пяткин

Ведущая организация: Институт прикладной физики РАН

Защита состоится "Ш&^/ОЯ ¡-¿^ 1992 г. в & часов на заседании специализированного совета Д 170.01.0) при Агенстве биоинформатики и экологии человека (адрес: Москва, ул.Бутлерова, 15)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Агенства биоинформатики и экологии человека (адрес: 117807 Москва, ГСП-7, просп. 60-летия Октября, 7/1).

Автореферат разослан " 1997 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Современный этап развития автоматизации физических экспериментов характеризуется, с одной стороны, массовым применением вычислительной техники не только для сложных и дорогостоящих исследований, но и в лабораторных исследованиях индивидуального характера, а с другой стороны - применением ЭВМ на всех этапах исследований - проведения эксперимента, обработки и анализа результатов измерений. В рамках господствовавшей до середины 80-х годов концепции автоматизации на основе систем коллективного пользования невозможно было решить проблему массовой автоматизации вследствие роста времени ответа системы при повышении нагрузки на нее. С середины 80-х годов наиболее перспективным направлением решения проблемы массовой автоматизации экспериментов стало создание автономных систем на основе применения персональных компьютеров и рабочих станций.

В автономных системах индивидуального применения одной из главных проблем является повышение эффективности использования средств автоматизации за счет снижения барьера между человеком и ЭВМ, т.е. за счет создания интеллектуальных человеко-машинных интерфейсов на основе синтеза представлений информации в наиболее удобном для анализа виде. Как показывает анализ требований, предъявляемых к системам автоматизации экспериментов в области радиофизики и электроники, наиболее удобной формой представления информации в таких исследованиях является визуализация состояний экспериментов и результатов сбора, обработки и анализа данных.

Следует отметить, что в настоящее время в мире очень активно разрабатывается проблема научной визуализации (visualization in scientific computing), т.е. проблема интеграции символьной обработки данных и

структур с синтезом, обработкой и анализом изображений сигналов. Такая интеграция текстовой и зрительной обработки лежит в основе нового направления, часто называемого когнитивной графикой. Как полагают психологи, именно .возможность перевода текстовых и числовых представлений в некоторые зрительные образы и возможность описывать зрительные образы словами определяют основные принципы мышления. Поскольку зрительные образы строятся на основе понятий предметной области, то очевидно, что методы визуализации в значительной степени зависят от области применения. С другой стороны, применение визуализации позволяет создавать новые методы обработки информации.

В этой связи чрезвычайно большую актуальность приобретают проблемы исследования методов и разработки аппаратно-программных средств визуализации информации в автоматизированных системах экспериментальных исследований на всех этапах, включая проведение измерений, обработки, анализа и представления результатов.

Цель работы. Исследование и разработка методов и аппаратно-программных средств создания автоматизированных систем сбора, обработки и анализа данных в области радиофизики и электроники, основанных на визуализации информации, обработке и анализе изображений сигналов.

Основные задачи исследования. Согласно развиваемой концепции визуализации в автоматизированных системах радиоэлектронных исследований поставленная цель, в частности, предполагает:

- анализ информационных характеристик методик проведения экспериментов и обработки данных в области радиофизики и электроники и разработка на основе этого анализа концептуальной модели автоматизированных. систем;

- исследование проблемы проектирования и создания программного обеспечения интерактивных специализированных систем автоматизации для конкретных экспериментов;

- разработку методов обработки измеренных данных, основанных на синтезе и обработке изображений сигналов;

- исследование и разработку методов анализа изображений для визуализации результатов экспериментов;

- разработку и создание аппаратно-программных средств визуализации для массового применения в системах автоматизации экспериментов в области радиофизики и электроники;

- опытную проверку разработанных методик и средств визуализации посредством автоматизации некоторых актуальных задач экспериментальной радиофизики и электроники.

Научная новизна работы определяется положениями, выносимыми на защиту:

1. Модель интерактивных систем автоматизации экспериментов а области радиофизики и электроники, основанная на применении персональных компьютеров и аппаратно-программных средств визуализации на этапах проведения измерений, обработки и анализа данных.

2. Методика и инструментальные программные средства проектирования и программирования визуальных пользовательских интерфейсов интерактивных систем сбора данных в виде виртуальных приборов, основанная на применении технологии графических систем управления пользовательскими интерфейсами.

3. Оригинальный метод обработки и коррекции первичных данных дистанционного зондирования радиофизическими методами, основанный на синтезе и обработке двумерных изображений измеряемых величин с

учетом априорной информации об особенностях некоторых участков зондируемой поверхности.

4. Метод препарирования дистанционных изображений, основанный на экстремальной аппроксимации изображений наиболее гладкими функциями в (^-окрестности исходных данных, сохраняющий скачки на изображениях.

5. Экономный в вычислительном отношении оригинальный метод распознавания аномалий в текстуре бинарных изображений, основанный на анализе квадрадереаа изображения.

6. Программно-аппаратный комплекс интерактивного синтеза и анализа радиометрических и радиолокационных карт, предназначенный для применения на персональных компьютерах линии IBM PC. Синтез радиометрической карты Земли по результатам трассовой радиометрии с помощью спутников "Интеркосмос-21", "Космос-1151, -1500, -1602".

7. Технология изготовления прецизионных цветных фотокарт с пространственным разрешением не хуже 10^x1пикселей и с точностью воспроизведения оптической плотности по каждой из цветовых координат не хуже 0,02. Изготовление прецизионных цветных фотокарт планеты Венера по результатам радиолокации с помощью автоматических межпланетных станций "Венера-15,1 й".

Достоверность приводимых в диссертации результатов и выводов обеспечивается:

- анализом требований большого числа задач экспериментальной радиофизики и электроники, предъявляемых к системам автоматизации, на примере исследований, выполняемых в Институте радиотехники и электроники РАН;

- корректным применением современных информационных техноло-

гий и математических методов визуализации, обработки и анализа изображений;

- экспериментальной проверкой разработанных методик и аппаратно-программных комплексов при решении задач автоматизации исследований в области радиофизики и электроники.

