НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
3(64)/2013
РЕЦЕНЗИРУЕМОЕ ИЗДАНИЕ
Учредитель
ООО «Информационно-управляющие системы»
Главный редактор
М. Б. Сергеев,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Зам. главного редактора
Е. А. Крук,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Ответственный секретарь
О. В. Муравцова
Редакционный совет:
Председатель А. А. Оводенко,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. Н. Васильев,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. Н. Козлов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Б. Мейер,
д-р наук, проф., Цюрих, Швейцария
Ю. Ф. Подоплекин,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. В. Симаков,
д-р техн. наук, проф., Москва, РФ
Л. Фортуна,
д-р наук, проф., Катания, Италия
А. Л. Фрадков,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Л. И. Чубраева,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, С.-Петербург, РФ
Ю. И. Шокин,
акад. РАН, д-р физ.-мат. наук, проф., Новосибирск, РФ
Р. М. Юсупов,
чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Редакционная коллегия:
В. Г. Анисимов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Б. П. Безручко,
д-р физ.-мат. наук, проф., Саратов, РФ
Н. Блаунштейн,
д-р физ.-мат. наук, проф., Беэр-Шева, Израиль
А. Н. Дудин,
д-р физ.-мат. наук, проф., Минск, Беларусь
А. И. Зейфман,
д-р физ.-мат. наук, проф., Вологда, РФ
В. Ф. Мелехин,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. В. Смирнов,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
В. И. Хименко,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. А. Шалыто,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
А. П. Шепета,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
З. М. Юлдашев,
д-р техн. наук, проф., С.-Петербург, РФ
Редактор: А. Г. Ларионова
Корректор: Т. В. Звертановская
Дизайн: С. В. Барашкова, М. Л. Черненко
Компьютерная верстка: С. В. Барашкова
Адрес редакции: 190000, Санкт-Петербург,
Б. Морская ул., д. 67, ГУАП, РИЦ
Тел.: (812) 494-70-02, e-mail: 80x@mail.ru, сайт: www.i-us.ru
Журнал зарегистрирован в Министерстве РФ по делам печати,
телерадиовещания и средств массовых коммуникаций.
Свидетельство о регистрации ПИ № 77-12412 от 19 апреля 2002 г.
Перерегистрирован в Роскомнадзоре.
Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-49181 от 30 марта 2012 г.
Журнал входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов
и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные
результаты диссертации на соискание ученой степени доктора
и кандидата наук».
Журнал распространяется по подписке. Подписку можно оформить через
редакцию, а также в любом отделении связи по каталогу «Роспечать»:
№ 48060 — годовой индекс, № 15385 — полугодовой индекс.
© Коллектив авторов, 2013
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ
Красильников Н. Н. Метод формирования 3D-изображения сцены
по одной фотографии
Зиняков В. Ю., Городецкий А. Е., Кучмин А. Ю., Зеленев Е. И., Алферова
Н. В. Восстановление двумерных изображений с дефектами
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Максименко С. Л., Мелехин В. Ф. Анализ надежности цифровых
устройств со структурным резервированием и периодическим восстановлением
работоспособного состояния узлов
Чернов В. Г. Модификация алгоритмов управления, использующих правила
нечеткого условного вывода
Сольницев Р. И., До Суан Чо. Алгоритмизация обработки и передачи
метеорологических данных в замкнутой системе управления «Природатехногеника»
МОДЕЛИРОВАНИЕ
СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ
Москалец О. Д. Модели сигналов в радиополяриметрии
Рогов А. А., Забровский А. Л. Система моделирования сетевых помех
мультимедийных потоков
ПРОГРАММНЫЕ И АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
Андреев Н. Д., Новиков Ф. А. Фабрики прикладного программного
обеспечения, управляемые моделями предметных областей
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
Котенко И. В., Новикова Е. С. Визуальный анализ защищенности
компьютерных сетей
Юркин Д. В., Винель А. В., Таранин В. В. Анализ временных и сложностных
характеристик парольной аутентификации в защищенных операционных
системах семейства Unix
КОДИРОВАНИЕ И ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ
Демьянчук А. А., Мирин А. Ю., Молдовян Н. А. Типы и приложения
протоколов с нулевым разглашением секрета
Григорьевых Е. А., Хафизов Р. Г. Формирование и обработка комплекснозначных
последовательностей в многоканальных системах передачи
информации
ИНФОРМАЦИОННЫЕ КАНАЛЫ И СРЕДЫ
Новиков Е. А. Применение моделей структурной динамики при решении
задачи распределения частотно-временного ресурса сети спутниковой
связи на основе стандарта DVB-RCS
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБРАЗОВАНИЕ
Курилова О. Л. Применение генетического алгоритма для оптимизации
учебного плана
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Крук Е. А., Сергеев М. Б. О векторном квантовании изображений
ХРОНИКА И ИНФОРМАЦИЯ
Котенко И. В., Саенко И. Б. Перспективные модели и методы защиты
компьютерных сетей и обеспечения безопасности киберпространства:
обзор международных конференции MMM-ACNS-2012 и семинара
SA&PS4CS 2012
VI Международная конференция «Акустооптические и радиолокационные
методы измерений и обработки информации» ARMIMP-2013
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
АННОТАЦИИ
Сдано в набор 07.05.13. Подписано в печать 10.06.13. Формат 60×841/8.
