Способ контроля качества изображения, формируемого визуальными оптикоэлектронными системами

 

Изобретение относится к области измерений характеристик изображений. Цель изобретения - повышение точности контроля качества изображений. Способ заключается в проецировании изображения синусоидального тест-объекта с выхода контролируемой системы в плоскость анализатора изображения, согласованной с тест-объектом пространственной фильтрации изображения путем сканирования, преобразовании потока излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтрации электрического сигнала, определении максимальных за время сканирования значений выходного сигнала, вычислении по ним отношения сигнал/шум и суждении по нему о качестве изображения. Перед преобразованием потока излучения осуществляют спектральную фильтрацию потока излучения. После фильтрации электрического сигнала его возводят в квадрат и интегрируют по времени, снимают отсчеты выходного сигнала при параллельном направлению сканирования в визуальной оптико-электронной системе расположении полос синусоидального тест-объекта и анализатора, при перпендикулярном направлению сканирования их расположении, при равномерной по площади яркости тест-объекта и равномерном пропускании анализатора и при непрозрачном анализаторе, при этом отношения сигнал/шум вычисляют по формулам Ψ<SB POS="POST">II</SB>=U<SB POS="POST">3</SB>-U<SB POS="POST">5</SB>/√T(VU<SB POS="POST">2</SB>-U<SB POS="POST">7</SB>-U<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">2</SP>/T-√U<SB POS="POST">6</SB>-U<SB POS="POST">7</SB>-U<SB POS="POST">5</SB>/T<SP POS="POST">2</SP>+(U<SB POS="POST">1</SB>-U<SB POS="POST">3</SB>)<SP POS="POST">2</SP>

Ψ<SB POS="POST">1</SB>=U<SB POS="POST">3</SB>-U<SB POS="POST">5</SB>//√T(√U<SB POS="POST">4</SB>-U<SB POS="POST">7</SB>-U<SB POS="POST">3</SB>/T-√U<SB POS="POST">6</SB>-U<SB POS="POST">7</SB>-U<SB POS="POST">5</SB>/T), где Ψ<SB POS="POST">II</SB> - отношение сигнал/шум при параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта

Ψ<SB POS="POST">I</SB> - отношение сигнал/шум при перпендикулярном направлению сканирования расположении полос тест-объекта

U<SB POS="POST">1</SB> - максимальное значение выходного сигнала при параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">2</SB> - то же при возведении в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">3</SB> - максимальное значение выходного сигнала при перпендикулярном направлению сканирования расположении полос тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">4</SB> - то же при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">5</SB> - значение выходного сигнала при равномерной яркости тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">6</SB> - то же при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

U<SB POS="POST">7</SB> - значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

T - время интегрирования. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 G 01 J 1/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 7 1

+ .(U,-Ц); y,= U3,--Uz/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4316695/31-25 (22) 06.07 ° 87 (46) 07.11.89. Бюл. № 41 (7 1) МВТУ им, Н.З, Баумана (72) А,С. Васин, 10.С. Захаров, В.Я. Колючкин, А.Н, Метелкин, Г.М. Мосягин и В.В. Сергеев (53) 621.379.019 (088.8) (56) Рыфтин Я.А. и др. Прибор для построения характеристик телевизионной системы "от света до света" — Техника кино и телевидения, 1964, ¹ 11, с. 1 0-.14.

Авторское свидетельство СССР

И - 1257413, кл. G 01 3 1/42, 1985. (54) СПОСОБ КОНТР011Я КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ, ФОРМИРУЕМОГО ВИ ЗУАЛЬНЫМ И

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМИ СИСТЕМАМИ (57) Изобретение относится к области измерений характеристик изображений.

Цель изобретения — повышение точности контроля качества изображений.