Практическая значимость работы и внедрение результатов исследования. Разработанные методы и средства визуализации позволяют повысить эффективность использования средств автоматизации за счет снижения барьера между человеком и ЭВМ, а также решить задачи автоматизации совокупной обработки и анализа результатов измерений с помощью обработки и анализа изображений измеренных данных. Разработанные в диссертационной работе модели, методы и аппаратно-программные средства использовались при создании серии систем автоматизации актуальных экспериментальных исследований в области радиофизики и электроники и легли в основу технической политики массовой автоматизации исследований в Институте радиотехники и электроники РАН.

Разработаны и внедрены в серийное производство базовые аппаратно-программные комплексы обработки изображений на основе персональных компьютеров линии IBM PC, которые используются в исследованиях в области дистанционного зондирования (в ИРЭ РАН, Гидрометцентре, ВЦ СО РАН), биомедицинских исследованиях (в ИРЭ РАН, ИВНД РАН), в исследованиях оптических световодов (в ИРЭ РАН), в исследованиях методов распознавания изображений (в Научном совете "Кибернетика" РАН) и др.

Разработанная методика создания визуального пользовательского интерфейса систем сбора данных в виде виртуальных приборов применя-

ется в опытно конструкторских работах в СКВ ИРЭ РАН при создании аппаратно-программных комплексов автоматизации сбора данных на базе персональных компьютеров и специализированных аналого-цифровых пла?.

Личный, вклад автора состоит в разработке концепции создания • интерактивных систем автоматизации экспериментов с визуальной формой . человеко-машинного взаимодействия, постановке и обосновании исследований, научном руководстве разработками аппаратного и программно-алгоритмического обеспечения систем синтеза, обработки и анализа изображений, организации промышленного производства базовых комплексов обработки изображений, обсуждении и изложении результатов, написании статей.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладыва- ' лись на ряде международных и всесоюзных симпозиумов, конференций, школ и семинаров: VI Всесоюзной конференции "Автоматизация научных исследований" (Новосибирск, 198) г.). Всесоюзной конференции "Диалог человек-ЭВМ" (Ленинград, 1982 г.), II Международном симпозиуме "Авто- ■ матизация и научное приборостроение-83" (Варна, 1983 г.). Всесоюзной конференции "Диалог-84" (Ленинград, 1984 г.), VIII Всесоюзной конференции "Автоматизация научных «следований" (Алма-Ата, 1985 г.), XI Всесоюзной конференции "Неразрушагащие физические методы и средства контроля" (Москва, 1987 г.). Всесоюзной конференции "Методы неразрушающего контроля" (Челябинск, 1987'r.), 6th Scandinavian Conference on Image Analysis (Oulu, Finland, 1989), International Seminar "Camac'89" (Beijing, 1989), III международной школе по АНИ (Пущино, СССР, 1988 г.), Сессии секции АСОИз Совета по АНИ АН СССР (Москва, 1989 г.), Международном семинаре "АСНИ на базе персональных ЭВМ"

(Правец, НРБ, 1989), XIV Международном симпозиуме "КАМАК-90" (Варшава, ПНР, 1990 г.), I International Conference on Information Technologies for Image Processing, Analysis & Pattern Recognition (Lvov, USSR, 1990), Joint Soviet-Finland seminar on remote sensing of the Earth (Moscow, 1990), Joint Soviet-Japan Seminar on Electronics (Moscow, 1990), International Colloqium on Perspective Information Technologies (Moscow, 1991), Межотраслевом совещании "Научная визуализация" (Протвино, 1991 г.).

Результаты разработок экспонировались на следующих международных выставках: Международной выставке "Научное приборостроение" (Берлин, 1989 г.), Международной выставке "Наука-89" (Москва, 1989 г.). Международной выставке достижений по КП НТП СЭВ (Москва, 1990 г.), Международной выставке "Связь-91" (Москва, 1991 г.).

Публикации. По выполненным исследованиям и разработкам опубликовано 32 печатные работы, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 141 наименований и приложения, изложена на 207 стр., включая 42 рисунка; приложение содержит акты о внедрении и использовании результатов работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, приводятся выносимые на защиту положения и дается сжатое изложение диссертации по главам.

В первой главе проводится анализ методик проведения экспериментов о области радиофизики и электроники и систематизированы требова-

ния, которые они предъявляют к системам автоматизации. Проанализировано 35 направлений исследований, результаты систематизации требований этих исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Эксперименты Требования к аппаратуре Требования к программному обеспечению

Спектроскопия, Число каналов: 2-10 Интерактивный режим.

фотоэлектричес- Разрядность: 10-14 бит Спектральная обработка.

кие, электрофи- Время преобр. 10"4-1 С Совокупная обработка

зические, элек- Интерфейсы: КОП, зависимостей.

тромагнитные ис- КАМАК Визуализация кривых и

следовния твердых совокупностей кривых с

тел и структур, числом точек 100x1000.

акустоэлектроника,

сверхпроводнико-

вая электроника

Поляризационно- Число каналов: 2-8 оптические иссле- Разрядность: 8-12 бит дования оптичес- Интерфейсы: КАМАК

Измерения двумерных распределений световых потоков, объем

СП г

ких световодов и Время преобр.: 10" -10" С исходных данных 10 ,

их заготовок

решение задачи томографии, анализ изображений

Распространение Число каналов: 4-16 Сбор данных в реэль-

электромагнитного Разрядность: 12-14 бит ном времени, излучения в газах Интерфейсы: КАМАК Спектральная обработка и атмосфере Время преобр.: 10*^-10"^ С в режиме офлайн, восста-

новление спектров. Визуализация спектров в процессе обработки, Число точек 10^-10^

Дистанционное зондирование Земли и планет

Ввод данных с магнитной ленты и фотопленки Размерность изображений от 512x512 до 104х104 пикселей

Кодирование измеряемых величин псевдо-цвегом

Коррекция исходных данных

Синтез изображений и карт,

Восстановление карт

геофизических

о

параметров Интерактивный режим обработки

Общими требованиями вышеуказанных исследований являются обеспечение интерактивного режима проведения экспериментов и обработки данных, а также представление в виде графиков и изображений промежуточных и окончательных результатов обработки. В соответствии с этим анализом в работе предложена » исследована нижеследующая функциональная модель систем автоматизации таких экспериментов (см.рис.1).

функции системы Средства автоматизации визуализации

Рис. 1.

