Способ формирования синтезированного изображения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

um П11

1 А1 (51)5 С О! С 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0 П.1РЫТИЯМ

ПРИ FHHT СССР (21) 4656562/10 (22) 28,02.89 (46) 23.04,91. Бюл. !! 15 (72) 1О.К.Ребрин, А.В.Пермяков, В.Н.Белинский и B B.Êóêîâñêèé (53) 528;727-528.7!7.7 (088.8) (56) Ильинский Н.Д. и др. Фотограмметрия и дешифрирование снимков.

М.: Недра, 1986, с. 229-230.

Иивичин A.Í. и др. Дешифрирование фотографических иэображений. — М.:

Недра, 1980, с. 125-126. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к расшифровке иэображений путем сравнения двух и более изображений одного и

Изобретение относится к расшифровке изображений путем сравнения двух и более изображений одного и того же участка и может быть использовано при комплексном дешифрировании иэображений, имеющих различный масштаб и отношение сигнал/шум.

Целью изобретения является повышение качества синтезированного изображения за счет увеличения отношения сигнал/шум.

На чертеже представлена схема, предназначенная для осуществления способа.

При осуществлении способа поочередно проецируют на экрай исходные изображения, устанавливают для каждого из них соответствующий коэффициент усиления, после чего совмещают того же участка. Целью изобретения. является повышение качества синтезированного изображения за счет увеличения- отношения сигнал/шум. Цель достигается эа счет считывания исходных изображений телевизионными трубками с законом движения считывающего луча по строке изображения, соответствующим закону изменения масштаба по этой строке, поканального усиления видеосигналов, сложения их и передачи на просмотровый экран, причем для каждого канала устанавливается оптимальный коэффициент усиления видеосигнала, исходя иэ величин предварительно измеренных в этом канале сигнала и шума. 1 ил.

Р исходные изображения на экране.Совмещение изображений производится путем считывания их телевизионными трубками, у которых закон движения считывающего луча по строке изображения совпадает с законом изменения масштаба в строке изображения соответствующего канала, так что в любой момент времени все телевизионные трубки визируют изображение одной точки. При этом мгновенный угол поля зрения телевизионной трубки должен соответствовать разрешающей способности считываемого иэображения, а шаг считывания (приведенное к масштабу расстоя- ния между строками) должен быть одинаковым для всех IcGHBJIoB и не превышать размеров элемента разрешения канала, имеющего самую высокую раэре,164393!

25 (1) 1

К =К Ял

N!

J где К,, — коэффициент усиления в первом канале (устанавливается произ- 3р вольно или задается исходя иэ индивидуальных особенностей оператора)

1 = 1,2,. ° ., i; i = 2,3,...n, n— число каналов.

При этих значениях коэФфициентов 35 усиления отношение сигнал/шум в синтезированном изображении исследуемого объекта максимально и равно п (1 )„,= (1;) (2) 40

1=1

Коэффициент К „ может принимать как положительные, так и отрицательные значения в зависимости от знака который, в свою очередь, зависит от знака S .

На фиг.1 приняты следующие обозначения:: 1 — измеритель среднеквадратического значения шума изображения, 2 — измеритель оптической плотности изображения объекта, 3. — измери- . тель оптической плотности изображения Фона, 4 — умножитель на постоянный коэффициент (-1), 5 - умножитель на постоянный коэффициент (К ), б — сумматор, 7 — блок деления, 8

I блок умножения, 9 — квадратор, 10 - . блок извлечения квадратного корня.

50 шающую способность. !!ля совпадения закона движения считывающего луча по строке изображения с законом изменения масштаба по строке изображения величина отклоняющего напряжения, подводимого к отклоняющей системе телевизионной трубки, должна изменяться по этому закону за время считывания строки. t0

Для определения коэффициента усиления К, видеосигнала в i-м канале определяется величина шума изображения 11 и величина сигнала Я,, равная разности сигналов объекта и фона, и рассчитывается отношение сигнал/шум-q .

Поскольку при сложении видеосигналов суммируются сигналы и дисперсии шумов для получения максимально- 2р го отношения сигнал/шум в результирующем изображении объекта коэффициент усиления видеосигнала в i-м канале необходимо устанавливать равным

Величина шума изображения в единицах оптической плотности может измеряться микроденситометром по фону, окружающему объект, причем измерительная щель микроденситометра имеет размер элемента разрешения соответствующего изображения. Измерение оптической плотности изображения объекта и фона может осуществляться также микроденситометром или денситометром.