Способ заключается в проецировании. изображения синусоидального тестобъекта с выхода контролируемой системы в плоскость анализатора изображения, согласованной с тест-объектом пространственной фильтрации изобра.жения путем сканирования, преобразовании потока излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтрации электрического сигнала, определении максимальных за время сканирования значений выходного сигнала, вычислении по ним отношения сигнал/шум и суждении по нему о качестве изображения. Перед преобразованием потока излучения осуществляют спектральную фильтрацию потока излучения. После фильтрации электрическо„„Я0„„1520353 А 1 го сигнала его возводяY в квадрат и интегрируют по времени, снимают отсчеты выходного сигнала при параллельном направлению сканирования в визуальной оптико-электронной системе расположении полос синусоидального тест-объекта и анализатора, при перпендикулярном направлению сканирования их расположении, при равномерной по площади яркости тест-объекта и равномерном пропускании анализатора и при непрозрачном анализаторе, при этом отношения сигнал/шум вычисляюг по формулам g U U / где 11 — отношение сигнал/шум при

1( параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта; отношение сигнал/шум при,перI пендикулярном направлению сканирования расположении полос тест-объекта, U — максимальное значение выходного

1 сигнала при параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта без возведения сигнала .в квадрат перед интегрированием;

U — то же, при возведении в квадрат перед интегрированием; U — максимальное значение выходного сигнала при перпендикулярном направлению сканирования расположении полос тестобъекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием; U<— то же,при возведении сигнала в квадрат перединтегрированием; Ug — значение

1 520353 выходного сигнала при равномерной яркости тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием, U< — то же„при возведении сигнала в квадрат перед интегрироваИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества изображения оптико-электронных систем.

Целью изобретения является повыше15 ние точности контроля.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа, Устройство состоит из осветителя, включающего источник 1 излучения,конденсатор 2 и матовый рассеиватель 3, тест-объекта 4, контролируемой визуальной оптико-.электронной системы 5, проекционной системы б, анализатора

7.изображения, светофильтра 8, приемника 9 излучения, усилителя 10, апериодического звена 11, интегратора

12, квадратора 13, второго интегратора 14, регистрирующего блока 15;

Излучение от источника 1 через конденсатор 2 попадает на матовый рассеиватель З,.расположенный вплотную к тест-объекту 4, таким образом осветитель равномерно подсвечивает 35 тест-объект 4, Контролируемая визуальная оптико-электронная система 5 формирует изображение тест-объекта, например, на телевизионном, экране.

Проекционная система 6 переносит 40 изображение тест-. объекта, сформированное контролируемой визуальной оптико-электронной системой 5, в плоскость анализатора 7 изображения, ко" торый сканирует в плоскости изобра- 45 жения в двух ортогональных, направлениях. Поток излучения фильтруется после анализатора 7 изображения светофильтром 8 (корректируется спектральная чувствительность приемника

9 излучения для воспроизведения кривой видимости глаза человека-оператора). Приемник 9. излучения преобразует поток излучения в электрический сйгнал, который усиливается усилителем 10, фильтруется апериодическим звеном 11, имеющим постоянную времени, равную постоянной времени глаза.

Затем сигнал поступает на интегратор нием; U — значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе при возведении сигнала в квадрат перед ин. тегрированием; Т вЂ” время интегрирования. 1 ил.

12, интегрируется и регистрируется регистрирующим блоком 15. Кроме того, сигнал с апериодического звена 11 возводится в квадрат квадратором 13, затем интегрируется на втором интег-. раторе 14 и регистрируется регистрирующим блоком 15. С помощью устройства проводятся измерения величин:

Ut — максимальное значение выходного сигнала, достигаемое при сканировании изображения тест-объекта 4 в виде полос с синусоидальным распределением яркости анализатором 7 изображения в виде полос с синусоидальным распределением пропускания при расположении полос тест-объекта 4 и анализатора 7 изображения параллельно направлению сканирования в контролируе-. мой визуальной оптико-электронной системе без возведения выходного сигнала в квадрат перед интегрированием на интеграторе 12; U q — то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13; U3 - максимальное значение выходного сигнала, достигаемое при сканировании изображения тест-объекта

4 в виде полос с синусоидальным распределением яркости анализатором 7 изображения в виде полос с синусоидальным распределением пропускания при расположении полос тест-объекта

4 и анализатора 7 изображения перпендикулярно направлению сканирования в контролируемой оптико-электронной системе без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием на интеграторе 12;

U — то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед интегрированием на втором интеграторе 14;

U " значение выходного сигнала при равномерной по площади яркости тест-объекта 4 и равномерном.пропускании анализатора 7 изображения (при этом анализатор 7 изображения неподвижен} без возведения сигнала s квадрат перед интегрированием на .интеграторе 12;

15203

U — то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед интегрированием на втором интеграторе 14, U — значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе 7 изображения при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед интегрированием на втором интеграторе 14.

