Способ совместного дешифрирования зональных инфракрасных аэроснимков и устройство для его осуществления
Использование: в фотограмметрии, в обла сти микрофотометрического дешифрования инфракрасных снимков. Сущность изобретения: устройство содержит не менее двух оптических каналов, каждый из которых выполнен с осветителем, снимкодержателем 6, затвором 7, диском 8 с цветными светофильтрами , и объективом 9, проекционный экран и фотоприемник 14, выход которого последовательно соединен с коммутаторами 15, вычислителем 17 и видеоконтрольным блоком 18. Каналы коммутатора 15 соединены с соответствующими узлами 16 спуска затворов 7. При осуществлении способа устанавливают аэроснимки в снимкодержатели 6. Совмещают зональные изображения аэроснимков на проекционном экране. Производят обнаружение объектов и определяют оптические плотности зональных изображения каждого объекта. Определяют коэффициенты яркости и значения яркостных температур объектов соответственно на изображениях в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне Д1т (0,8-1,4) мкм и среднем инфракрасном спектральном диапазоне ДДг (3,5-13)мкм. Обрабатывают результаты измерений, при этом находят значения коэффициентов теплового излучения объектов и классифицируют объекты с учетом спектрального дешифровочного признака. В качестве спектральных дешифровочных признаков объектов в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне изображений используют, соответственно, яркостную температуру и коэффициент теплового излучения объекта. 5 ил. СО Сл о
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 С 11/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4880018/10 (22) 06,11.90 (46) 23,07.93. Бюл. М 27 (72) Ю.К,Ребрин, В.Н.Фроленко, В.Л.Моисеев и В.В.Куковский (73) Ю.К.Ребрин (56) Лабутина И.А., Фивенский Ю.И, Методы измерительного дешифрирования многозональных аэрокосмических снимков,//Многоэональные аэрокосмические исследования
Земли. M.: Наука, 1981, с.43 — 56.
Аковецкий В.И. Двшифрирование снимков. M. Недра, 1983, с.95, 358, 374. (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГОДЕШИФРИРОВАНИЯ МНОГОСПЕКТРАЛЬНЫХ ИНФРАКРАСНЫХ АЭРОСНИМКОВ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в фотограмметрии, в области микрофотометрического дешифрования инфракрасных снимков. Сущность изобретения: устройство содержит не менее двух оптических каналов, каждый из которых выполнен с осветителем, снимкодержателем
6, затвором 7, диском 8 с цветными светофильтрами, и обьективом 9, проекционный экран и фотоприемник 14, выход которого
Изобретение относится к области дешифрирования снимков и их фотограмметрической обработки, а конкретно — к способам и устройствам микрофотометрического дешифрирования инфракрасных (ИК) аэроснимков.
Целью изобретения является повышение точности и производительности совместного дешифрирования многоспектральных инфракрасных аэроснимков.
„„5U„„1830133 АЗ последовательно соединен с коммутаторами 15, вычислителем 17 и видеоконтрольным блоком 18. Каналы коммутатора 15 соединены с соответствующими узлами 16 спуска затворов 7. При осуществлении способа устанавливают азроснимки в снимкодержатели 6. Совмещают зональные иэображения аэроснимков на проекционном экране. Производят обнаружение объектов и определяют оптические плотности зональных изображения каждого объекта.
Определяют коэффициенты яркости и значения яркостных температур объектов соответственно на изображениях в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне
hih = (0,8 — 1,4) мкм и среднем инфракрасном спектральном диапазоне h4 =(3,5-13) мкм.
Обрабатывают результаты измерений, при этом находят значения коэффициентов теплового излучения объектов и классифицируют объекты с учетом спектрального дешифровочного признака. В качестве спектральных дешифровочных признаков обьектов в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне изображений используют, соответственно, яркостну ю тем пер а туру и коэффициент теплового излучения объекта. 5 ил.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе дешифрирования многоспектральных ИК аэроснимков, включающем установку аэроснимков, полученных многоспектральным самолетным тепловизором, в снимкодержатели многоканального прибора синтеза, оптическое совмещение зональных изображений на проекционном экране прибора синтеза с формированием многоспектрального изо1830133
10
20 (8) Т (4) — — с — 1-и
Тяк
С2 Т вЂ” Т
D0 — плотность вуали аэрофотопленки;
pn — коэффициент нелинейности люминофора ЭЛТ;
Uci — напряжение уровня привязки, В;
Квт — коэффициент передачи видеотракта;
Π— относительное отверстие объектива;
Anpi - площадь приемника излучения, см;
То - Топт тат — произведение коэффициентов пропускания оптической системы и атмосферы;
Si — чувствительность приемника излучения, В/Вт;
1 — номер канала многоспектрального
СТВ в ближнем или среднем ИК спектральном диапазоне.