На этапе проведения измерений и предварительной обработки данных интерактивный режим человеко-машинного взаимодействия реализуется с.помощью визуального интерфейса, создаваемого в рамках так называемой концепции виртуальных приборов. Управление установкой, выбор параметров и отображение результатов осуществляются через объекты графических панелей воображаемых "приборов", создаваемых специально для каждого эксперимента программным способом и отображаемых на мониторе ЭВМ. На этапе совокупной обработки измеренных зависимостей синтезируются двумерные изображения исходных данных и с помощью методов обработки изображений осуществляется коррекция результатов измерений. На этапе анализа экспериментальных данных

осуществляется препарирование и анализ изображений с целью подчеркивания и распознавания исследуемых объектов и образов.

Во второй главе исследуется проблема создания программно-аппаратного обеспечения систем автоматизации, реализующих вышеуказанные функции.

До середины 80-х годов в. автоматизации лабораторных исследований развивался подход, основанный на системах коллективного пользования. Этот подход оказался непригодным в решении задач массовой автоматизации, вследствие увеличения времени реакции системы при росте числа подключенных к ней экспериментальных установок, поэтому с середины 80-х годов в рамках настоящей работы были начаты разработки автономных систем автоматизации на базе персональных компьютеров линии IBM PC. Анализ характеристик и перспектив развития персональных компьютеров этой линии показал, что мощности таких компьютеров достаточны для удовлетворения требованиям большинства экспериментов, включая требования к синтезу и обработке изображений. Для создания систем автоматизации радиоэлектронных экспериментов используются серийно выпускаемые аналого-цифровые платы, контроллеры КАМАК и КОП. В дистанционных исследованиях данные часто поступают на магнитных лентах или фотографиях, поэтому в рамках данной работы были разработаны контроллер магнитофона СМ-5300 и плата ввода-вывода видеосигналов в стандарте RS 170 для подключения видеокамеры и дополнительного монитора. Такой набор интерфейсной аппаратуры позволяет решить аппаратные проблемы автоматизации подавляющего большинства рассмотренных в первой главе экспериментов.

В главе выполнен количественный анализ проблемы создания прог-

раммнсго обеспечения интерактивных систем, реализующего функции, указанные на рис.1. Оценка снизу времени программирования Т таких систем на универсальных языках сделана с помощью метрики Холстеда по уравнению:

Т = {(2 + п")1о92(2 + п')}3/(125), (1)

где п - число потенциальных переменных, определяемое из законченной формулировки задачи, 20 (С"1) - скорость мысленных различении, совершаемых человеком (число Страудэ), и I - уровень языка программирования, который изменяется от 1,1 для Фортрана до 2,2 для языка научной прозы.

Число потенциальных переменных задачи п определяется набором функций, возлагаемых на систему автоматизации. Для интерактивных систем автоматизации, решающих задачи сбора данных, управления установкой, графического представления данных и т.д., а При этом оптимистичная оценка снизу времени программирования таких систем с помощью универсальных языков составляет более 1(Р часов, поэтому индивидуальное проектирование и программирование конкретных систем не может быть положено в основу массовой автоматизации. Решение проблемы программирования таких систем лежит на пути создания специализированных средств, приближающихся к потенциальному (в терминах теории Холстеда) языку, т.е. такому языку, в котором уже имеется процедура решения требуемой задачи. Средством программирования, близким к потенциальному языку, может служить пользовательский интерфейс, созданный специально для конкретного приложения.

В диссертационной работе предложен и развит подход к созданию таких пользовательских интерфейсов на основе создания и применения методов визуализации. Для подсистем проведения измерений они пред-

ставляют собой специализированные командные панели управления в виде виртуальных (воображаемых) приборов, представленных на мониторе ЭВМ методами машинной графики. Для подсистем обработки и анализа данных - средства синтеза, обработки и анализа изображений результатов измерений.

В третьей главе описана методика проектирования и создания визуальных пользовательских интерфейсов сбора данных, в основе которой лежит концепция виртуальных приборов. Методика базируется на применении графической системы управления интерфейсами GEM фирмы Digital Research для систем на основе персональных компьютеров типа IBM PC XT, AT (см. рис.2) и Windows 3.0 фирмы Microsoft для систем на основе персональных компьютеров типа IBM PC АТ-386. На первом этапе проектирования программного обеспечения на экране монитора компьютера методами машинной графики создаются изображения панелей воображаемых приборов, наилучшим образом представляющих информацию о ходе измерений. Объектами панелей являются графические и алфавитно-цифровые индикаторы, переключатели, ручки регулировки параметров и т.п. Управление объектами производится интерактивным манипулятором типа мыши или с помощью клавиатуры.

Создание совокупности панелей является, фактически, формулировкой задачи эксперимента (в части сбора и первичной обработки данных) и определением потенциальных переменных этой задачи. Программирование задач сбора данных сводится к написанию управляющей программы, выполняющей функции вызова драйверов устройств, процедур первичной обработки данных и ввода-вывода информации графических панелей в ответ на запросы объектов виртуальных приборов. Эта управляющая программа создается с помощью средств обработки сообщений и ввода-

Нач.установка Старт

Рис.2. Обработка

График

штокам

Эксперимент

0.28

Время усреднения

»йшшашвш

7 § И-

Число импульсов

149

100

75 50 25 О

1111 I 1.1

I I 1 .1_____I____Л____

-1-

Задервка

0.00

37.50 75.00 112.50

к

Я= 1082.4

Длина воины

Л^/'-Уч/'./;

ч ЛЛЛЛЛА-А А/\ ЛАД/ /.АЛЛАА/'' /••/■/</•■ АА- АЛ/^Д/' А/ А'А>КА-АААА^А--«-У> \\VVyVi.V /уV V > /^ууу^^у^уууу^уууучЧ УУУУУV У>ХУУХУУУУ> -V/-/ / ^ V / / / 4 'УЛ'У-Л^ "-/Х^

У > у У>. ^У V > > >. У > V >>-.-•> у у \ У У V у V У >■ 'у. > Л * •> ,». > V »- > >'•> V > •» « У. У у х * У >,У ;

Рис.3.

вывода информации объектов панелей, разработанных в диссертационной работе. Таким образом, совокупность разработанных программных средств, библиотек драйверов устройств и первичной обработки данных и системы управления пользовательским интерфейсом представляет собой инструментальный комплекс синтеза языка, близкого к потенциальному языку программирования специализированных систем сбора и обработки данных.