Бумага офсетная. Гарнитура SchoolBookC. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 12,1. Уч.-изд. л. 15,2. Тираж 1000 экз. Заказ 175.
ЛР № 010292 от 18.08.98.
Оригинал-макет изготовлен в редакционно-издательском центре ГУАП.
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67.
Отпечатано с готовых диапозитивов в редакционно-издательском центре ГУАП.
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67.
2
8
16
23
30
36
42
47
55
62
67
74
78
84
93
97
100
101
106
Стр.2
ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЕ
УДК 004.932
МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ 3D-ИЗОБРАЖЕНИЯ СЦЕНЫ
ПО ОДНОЙ ФОТОГРАФИИ
Н. Н. Красильников,
доктор техн. наук, профессор
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Описан метод формирования 3D-изображения сцены, основанный на аппроксимации ее центральной проекции
(2D-изображения) набором плоскостей с последующей декомпозицией сцены на эти плоскости. Для каждой
из плоскостей находится аксонометрическая проекция путем использования имеющейся априорной информации
об изображенной сцене и карта глубины. Завершающим шагом описываемого метода является
«сборка» 3D-изображения сцены объединением аппроксимирующих ее плоскостей и проекция сцены на экран
при заданных условиях наблюдения.
Ключевые слова — 3D-изображение, 3D-сканирование, карта глубины.
Введение
При наблюдении трехмерных объектов и сцен,
несмотря на то, что в их проекциях на сетчатки
глаз координата глубины оказывается утраченной,
мы, тем не менее, воспринимаем их объемными.
Объясняется это тем, что в этих проекциях, которые
представляют собой 2D-изображения, содержится
информация, используя которую совместно
с априорной информацией, имеющейся у зрителя
о наблюдаемых объектах, зрительная кора в той
или иной мере восстанавливает утраченную при
проецировании информацию о координате глубины.
Примерами информации, используемой
зрительной корой для определения (оценки) утраченной
координаты глубины, являются:
— величина искажений геометрических размеров
наблюдаемых объектов, возникающих
в результате их центральной проекции на сетчатки
глаз;
— перекрытие объектами, близко расположенными
к зрителю, объектов, которые расположены
от зрителя на больших расстояниях;
— распределение полутеней на криволинейных
поверхностях объектов, обусловленное эффектом
диффузного отражения света;
— расположение объектов относительно линии
горизонта;
— наличие атмосферной дымки и пр.
Эти свойства зрения изучались и использовались
в архитектуре и живописи, начиная уже
с античных времен. Колонны храма Парфенона,
2
ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
форма которых намеренно выбрана отличной от
цилиндрической, являются примером одного из
первых практических применений законов перспективы
в архитектуре. Интенсивное развитие
живописи в эпоху Возрождения также в значительной
степени связано с использованием перечисленных
выше свойств зрения.
В настоящее время возрос интерес к 3D-технологиям
и, в частности, к методам получения
трехмерных изображений, что, естественно, проявилось
в появлении множества публикаций на
эту тему, например [1–7], а затем и в разработке
3D-сканеров, 3D-кинотеатров и 3D-телевидения.
В последних двух случаях речь идет по существу
о стереоскопических системах. В связи
с тем, что изначально съемка 3D-фильмов является
весьма дорогостоящим предприятием, появились
попытки разработать методы, позволяющие
преобразовывать обычные 2D-контенты
в 3D-контенты, основанные на использовании перечисленных
выше свойств зрения. Так, в университете
Карнеги — Меллона был разработан
метод преобразования 2D-изображений в 3D-сцену,
подробности которого не разглашаются, но
известно, что 3D-изображение строится с использованием
только вертикальных и горизонтальных
поверхностей, обнаруженных на 2D-изображении
[8]. Были также разработаны методы,
примененные в настоящее время в телевизорах,
в которых использованы свойства взаимного перекрытия
объектов переднего и последующего
планов, а также разница в цвете и контрасте
№ 3, 2013
Стр.3