Одна и та же яркостная температура Тя! может принадлежать большему количеству объектов с различными коэффициентами теплового излучения к! и истинными температурами Т: где i4yi — эффективная длина волны, мкм.
Поэтому задача определения КТИ объекта совмещена с задачей принятия решения о принадлежности рассчитанных значений КТИ конкретному объекту в, для которого заранее известны КТИ. Для чего после определения яркостных температур
Т 1 вводят m значений КТИ q,для m объектов, входящих в класс (подкласс) объектов, до которого распознан дешифрируемый объект. При этом вводится m значений КТИ ек только для одного рабочего канала СТВ, расположенного по спектру в средней ИК области. Истинные температуры Т для m объектов вычисляются по формуле где Тяк — яркостная температура объекта в к-ом рабочем канале СТВ, расположенного по спектру в средней ИК области.
По рассчитанным истинным температурам для m объектов определяют КТИ объектов в I...n-м каналах многоспектрального
СТВ по формуле
Решение о принадлежности объекту рассчитанных значений коэффициентов яркости (в ближней ИК области) и коэффициентов теплового излучения (в средней ИК области) принимается тогда, когда плотность распределения вероятности вектора признаков (коэффициентов яркоати и коэффициентов теплового излучения) Xj для обьекта
r ) превосходит плотности„распределения вероятностей признаков Xg других объектов, входящих в подкласс дешифрируемого объекта:
p(XI/Нп) мах p(Xg/Hn), j, 9 = 1,m. (7) ! 9 1, Плотность распределения вероятности вектора признаков Х1 при условии ИК азросъемки и-канальном CTB (гипотеза Нг) определяется следующим выражением р(Х1/Нл) =(2л) " l4! " ехр(— (х)— где Х вЂ” вектор признаков, рассчитанных значений коэффициентов теплового излучения (КТИ) и коэффициентов яркости (КЯ) объектов, щ — вектор математических ожиданий КТИ и КЯ обьектов, входящих в класса (подкласс) дешифрируемого объекта, g — ковариационная матрица среднеквадратических отклонений КТИ и КЯ обьектов, Данный способ реализуется устройством, принцип действия которого пояснен чертежами, на которых: фиг.1 — оптическая схема одного канала прибора синтеза; фиг.2 — функциональная схема устройства; фиг.3 — структурная схема блока вычисления коэффициента яркости в i-м канале ближнего
ИК спектрального диапазона; фиг.4 — структурная схема блока вычисления яркостной температуры в (-м канале среднего ИК спектрального диапазона; фиг.5 (5,1, 5,2) — структурная схема вычислителя устройства, реализующего предложенный способ, Оптическая схема одного канала прибора синтеза представлена на фиг,1. Она содержит осветительный блок (включающий рефлектор 1, галогенную лампу 2, теплозащитный фильтр 3, конденсатор 4), снимкодержатель б, автономный затвор 7, диск с цветными 8 и нейтральными 10 светофильтрами, объектив 9, зеркало 11, проекционный экран (включающий просветный экран 12, линзу Френеля 13).