На рис.3 приведен пример панели виртуального прибора, отображающего функции установки по исследованию спектров рекомбинационного излучения экситон-примесных комплексов в полупроводниках. Установка состоит из импульсного полупроводникового лазера, излучением которого возбуждаются образцы, монохроматора, фотоэлектронного умножителя, усилителей, дискриминаторов, счетчиков импульсов, интерфейсного оборудования КАМАК и др. аппаратуры. Приведенный на рис.3 пример виртуального прибора иллюстрирует пользовательский интерфейс задачи измерения времени релаксации рекомбинационного излучения.

Данная методика программирования виртуальных приборов применялась в СКВ ИРЭ АН СССР при создании систем сбора данных на основе персональных компьютеров линии IBM PC и многофункциональных аналого-цифровых плат.

В четвертой главе описана разработанная в диссертационной работе технология визуализации изображений экспериментальных данных (см. рис.4). В современной радиофизике и электронике можно выделить два класса экспериментов, связанных с синтезом и обработкой изображений.

В задачах дистанционного зондирования с помощью радиолокаторов с синтезированной аппертурой за один кадр регистрируются изображения с пространственным разрешением более 10^x10^ пикселей, эти кадры

затем размещаются в некоторой картографической проеции, в результате чего синтезируются керты зондируемой поверхности с пространственным разрешением порядка и более 10^x10^ пикселей. При этом значение зон-дируемрго физического параметра в каждом пякселе требуется кодировать цветом для увеличения динамического диапазона карт и облегчения их предметного анализа. Для визуализации тзких .карт ,в диссертации была разработана фотохимическая .технология на основе прецизионных оптико-мехаНических устройств.барабанного.ти<1а, обеспечивающих разрешение более пикселей, .и,фотохимической обработки фотоматериалов с

воспроизводимостью,оптической плотности пр каждой цветовой координате в. пределах 0,02.' С. помощью этой технологии была

. изготовлена серия цветных карт поверхности Венеры по результатам радиолокации с автоматических межпланетных станций "Венера-15,16". •

В дистанционном зондировании трассовыми методами, исследованиях оптических световодов, биомедицинской электронике и т.д. регистрируются изображения с разрешением не более 512x512 пикселей, поэтому их можно обрабатывать с помощью телевизионных средств ввода-вывода. Для визуализации таких изображений в диссертации были выполнены разработки и освоено серийное производство базового комплекса обработки изображений на основе персональных компьютеров линии IBM PC с вводом-выводом оцифровки видеосигналов в стандарте RS 170. Программное обеспечение системы визуализации экспериментальных данных обеспечивает контроль ввода-вывода изображений, интерактивный выбор участков изображения, яркостные преобразования, включая преобразования гистограмм', линейную и ранговую фильтрацию ■ изображений, подбор плавных цветовых палитр, текстовый и графический оверлеи.

Разработанные комплексы используются в исследованиях в области; дистанционного зондирования (в ИРЭ РАН, Гидрометцентре СССР, ВЦ СО РАН), биомедицинских исследованиях (в ИРЭ РАН, ИВНД РАН), в исследованиях оптических световодов (в ИРЭ РАН), в исследованиях методов распознавания изображений (в Научном совете "Кибернетика" РАН) и др.

. В пятой главе описаны методики обработки и коррекции данных дистанционного зондирования, основанные на синтезе и обработке изображений, а также методики синтеза карт геофизических параметров по результатам спутниковой радиометрии и радиолокации Земли. Методики реализованы на основе программно-аппаратных комплексов, описанных в четвертой главе.

В первом разделе главы описана методика восстановления двумерных полей геофизических параметров по трассовым СВЧ-радмометри-ческим измерениям, разработанная в ходе обработки информации со спутников "Интеркосмос-21", "Космос-1151, -1500, -1602". Спутниковым СВЧ-радиометром измеряются характеристики излучения (интенсивность или радиояркостная температура, степень поляризации) одновременно в нескольких.каналах, отличающихся длинойволны, поляризацией и углом наблюдения. Измеренные значения характеристик излучения вдоль трасс полета являются зэшумленньгми реализациями разрезов двумерного поля излучения Земди, определяемого двумерным полем геофизических параметров:

В отличие от построчного сканирования обзор при трассовых измерениях происходит за счет движения ИСЗ и вращения Земли. Смещение по долготе за бдин аит.Ок составляет dl = 360 Т/Т3,' где Т - период обращения ИСЗ," Т3 - период вращения Земли (например, при Т= 95 мин,, dl = 23°). Через половину периода вращения Земли над одними и теми же, районами проходят'восходящие и нисходящие витки. Поскольку обычно Т не кратно Т3,'то через -1 сутки траектории проходят со смещением от предыдущих по долготе на <dr = 360 (Т/Т3-[Т3/Т]Т/Т3), где [] - целая часть цикла (при Т = 95 мин dr = <5°)..Обзор с пространственной дискретностью dr осуществляется; за dl/dr суток..

■ В измеренном поле можно выделить три основных составляющих; 1) поле излучения, определяемое сред неклиматическим распределением гео- . физических параметров;'2) поле, обусловленное отклонениями значений геофизических параметров от среднеклиматических за Счет процессов синрптичёскогр характера, короткопериодических колебаний климата и др.; 3) мелкомасштабное поле флуктуации излучения, связанных с

турбулентными и другими пульсациями параметров. Целью обработки дистанционных данных является определение второй составляющей.

Оценку поля радиотеплового излучения Земли Тя, измеренного радиометром и выраженного в единицах радиояркостной температуры, можно представить в виде

Тя(х.У) = 5) M^iFix-^.y-^.Od^d^ + N(x,y), (2)

£ ■*

где Тя - истинное поле, F - функция искажений, N - шум, S - область исследуемого пространства. В рассматриваемом случае к N относятся не только аппаратурные шумы, но и мелкомасштабные флуктуации излучения. В предположении стационарности (за время зондирования) природных объектов, влияющих на функцию искажения, •

F(x,y,t) = G(x,y)P(t) (3)

где G- аппаратная функция прибора и Р - случайная функция времени t, учитывающая дрейф нуля и коэффициента усиления СВЧ-радиометра, а также сбои аппаратуры. Целью обработки исходных данных радиометрии является построение такого реставрирующего фильтра R, чтобы измеренный сигнал Тя, свернутый с R минимально отличался от Тя в смысле некоторого критерия, зависящего от решаемой задачи.