Фотографическое изображение представляет собой двумерное случайное поле. К описанию шумов фотографического иэображения применим математический аппарат, разработанный для описания стационарных случайных функций.

П!умовые свойства черно-белых фотоматериалов полностью описываются среднеквадратическим отклонением плотности изображения.

Значение шума рассчитывают по формуле (3) где S †.номер отсчета, m — количество отсчетов, D> — плотность, полученная при S-м отсчете, D — средняя плотность °

На микроденситометре с размерами щели, равными размерам элемента разрешения соответствующего изображения, делают большое число отсчетов плотностей в точках, отстоящих друг от друга не менее чем на ширину щели. Вычисляют среднюю плотность по формуле

5 «Al — 5 (4)

Затем по формуле (3) вычисляют величину шума. Измерения производят. на любом участке изображения,так как статистика фотографических шумов одинакова для всех участков образца и не зависит от начальной точки реги-. страции.

Наиболее целесообразно измерять величину шума по фону, окружающему объект °

Величина сигнала объекта в единицах оптической плотности равна тоновому контрасту иэображения этого объекта, т.е, разности оптических плотностей изображения объекта и окружающего фона. Для определения .величины сигнала на микроденситомет6 и

:> к; s, (6) 45

Я где К!

50 (9 ) 5 !

64393 ре измеряют оптическую плотность по полю изображения объекта, производя такое количество отсчетов, которое еобходимо для охвата всей площади изображения объекта. Р!ирина щели микроденситометра при этом не должна превышать минимального размера объекта.

По формуле (4) получают осредненное значение оптической плотности иэображения объекта 0

Осредненное значение оптической

1 плотности окружающего объект фона

D может быть получено аналогично, при этом измерение оптической плотности осуществляется по изображению фона в непосредственной близости объекта.

Величина сигнала S, как отмеча- 20 лось выше, равна разности оптических плотностей объекта и Фона

S — ПОБ D (5)

Если каждое i-e исходное изобра- 25 жение перед сложением усиливается с коэффициентом .K, то величина шума будет равна

NK=

Э

1- (Изображение объекта в исходных изображениях, обусловленное неслучайно расположенным на отображаемой поверхности объектом, является также неслучайным. Поэтому сигнал "Объект", полученный в результате сложения исходных иэображений, равен сумме сигналов "Объект" в исходных изображениях. При измерении сигнала в,единицах оптической плотности это значит, что тоновый контраст в суммарном изображении равен сумме тоновых контрастов исходных изображений и

s - О s;. (7)

)-4

Если i-e исходное изображение перед сложением усиливается с коэффициентом К, то величина сигнала Э будет равна

И

s= î к, s;, (8) Е

Учитывая формулы (6), и (8), можно получить выражение для отношения сигнал/шум в суммарном изображении

Критерием оптимальности выбора коэффициентов усиления является максимум отношения сигнал/шум в суммарном изображении.

Исследование функции (9) на экстремум с применением известного математического аппарата позволяет получить оптимальные значения коэффициентов усиления исходных изображений (1) .

Использование предлагаемого способа обеспечивает возможность получать синтезированные изображения исследуемого объекта иэ нескольких изображений, имеющих различный масштаб и закон изменения масштаба по полю изображения, причем полученное изображение имеет максимально возможное отношение сигнал/шум.

Формула из об ре тения

Способ формирования синтезированного изображения, при котором поочередно проецируют каждое исходное изображение на экран через соответствуюший канал, устанавливают коэффициент его усиления и совмещают исходные изображения, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью повышения качества синтезированного изображения за счет увеличения отношения сигнал/

/шум, при проецировании каждого ис-. ходного изображения измеряют значения сигнала и шума, а перед установкой коэффициента усиления в каждом из каналов определяют его значение из выражения значение коэффициента усиления в первом канале; значения отношения сигнал/ шум/ в соответствующих каналах;

N,И; — значения шума в соответствующих каналах;

= 2,3...,п; j = 1,2...,i; n— число каналов;

1.643931

° ° ° ° ° У

I J °

Ф °

° °

Составитель В. Сараханов

Техред Л. Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор В.Бугренкова

Заказ 1232 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101