40
КРУГЛЫЙ СТОЛ
ным пространственным разрешением. Можно
вычислить их фрактальные характеристики или
фрактальные сигнатуры. Мы исследовали при-
родные цели – изменчивые земные покровы, об-
лака, они более разнообразны, чем искусственно
созданные объекты. То есть при определенных
условиях, в каких-то пространственных масшта-
бах мы можем считать «искусственные цели»
прямоугольником, окружностью, треугольником
и так далее. При этом фрактальная размерность
у них практически не меняется. В то же время
фрактальные размерности природного земного
и атмосферного фона или искусственных и есте-
ственных помех зависят от пространственно-вре-
менных масштабов. На этом и основан механизм
фрактального, или топологического, обнаружи-
теля. В настоящее время мы работаем по одному
изображению или принятому слабому сигналу
для получения фрактальных сигнатур. Фрак-
тальные методы могут функционировать на всех
уровнях сигнала: амплитудном, частотном, фа-
зовом и поляризационном.
На основе этих изысканий нами был создан
эталонный словарь фрактальных признаков оп-
тических и радиоизображений, необходимый
для реализации принципиально новых фрак-
тальных методов обработки радиолокационной
информации и синтеза высокоинформативных
устройств обнаружения и распознавания слабых
сигналов на фоне интенсивных негауссовских
помех, разработаны новые фрактальные сверх-
широкополосные сигналы. Также достоверно
установлено, что для эффективного решения за-
дач радиолокации и проектирования фракталь-
ных обнаружителей многомерных радиосиг-
налов существенное значение имеют дробная
размерность, фрактальные сигнатуры и фрак-
тальные кепстры, а также текстурные сигнатуры
фона местности.
Фрактальная радиолокация способна адек-
ватно описать и объяснить значительно более
широкий класс радиолокационных явлений.
Следующие возможные шаги – это применение
фрактально-скейлинговых методов при монито-
ринге космического мусора и в проблеме эффек-
тивности беспилотных летательных аппаратов.
С оптического наземного телескопа через всю
толщу атмосферы наблюдается процесс стыковки
космического корабля c космической станцией,
полученный при дальности около 400 киломе-
тров. Стандартныйметод дает совершенно не ин-
формативную картинку – «пятно-кляксу». А при
фрактальном методе распознавания при раз-
ных значениях порога обнаружения в единицах
фрактальной размерности картинка становится
гораздо более четкой. Здесь уже можно различить
станцию и корабль по отдельности.
В дистанционном зондировании были обрабо-
таны снимки дельты реки Волги в весеннее вре-
мя (паводок, снег, грязь, болота и т. д.). После
фрактальной обработки картинок был распознан
большой не поддающийся обычной дешифровке
участок местности.
В 1998 году в НАСА заявили об открытии новых
видов молний, которые бьют не в землю, а вверх.
Их назвали спрайты, джеты, эльфы. Предска-
зывать такие молнии невозможно, а они очень
опасны, зарождаются на высотах от 30 и до 90 км
преимущественно в районе экватора, имеют
протяженность около 50 км. Это, по сути, при-
родная бомба – по мощности маленькая атомная
бомба, которая взрывается в несколько миллисе-
кунд.
Группа ученых под руководством Александра
Потапова произвела фрактальную обработку
видео этих необычных молний, сделала их вре-
менные сечения. По этим сечениям ученые пы-
таются разгадать загадку эволюции таких мол-
ний, то есть решают одну из актуальных задач
из области геофизики.
Фрактальный обнаружитель пригодится и в ме-
дицине, например для томографии. Фракталь-
ная обработка позволяет значительно улучшить
изучаемую область и распознать новые кластеры
и образования.
На маммографии при фрактальной обработке
можно увидеть большее число образований каль-
цитов, определить их количество и так далее.
Фрактальная обработка дает резкое повышение
контрастности на рентгеновском снимке для ис-
следования переломов костей и тому подобного.
Фрактально-скейлинговая
обработка изображения спрайта
41
Воздушно-космическая сфера №2(91) июнь 2017
Фото стыковки: фрактальный метод
распознавания