Измеряемая радиометром антенная температура Та связана с радиояркостной температурой Тя соотношением: ТА = е(1-д)Тя + едТб + (1-е)Та, (4)

где е - КПД антенны, g - коэффициент рассеяния антенны, Та -физическая температура антенны, Tg - средний уровень излучения, попадающего в поле зрения боковых лепестков диаграммы направленности антенны. Выходной сигнал радиометра U линейно зависит от антенных температур Тд = а + bU (а, Ь - постоянные коэффициенты).

Поэтому из (4) следует, что

т = - Тб - ~~,Та + „-^Ц'и = Т0 и (5) .

Анализ (5) показывает, что параметр Т0 более подвержен изменениям, чем<^[ , поскольку он зависит от большого числа изменяющихся факторов, особенно Та и Т^. Кроме того, для уменьшения вариаций можно использовать данные, нормированные на внутреннюю эталонную калибровочную ступеньку.

Сбои в работе аппаратуры заключаются главным образом в зашка- ; ливании сигнала СВЧ-радиометра в течение некоторого времени. При передаче и записи информации возникают также сбои отдельных отсчетов, которые можно идентифицировать по временным' характеристикам сигнала. В разработанной системе синтеза селекция сбоев типа зашкаливания аппаратуры производится в интерактивном режиме. Решение об использовании частей трассы принимается экспертом на основе визуального анализа изображения сигналов. На экране.цветного дисплея изображается контурная карта Земли. Вдоль трассы полета отображаются данные, причем интенсивность сигнала кодируется цветом в соответствии со специально выбранной палитрой. Эксперт в любой момент может прервать вывод данных, построить зависимость сигнала от координаты или гистограмму данного участка трассь: и сравнить ее с гистограммой, расчитанной по всем данным. В случае, когда эксперт принимает решение об исключении части трассы из процесса синтеза, эта часть помечается и не используется в дальнейшей обработке.

В результате накопления трассовых данных, измеренных за период порядка 10 суток, получается достаточно подробное изображение со средним расстоянием между трассами^. 3°. Размер поля зрения радиометра составляет примерно 100 км, что соответствует разрешению

географической сетки координат примерно 1°, а расстояние между отдельными трассами в нескольно раз больше, поэтому для получения радиояркостного изображения проводится двумерная интерполяция данных измерений на географическую сетку координат с шагом в 1° по формуле:

г»

f(x,y) = 2 Bif(xi'Vi>; <6>

¡ = i

А

Bj= ---------------------(7)

(1 + а(х. х})2)<1 + Ь(у г где п - число отсчетов в выбранном окне интерполяции, х , у - координаты интерполируемой точки, х|, у;- координаты точки с отсчетом, а и Ь -коэффициенты анизотропии, А - нормировочный коэффициент, который выбирается из -условия^нормировки:

П , . . '

2>i = 1 w : .

¡ = i /

На интерполированном изображении визуально хорошо определяются искажения, вызванные, в основном,-дрейфом нуля радиометра. Априорные сведения об излучении определенных физико-географических районов Земли позволяют провести коррекцию изображения. Например, излучение водной поверхности вблизи границы ледового покрова Антарктиды может служить эталоном, поскольку температура воды в этом районе близка к нулю и практически не изменяется, а влажность атмосферы ■мала-и не оказывает'существенного влияния. Вследствие того, что такая вода занимает больщбе пространство, гистограмма радиояркостного

изображения должна иметь резкую левую границу. Используя эти сведения, коррекция данных осуществляется путем смещения уровня сигнала на отдельных витках таким образом, чтобы привести к одному значению минимумы сигнала в районах таяния Антарктических льдов. Окончательное улучшение изображения может быть выполнено известными методами обработки изображений. В результате применения такой методики была синтезирована глобальная карта собственного излучения Земли.

Далее в главе описана система синтеза радиолокационных карт на примере обработки данных локации Антарктиды с помощью радиолокационных станций бокового обзора, установленных на борту ИСЗ серии "Океан". Рабочая длина волны радиолокатора - 3.1 см, полоса обзора более 450 км, продольное разрешение в полосе обзора не хуже 2.5 км, поперечное - не хуже 1,3 км, динамический диапазон принимаемых сигналов более 30 дБ. С целью построения цифровой радиолокационной карты для получения количественной информации об отражательных свойствах ледникового покрова зимой 1986 года была осуществлена специальная программа панорамной съемки Антарктиды с помощью локатора бокового обзора. Было получено 36 радиолокационных изображений, каждое из которых соответствовало поверхности размером 470 х 2500 км^ с разрешением 1 - 2 км.

Интерактивная технология синтеза карт из первичных радиолокационных данных, разработанная в диссертационной работе совместно с Гидрометцентром СССР, состоит из нескольких этапов: коррекции аппаратурных искажений, географической привязки, калибровки, трансформации в картографическую проекцию, формирования радиолокационной карты из серии снимков, на каждом из которых возможно выполнять обработку получающихся изображений.

На первом этапе осуществляется географическая привязка снимков, т.е. вычисление для каждого пикселя радиолокационного снимка значений его долготы и широты на основе баллистических данных спутника. Эта процедура требует большого объема вычислений с плавающей запятой и на ПК типа 1ВМ РС АТ с частотой микропроцессора 8 МГц требует несколько часов для снимка размером 450x1500 элементов. Для сокращения объема вычислений до десятков минут осуществляется редукция данных, т.е. географические координаты вычисляются на более грубой неравномерной сетке, которая выбирается такой, чтобы при последующей интерполяции координат остальных пикселей точность интерполяции была бы заведомо не хуже точности вычисления географических координат по баллистическим данным.

На втором этапе при монтаже карты выбирается требуемый участок поверхности, масштаб карты, тип картографической проекции и определяется матрица-аккумулятор с соответствующим числом элементов. Затем для каждого пикселя радиолокационного снимка с помощью кусочно-линейной интерполяции вычисляются его географические координаты и номер позиции в матрице-аккумуляторе. Вследствие того, что разрешение радиолокатора существенно выше требуемого для глобальных карт Антарктиды, в каждый элемент картографической матрицы-аккумулятора попадают несколько элементов радиолокационного снимка. В зависимости от физических представлений возможны различные алгоритмы усреднения этих значений. На рис.5 приведен фрагмент радиолокационной карты Антарктиды в полярной стереографической проекции.

