НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ
ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ

Лаборатория радиотомографии

О лаборатории

Публикации

Прикладные разработки

Контактная информация

На страницу Института

Научное направление исследований

Лаборатория занимается разработкой методов, алгоритмов и программного обеспечения для решения прикладных обратных задач обработки полей и изображений в реальном масштабе времени. Особенностями проводимых исследований являются:

  • Учет динамических свойств контролируемых объектов и полей, т.е. изменения их структуры и параметров в процессе измерений;
  • Учет неопределенностей в задании модели объекта и априорных данных;
  • Восстановление полей и обработка изображений в условиях априорной неопределенности и неполноты измерений.

Основные научные результаты

Научные достижения лаборатории связаны с разработкой алгоритмов реконструкции динамических изображений для компьютерной томографии реального времени, восстановления нестационарных сигналов и динамических полей по результатам их наблюдения.

Под руководством члена-корреспондента НАН Беларуси В.М. Артемьева разработана теория и методология нахождения алгоритмов реконструкции динамических изображений с приложениями для технической и медицинской томографии. Для решения задач восстановления и реконструкции изображений в реальном масштабе времени модифицирована теория фильтра Калмана. Это позволило получить рекуррентные оптимальные алгоритмы восстановления и реконструкции, что дало возможность осуществлять эти операции параллельно с процессом наблюдения проекций. Изучены особенности применения фильтра Калмана для решения некорректных задач в условиях неопределенности задания априорных данных. Для решения задач высокой размерности (104-106) предложена модификация алгоритмов реконструкции на основе рекуррентного метода наименьших квадратов. В целях повышения скорости сходимости процессов восстановления и реконструкции динамических изображений решена задача оптимального управления процессом наблюдения.

Прикладные результаты

Разработаны методика и алгоритмы пространственно-временного восстановления полей коэффициентов рефракции, скорости ветра и температуры по данным ограниченного числа источников информации с использованием априорных данных о статистических характеристиках атмосферы. Создано программное обеспечение, реализующее разработанные алгоритмы и позволяющее восстанавливать поля метеорологических параметров атмосферы по дискретным измерениям, поступающим от сети метеостанций. Результаты используются в экспериментальном образце модуля радиоакустического зондирования атмосферы.

Разработана концепция, методика и алгоритмы для региональной радиотомографической системы мониторинга поля концентрации электронов в ионосферы в реальном масштабе времени с использованием данных от низкоорбительных (ГОНЕЦ/ТРАНЗИТ) навигационных систем применительно к территории республики Беларусь. Разработано экспериментальное программное обеспечение, позволяющее проводить реконструкцию поля концентрации электронов в ионосфере.

Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для нахождения минимальных размеров выделенного оператором объекта на изображении земной поверхности и определения уровня «смаза» изображения. Программное обеспечение работает в двух режимах: определение минимального размера объекта и определение оператора «смаза». Результаты применяются для улучшения качества изображений земной поверхности, получаемых с борта белорусского спутника дистанционного зондирования Земли.