Возможностью замены реального объекта синусоидальным тест-объектом при контроле качества изображения, формируемого визуальными оптикоэлектронными системами, обусловлена их адекватность в смысле обнаружения и опознавания в зашумленном изображении человеком-оператором. Отношения сигнал/шум (;и yz ) определяют качество изображения для двух различных положений тест-объекта по отно10

45

Формула изобретения

Способ контроля качества изображения, формируемого визуальными оптикоэлектронными системами, заключающийся в том, что изображение тест-объек- 55 та в виде полос с синусоидальным распределением яркости проецируют в плоскость анализа иэображения, осуществляют сканированием согласованную шению к направлению строчного сканирования в контролируемой визуальной оптико-электронной системе. . 25

Последовательность действий с измерением значений выходных сигналов

U --У позволяет раздельно определить энергию сигналов, а также средний квадрат энергии аддитивного шума, 30 отфильтрованного согласованным фильтром, и средний квадрат энергии шума пространственной дискретизации, отфильтрованного согласованным фильтром, и рассчитать отношения сигнал/

/шум. При этом по разности значений и у;,можно судить о влиянии шуI мов пространственной дискретизации изображения в визуальной сканирующей оптико-электронной системе на качест- 40 во изображения °

Вычисление отношения сигнал/шум позволяет при измерениях учесть влияние постоянной яркости фона в изображении и влияние собственных аддитивных шумов приемника излучения в устройстве для реализации предлагаемого способа на точность измерений. и 6 пространственную фильтрацию изображения тест-объекта, преобразуют поток излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтруют электрический сигнал, определяют максимальные достигаемые при сканировании значения выходного сигнала, вычисляют по ним отношение сигнал/шум и судят по нему о качестве изображения, о тличающийся тем,что,с целью повышения точности, перед преобразованием потока излучения в электрический сигнал осуществляют его спектральную фильтрацию, устанавливают тест-объект и аналогичный ему анализатор изображения так, что полосы параллельны направлению сканирования в контролируемой визуальной оптико-электронной системе, и после фильтрации электрического сигнала его интегрируют по времени, при этом регистрируют максимальное значение выходного сигнала U,, электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя При этом максимальное значение выходного сигнала U устанавливают тест-объект и анализатор так, что полосы перпендикулярны направлению сканирования, и после фильтрации электрического сигнала его интегрируют по времени и регистрируют максимальное значение выходного сигнала U электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя при этом максимальное значение выходного сигнала U<, устанавливают тест-объект, имеющий равномерную яркость, равную среднему уровню яркости тест-объекта с синусоидальным распределением яркости, и анализатор изображения, имеющий равномерное пропускание, равное среднему уровню пропускания анализатора изображения с синусоидальным распределением пропускания, и после фильтрации электрического сигнала его интегрируют по времени и регист" рируют значение выходного сигнала U« электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя при этом значение выходного сигнала У,, устанавливают непрозрачный анализатор изображения, после фильтрации электрического сигнала его возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируют значение выходного сигнала U, при этом отношение сигнал/шум вычисляют по формулам

1520353

Оэ Ъ ав

Т() + (U -U )

Составитель В. Варнавский

Техред A.Кравчук Корректор 3. Кабаций

Редактор И. Шулла

Заказ 6746/42

Тираж 466

Подписное

ВЯИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент.", г.ужгород, ул. Гагарина,101 где — отношение сигнал/шум при

II расположении полос тест объекта параллельно направлению сканирования в контролируемой визуальной оптикоэлектронной системе; отношение сигнал/шум при

I расположении полос тестобъекта перпендикулярно направлению сканирования в контролируемой визуальной оптикоэлектронной . системе;

Т вЂ” время интегрирования.