В шестой главе описаны разработанные в диссертации методы препарирования и анализа изображений, предназначенные для применения на этапах предметного анализа результатов измерений и обработки.

bite.

Рис.5

Целью такого анализа является выделение из них областей, характеризующихся определенными признаками, с целью классификации и сравнения результатов эксперимента с теоретическими моделями.

Для препарирования и сегментации результатов радиолокации был разработан новый метод экстремальной аппроксимации изображений

iv

= I = <ij наиболее гладкими функциями в ||> -окрестности fjj с сохранением скачков fjj. Рассмотрим^-окрестносгь изображения fjj-. B{f,p) = { g R™ : max f ff5j - 9ij/s< ft }, £ > 0 (9)

^¡-.jth-и определим функционал гладкости в виде:

г\ П-1 К-» и,

'з! £ -9м + 1)2 ^.(ди-31+и)2 (Ю)

В результате получаем множество функций, принадлежащих шару радиуса ^ в евклидовом пространстве с равномерной нормой. Считаем, что все эти функции равнозначны с точки зрения близости к исходному изображению, однако их индивидуальные свойства могут различаться (норма, вариация, гладкость и т.п. ). Минимизация функционала гладкости на этом множестве дает решение, обладающее следующими свойствами : 1)оно будет максимально гладким среди функций, принадлежащих окресности исходного элемента; 2)расстояние от него до исходного изобажения не больше чем (т.к. минимизация поисходила на множестве }); 3)скачки, имевшиеся на исходной функции, сохранятся, возможно уменьшатся лишь величины скачков, но не более, чем на величину Соответственно скачки величиной меньше чем 2^ или исчезнут или выровняются.

Рассмотрим теперь задачу минимизации функционала гладкости по окрестности элемента f = ¡'¡^¡л = 1

= У0{д} + У1{дЛ (11)

И-

Vi!g,f) = ][ i(gM -fi2)2 + (g-m-fin-l)

ч-(12)

+ (S1i-f2i)2 + (9ni -fn-1i)2)

Добавок Vj к функционалу гладкости VQ обеспечивает единственность решения, т.к. функционал V является строго выпуклым в отличие от V0, который лишь выпуклый. В качестве решения выбирается g: V{g ,f} = min V{g,f}. Для минимизации функционала используется метод проекции градиента. На рис.6 приведены результаты аппроксимации для фрагмента

радиолокационной карты Антарктиды: а - исходное изображение из 256 градаций, б - результат аппроксимации при ^ = 8, в - при ^ = 10, г - при А=16.

Рис.6

В дистанционном зондировании, неразрушающем контроле, дефектоскопии и других областях часто возникает задача выделения объектов в текстуре исследуемого изображения. В отличие от текстурной

сегментации, когда изображение разбивается на области с различными характеристиками текстуры, в этой задаче сначала выделяются аномалии в текстуре, а затем определяются аномалии, соответствующие дефекту или искомому объекту. Особенностью такой постановки является то, что характеристики текстуры не имеют существенного значения, а важно лишь нахождение мест, где текстура нарушается, поэтому применение статистических методов анализа текстуры может привести к неоправданно большому объему вычисленийлДля решения такого рода задач для случая текстурных бинарных изображений был разработан метод, основанный на анализе квадрадерева изображения и процедуры выделения связных областей. Сущность и детали этого подхода в диссертации продемонстрированы для определенности на примере задачи распознавания и локализации дефектов типа трещин в магнитодоменных изображениях. На рис.7 приведен фрагмент изображения ферромагнитной пленки с дефектом типа трещины. Видно, что трещины отличаются от регулярной структуры доменов большей шириной сплошных участков по обе стороны трещины, а от других дефектов точечного характера - своей протяженностью. Этих двух особенностей достаточно для реализации алгоритма поиска таких дефектов.

Сначала изображения представляются в виде квадрадерева, т.е. такого дерева, которое получается рекурсивным разбиением изображения на 4 квадранта до тех пор,'пока яркости пикселей внутри квадранта не будут одинаковыми (черными или белыми). В методе используются так называемые линейные квадрадеревья, которые представляют собой упорядоченный список ключей, идентифицирующих листья одного цвета. Ключи кодируются способом Мортонэ, когда четные разряды ключа кодируют Х-координату пикселя, а нечетные - У-координату. Упорядочение

Рис.7

мортоновского ключа по возрастанию соответствует Z-развертке изображения.

"Для формального определения трещины введем следующие величины, определяемые по текстуре изображения: МГд - множество пар (х,у) декартовых координат точек изображения, имеющих постоянный цвет, т.е. rg = {BLACK,WHITE);

LCr(rg) " Aea значения, определяющие характерные длины двух связных областей постоянного цвета, составляющих трещину; Hcr(rg) - два значения, определяющие характерные ширины двух связных областей постоянного цвета, составляющих трещину; Н(х(Гд) - два значения, определяющие характерные поперечные размеры связных областей черного и белого цвета, составляющих регулярную доменную структуру.

Теперь трещину можно определить как две связные и граничащие ЯРУ с другом области разного цвета, а именно сг(В1.АСК) и СГ(\Л/Н1ТЕ), такие что выполняются два условия:

тЦНсг(ВиАСК)/Н^х(В1АСК),Нсг^Н1ТЕ)/Н1х(\лт1ТЕ)] >> 1, (13) т.е. ширина каждой такой области как минимум в два раза больше характерной шириньРсвязных областей, образуемых регулярной доменной структурой (под шириной трещины в данном случае подразумевается минимум ширины по всей длине трещины), и

» Нсг(гд) (14)

т.е., длина любой из двух областей (как "черной" так и "белой") много больше, чем ширина соответствующей области. Это условие выражает то, что трещина - это протяженный объект.

Идея алгоритма заключается в том, чтобы выделить на изображении пару или пары самых больших по площади, связных и граничащих друг с другом по всей своей длине областей противоположного цвета и проверить для них справедливость критериев (13-14). Распознавание дефекта выполняется по этапам: вычисление уровня квадрадерева, представляющего характерный размер доменов; принудительного разбиения листьев квадрадерева, лежащих на уровнях выше этого характерного уровня; маркировка соседей; выделение связных областей; вычисление характеристик полученных областей и принятие решения о наличии дефекта.

