Search academic texts

Registration Number

0521U100056, Doctoral dissertation

Status

Доктор технічних наук, 05.13.06, Інформаційні технології

Date

24-12-2020

popup.evolution

o

Title

Models, Methods and Information Technology of Designing and Use of Visual Information Structures of Augmented Reality

Author

Makoveichuk Oleksandr Mukolayovych, к.т.н.

popup.head Ruban Igor V.
popup.advisor Ruban Igor V.
popup.opponent Fedorovich Oleg Yevgenovych
popup.opponent Barabash Oleg Volodymyrovych
popup.opponent Zholtkevych Hrigoryi Mukolayovych

Description

У дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова проблема розробки теоретичних основ створення моделей, методів та інформаційної технології побудови і використання візуальних інформаційних структур в системах доповненої реальності для застосування в різних сферах обробки інформації, що має істотне значення в галузі технічних наук. Вперше розроблено модель стійких мозаїчних стохастичних маркерів доповненої реальності та метод їх формування, який базується на процедурах масштабування зображення-повідомлення методом найближчого сусіда, перемішування пікселів за допомогою відомої псевдовипадкової перестановки та їх кодування кольором клітинок зображення маркера, які розділяються рамкою, що дозволяє забезпечити стійку передачу даних та коректне відображення візуальних об’єктів доповненої реальності. Вперше розроблено метод виявлення мозаїчних стохастичних маркерів доповненої реальності, який на підставі бінаризації локальної дисперсії детектує область маркера на вихідному зображенні та знаходить маски біт-контейнерів шляхом сегментування та подальшої морфологічної фільтрації маскованої області зображення, що дозволяє в умовах несприятливих зовнішніх впливів коректно декодувати повідомлення. Вперше розроблено метод визначення параметрів проективного перетворення мозаїчних стохастичних маркерів, який реалізує знаходження чотирьох опорних точок, ітеративно максимізуючи суму дисперсій середніх значень об’єднання масок біт-контейнерів, розрахованих по рядках і стовпцях без врахування додаткової апріорної інформації, що дозволяє забезпечити уніфіковане виявлення та декодування незалежно від умов реєстрації маркера. Вперше розроблено метод декодування мозаїчних стохастичних маркерів доповненої реальності, який на підставі запропонованої системи показників визначає розміри матриці бітів маркера, будує матрицю бітів маркера із трансформованого зображення біт-контейнера, визначає зсув у повній матриці бітів та реалізує фільтрацію пермутованого зображення, що дозволяє в умовах несприятливих зовнішніх впливів забезпечити коректне відтворення та візуалізацію інформації. Отримали подальший розвиток теоретичні основи побудови і використання візуальних інформаційних структур доповненої реальності, які, на відміну від відомих, базуються на науково-обґрунтованих моделях та методах системного формування, перетворення та декодування візуальної інформації, що забезпечує в умовах несприятливих зовнішніх впливів стійке функціонування систем доповненої реальності. Удосконалено модель візуальних інформаційних структур доповненої реальності, яка, на відміну від відомих, побудована шляхом введення надлишковості, проведення стохастичного перевпорядкування та контейнеризації даних, що забезпечує стійке відновлення інформації в умовах втрати частини даних. Отримав подальший розвиток метод проеціювання віртуальних об’єктів на площину маркера доповненої реальності, який, на відміну від відомих, реалізує запропоновані процедури калібрування камери по наявному зображенню мозаїчного стохастичного маркера, що дозволяє візуалізувати тривимірні об’єкти та рендерінг відео-потоку в області маркера та забезпечує універсальність та уніфікацію незалежно від фізичних та геометричних властивостей засобів реєстрації зображення. Удосконалено інформаційну технологію побудови і використання маркерів доповненої реальності, в якій, на відміну від відомих, застосовуються моделі та методи обробки стійких мозаїчних стохастичних маркерів, що дозволяє задовільнити зростаючі вимоги до візуальних інформаційних структур доповненої реальності, формалізувати та автоматизувати процес побудови візуальних об’єктів в проектах створення нових інформаційних систем доповненої реальності. Впровадження розроблених у дисертаційній роботі моделей і методів в модернізацію існуючих і розробку перспективних систем доповненої реальності дозволить забезпечити стійке функціонування інформаційних технологій та систем доповненої реальності шляхом побудови і використання мозаїчних стохастичних маркерів.