Сложность алгоритма распознавания дефекта по анализу квадрадерева составляет О(М), где N - число узлов квадрадерева. Учитывая то, что квадрадерево представляет собой адаптивную структуру данных, число узлов его может быть значительно меньше числа пикселей изображения, что приводит к существенной редукции вычислений. Так, описанный выше алгоритм был реализован на персональной ЭВМ 1ВМ РС АТ с тактовой

частотой 8 МГц. Время, необходимое для выделения трещины в изображениях магнитодоменных пленок размером 256x256 пикселей, лежит в пределах от долей до нескольких секунд, что является вполне достаточным для реализации интерактивного режима работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Исследована проблема массового создания систем автоматизации лабораторных экспериментов в области радиофизики и электроники. Разработана функциональная модель таких систем, основанная на применении методов и средств визуализации инофрмации. Модель легла в основу технической политики автоматизации лабораторных экспериментов в Институте радиотехники и электроники РАН.

2. В рамках концепции виртуальных приборов предложена и разработана унифицированная методика проектирования и программирования специализированных графических пользовательских интерфейсов систем сбора и первичной обработки данных, позволяющая синтезировать языки программирования заданий, близкие к потенциальным в смысле метрики Холстеда, и, следовательно, минимизировать время программирования заданий эксперимента.

3. Разработана интерактивная методика обработки и коррекции аппаратурных искажений исходных данных в спутниковой трассовой радиометрии собственного излучения Земли, основанная на синтезе изображений глобальных карт, их анализе и обработке с учетом априорной информации об особенностях излучения отдельных участков поверхности Земли.

4. Впервые синтезирована глобальная карта радиояркостных температур собственного излучения Земли с пространственным

разрешением 1° по результатам трассовой радиометрии с помощью спутников "Интеркосмос-21", "Космос-1151, -1500, -1602".

5. Разработана программная методика интерактивного синтеза радиолокационных карт, предназначенная для применения на персональных компьютерах линии IBM PC. Синтезирована карта ледового покрова Антарктиды по результатам радиолокации бокового обзора со спутников серии "Океан".

6. Разработан экстремальный алгоритм препарирования дистанцион- ■ ных радиофизических изображений с сохранением скачков; основанный на условной минимизации функционала гладкости на множестве функций в .

^-окрестности исходного изображения методом проекции градиента.

7. Разработан экономный в вычислительном отношении оригинальный-метод распознавания.аномалий в текстуре бинарных изображений, основанный на анализе квадрадерева изображения. Метод используется в ■ задачах распознавания аномалий в текстурных бинарных изображениях ■ магнитодоменных пленок.

8. Разработана технология изготовления прецизионных цветных фотокарт с пространственным разрешением не хуже 104х104 пикселей и с точностью воспроизведения оптической плотности по каждой из цветовых координат не хуже 0,02. Изготовлены прецизионные цветные фотокарты планеты Венера по результатам радиолокации с помощью автоматических межпланетных станций "Венера-15,16".

9. Разработан и внедрен в производство базовый аппаратно-программный комплекс обработки изображений на основе персонального компьютера, совместимого с iBM PC. Комплексы используются в автоматизации экспериментальных исследований в области дистанционного зондирования (ИРЭ РАН, ВЦ СО РАН, Гидрометцентре), волоконной

оптики (ИРЭ РАН), биомедицины (ИРЭ РАН, ИВНД РАН), информатике распознавания образов (НСК РАН) и др. областях науки и техники.

10. В опытно-конструкторских работах СКВ ИРЭ РАН используется методика и программное обеспечение синтеза виртуальных приборов для. создания систем сбора данных на основе персональных компьютеров и многофункциональных аналого-цифровых плат.

ПУБЛИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. А.Н.Выставкин, Ю.В.Обухов, В.В.Романовцев. Интерактивная лабораторная система автоматизации экспериментов в составе ИВСКП ИРЭ АН СССР тезисы докладов VI Всесоюзной конференции "Автоматизация научных исследований", Новосибирск, 1981 г., стр. 79-81

2. Ю.В.Обухов, С.А.Платонов. Диалоговая система построения графиков в ИВСКП,- Управляющие системы и машины, 1982, # 2, стр. 7981

3. А.Н.Выставкин, В.Е.Журавлев, Ю.В.Обухов, В.В.Романовцев. Диалоговая генерация процедур проведения эксперимента в адаптивных системах автоматизации научных исследований,- Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Диалог человек-ЭВМ", Ленинград, 1982, ч.2, стр. 181-183

4. А.Н.Выставкин, В.Е.Журавлев, Ю.В.Обухов, С.А.Платонов, В.В.Романовцев. Графическое общение с ЭВМ в реальном времени интерактивного эксперимента. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Диалог человек- ЭВМ", Ленинград, 1982, ч.2 стр.103-105

5. А.Н.Выставкин, Ю.В.Обухов, В.В.Романовцев. Способ организации

интерактивного режима проведения общефизического эксперимента.-Автометрия, 1982, #4,стр. 7-12

6. А.Н.Выставкин, В.Н.Губанков, К.И.Константинян, В.П.Кошелец, Ю.В.Обухов. Исследование туннельных переходов на основе пленок ниобия для использования в СВЧ приемных устройствах. - Журнал технической физики, 1982,т. 52, # 8, стр. 1637-1640

7. A.N.Vystavkin, V.N.Gubankov, K.I.Konstantinyan, V.P.Koshelets, * Yu.V.Obukhov. Investigation of Niobiom Oxide-Barrier Tunnel Junctions for

use in Microware Reciving Devices.- Phisica В + С, v. 109&110,B +• C,pp.2064-2066

8. А.Н.Выставкин, В.Е.Журавлев, В.Н.Губанков, В.П.Кошелец, Ю.В.Обухов, М.А.Тарасов. Низкочастотные шумы в сверхпроводниковых туннельных переходах. - Журнал технической физики, 1983, т.53, # 12, стр. 2410-2412

9. А.Н.Выставкин, В.Е.Журавлев, Ю.В.Обухов, В.В.Романовцев. Адаптация программ в интерактивных системах автоматизации экспериментов. - Сборник докладов II Международного симпозиума "Автоматизация и научное приборостроение-83", 1983, Варна, стр.31-49

10. А.Н.Выставкин, В.Е.Журавлев, Ю.В.Обухов, В.В.Романовцев, Об одном методе дедуктивного построения процедур проведения автоматизированного эксперимента. Управляющие системы и машины,1984, #5,стр. 103-106

11. А.Н.Выставкин, А.С.Мартынов, Б.М.Катков, Ю.В.Обухов. Диалоговая система построения графиков в индивидуальных системах автоматизации экспериментов. - Тезисы Всесоюзной конференции "Диалог-84", Ленинград, 1984 г.

12. А.Н.Выставкин, А.С.Мартынов, Ю.В.Обухов, В.А.Цанев, Диалого-

вая графическая система для представления экспериментальной информации "Автоматизация научных иследований", Алма-Ата, 1985, стр. 90-93

13. А.Н.Выставкин, Б.М.Катков, А.С.Мартынов, Ю.В.Обухов. Диалоговая система построения графиков в системах автоматизации экспериментов. - Приборы и системы управления, 1986,#1,стр. 8-10

14. С.Л.Филиппов, Е.Б.Терентьев, В.Л.Коротких, Ю.В.Обухов. Установка для измерения плотности поверхностных состояний в полупроводниках методом спектроскопии квантового выхода фотоэмиссии. - Приборы и техника эксперимента, 1986, # 2, стр. 202-204

15. А.Н.Выставкин, А.П.Демин, С.П.Демин, Ю.В.Обухов, П.П.Покровский, А.В.Фатьянов. Автоматизация анализа изображений магнитооптических преобразователей при контроле сплошности ферромагнитных изделий. - Тезисы докладов XI Всесоюзной конференции "Неразру-шающие физические методы и средства контроля", Москва, 1987г.

16. А.Н.Выставкин, А.П.Демин, Ю.В.Обухов, А.В.Фатьянов, П.П.Покровский. Обработка информации магнитодоменных преобразователей при контроле сплошности ферромагнитных изделий с помощью ЭВМ. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Методы неразрушающего контроля", Челябинск, 1987 г.

17. А.Н.Выставкин, Б.Г.Кутуза, Ю.В.Обухов, М.Т.Смирнов, Е.Б.Терентьев. Синтез глобальных полей геофизических параметров по трассовым СВЧ-радиметрическим данным. Исследование Земли из космоса, 1989, #4, стр.91-98

18. Ю.В.Обухов, М.Т.Смирнов. Глобальный мониторинг Земли. - М: Наука и человечество, 1989, стр. 113-118

19. Yu.V.Obukhov, A.V.Fatyanov, A.N.Vystavkin. Search of Anomalies in Texture Binary Images by Analysis of Quadtrees. - Proceedings of the 6th

Scandinavian Conferenceon'lmage Analysis, (ed. M.Pietikainen, J.Roning), Oulu, 1989, pp.91 2-915

20. Yu.V.Obukhov, A.Ya.Oleynikov, E.V.Pankrac, A.N.Vystavkrn,

' Interface development within the framework of the Integrated program for scientific and technical progress of CMEA Member countries till the year 2000. - Proceedings of International Seminar "Camac'89", Beijing, 1989, v.2, pp. 171-177

21. А.В.Козлов, Ю.В.Обухов. Обработка и анализ двумерных физических полей с помощью ПЭВМ. - Труды III международной школы по АНИ, Пущино, 1988 г, ' ,

22. А.В.Козлов, Ю.В.Обухов, А.Г.Петропавловский. Проектирование интерактивных программ проведения эксперимента. - Труды международного семинара "АСНИ на базе персональных ЭВМ".-Прзвец, 1989

23 Г.В.Копылов, Ю.В.Обухов, А.Г.Петропавловский. О реализации графического интерфейса в системах на базе персональных ЭВМ и аппаратуры КАМАК (концепция виртуальных приборов). - "XIV Международный симпозиум по ядерной электронике и Международный семинар КАМАК-90", Дубна, 1990, стр.223-231 ,

24. Ю.В.Обухов. Применение технологии изображений в автоматизации эксперимента на основе персональных компьютеров, -Распознавание, классификация, прогноз (под ред. Ю.И.Журавлева). -М: Наука, вып.4, 1991 г., стр.202-222

25. Yu.V.Obukhov. Image and Graphics Application in PC-based Systems for Data Aquisition and Analysis in Research Automation., Pattern Recognition and Image Analysis, -v.1, n.1, 1991, pp.138-139

26. O.E.Milekhin, Yu.V.Obukhov, V.I.Popov, Yu.G.Spiridonov, E.B.Terentjev. Antarctic radar map synthesis with the help of a personal

computer. - Proceedings of the Soviet-Finland seminar of remote sensing of the Earth, Moscow, 1990. - Helsinki, 1991

27. Г.В.Копмлов, Ю.В.Обухов, И.А.Шульман. Использование графических пользовательских интерфейсов для создания автоматизированных систем научных исследований. - Информатика. Серия: Информационные технологии. Средства и системы, вып.2-3, Москва 1991, стр. 25-31

28. ICozlov А.V., Kopylov G.V., Obukhov Yu.V., Petropavlovsky A.P. • Graphical user interface of system for measurements and control. -Proceedings I Int.Conf.lnf.Technol. for Image Process., Analysis & Patt.Recogn., Lvov, oct. 1990, v.2, pp.52-55

29. Borovikov I.P., Borovikov V.P., Budarov A.V., Obukhov Yu.V. The new extrerrial method of solving the problem of image segmentation using an adaptive piesewise constant approximation. - Proceedings I Int.Conf.lnf.Technol. for Image Process., Analysis & Patt.Recogn., Lvov, oct. 1990, v.1, pp.269-274

30. Aljoskin A.A., Obukhov Yu.V., Terentjev E.B. PC based image processing system. - Proceedings I Int.Conf.lnf.Technol. for Image Process., Analysis & Patt.Recogn., Lvov, oct. 1990, v.2, pp.11-12

31. Копылов Г.В., Обухов Ю.В., Шульман И.А. Графический пользоватепьский интерфейс систем автоматизации экспериментов. - Сб. докладов Международного коллоквиума "Новые информационные технологии" Москва, 1991, стр.219-221

32. Yu.V.Obukhov. Visualization in experimental radiophysics and electronics. - Pattern Recognition and Image Analysis: Adv.Math.Theor. & Appl. USSR, 1991, v.1,n.4