При этом для получения равномерности освещения проекционного экрана введено
1830133
35 кционзльный преобразователь ехр, 23 — умножнтель 1?B постоянный коэффициент Оо, 24- BBqBTHI,;K величины Do 25 — умножитель
I!з постоя 1?ный кОэффиЦиент (1), 26 задет" чик Величиньл угк,27 — умножитель на посто- 40 л и н ы и коэфф л циент у?, 28-задатчик
ВБЛИЧИНЬ? 1Г?Т, 29-ЗЗДЗ ?ИК В8лиг?ИНЫ 4(), 30 — ЗЗДЗТЧИК Вег??1 -1?111Ы 1 о, 31 УМ1)ОжИТ8ЛЬ HB посТр! нный коэффициент S, 32 — задзтчик
Величины "o, 33 Уггмгножительное УстРойсГво, 34 — умножитель нз постоянный коэффиг цие:Гà —, ;Г);;,, 36 — умножитель на постоянный
КОЗФ(1)иц>181?г >(, 37 — умножитель НЗ постол??ный коэффициент CI, 38 — задатчик ади- -0
НИЧ??ОГО ЭлгектрИЧЕС КОГО СИГНЗЛЗ, 39 y Mн(>житель на ПОстоянный коэффици8нт
Ф
СР 40 — УМНО№и-гель НЗ ПОСТОЯННЬгй КОЭФФИЦиент г?., 41 -- квздозтор, 42 — заДатчик Бели л;".1?,;3--". н-е-ратОр,44 — ком аратор,45 55 — фУНКЦг.?ОНЗЛЬН?г?11 ПР806РЗЗОВЗТЕЛЬ ФУНКОии Ig 46 -- бло", вычглсления параметра Р, 47 — Ол Ок вычисления ) IBpBMBTpB 1 я, 48 зада-, пгл(величлны Ляф, 49 — функциональMBTofIo8 стекло 5, которое дол>кно быть на
1,2 — 2 см больше формата негатива и распоЛЗГаться От ГзлОГенной лампы 2 нз pBccToff" нии равном 1,5 — 2 диагонали негатива, Фот(;Г?р?гемнглк 14 расположен D непосредственной близости от линзы Френеля 13 с воэмо>кносгью перемещаться в плоскостях, па раллельнь?х плоскости экрана. (1>ункциональнзя c>(8MB уcTpoAcTBB, р8 а?11?зу?0???з>1 данный сг10соб пр8Дстзвленз HB фиг.2, где приняты следующие обозначения: 14 — фотоприемник, 15 — электронный коммутатор, 16 — электромагнит спуска затвора оптического канала прибора синтеза, 17 -- Вычлслитель — 18 — видеоконтрольное устройство.
Структурная схема вычислителя 17, спосОбнОГО Определять принадлежность рзс считываемых коэффициентов яркости Р и
?(Озфг )ИЦ?и(11?ТОВ ТЕГ?ЛОВОГО ИЗЛучеНИя Fi 06b ектоь местности, Входя?дих в класс (подкласс)
Деш? 4), >Ép> 8MÎÃo объекта, I:Онкр8тному Объ
ЕКТУ ггг, Г?РЕДСТЗВе18НЗ HB фгИГ,5,1 И 5.2. НЗ фиг,5.11 ?ислам 46 обозначен блок вычисг?eHI1$ коэффициента яркости j3? Б I м канале бллжнего ИК сг?ектраль??ого диапазона, структурная схема которого представлена
1?з г?)иг., ":. Нз фиг.5,1 ?ислом 47 обозначен б!10К БЫЧИСЛОНИЯ ЛРг?(ОСТ1?ой ТЕМПЕРЗТУРЫ Тя? в I-м канале среднего MK спектрального диапазона, структурная схема которого представлена нз фиг,4, На фиг,3„.5 приняты следу?о цие Обозначения: I9 20 — делительное устройство, 21 — умно>китель
HB 1 ?Осто)1 н и ый KOB(I)(I)и ци8н.Г ? и 1 0, 22 — фун5
25 ный преобразователь функции In. 50 — эадатчик величины F., 51 — блок вычисления плотности распределения вероятности вектора признаков Х для обьекта в?, 52 — блок хранения величины Ф д?, 53 — блок хранения величины Ф?)р?, 54-56 — блоки промежуточных расчетов.
Данная схема вычислителя 17 может быть реализована на цифровых или аналоговых элементах известными способамИ.
Устройство, реализующее данный GRQсоб, работает следующим образом. Перед установкой негативных аэроснимков в снимкодер>катели 6 (фиг,1) измеряют световые потоки 6>?> 1 на проекционном аэкране прибора синтеза при помощи фотоприемника 14 (фиг.1}. При этом первое измерение производят при включенном (открытом) затворе в первом оптическом канале, второе измерение — при выключенном первом и вкл?оченном втором затворе прибора синтеза, и т,д. Перекл?очение затворов осуществляют при помощи коммутатора 15 (фиг.2), Измеренные значения Ф?)яд? "записывают" в блоки хранения 52 (фиг.5,1) вычислителя.
При микрофотометрировании негативных зональных иэображений объекта измеряют световой поток 6)I)f)1, прошедший через фотометрируемый участок зональных изображений. Измерения проводят одинаково, но при этом измеренные во всех каналах значения записывают в блоки хранения
53 (фиг.5.1) вычислителя. Вычислитель производит расчет коэффициентов яркости и коэффициентов теплового излучения всех объектов, входящих в класс (подкласс) дешифрируемого объекта, определяет величины плотностей распределения вероятности векторов признаков Х в блоках 51 (фиг.5.2.), сравнивает полученные значения p(Xj/Нл) в компараторе 44. На видеоконтрольное устройство 18 (фиг.2) поступает сигнал о номере обьекта, который имеет максимальную плотность р®/Н,), т.е. производится установле??ие принадлежности вектора признаков
Х (коэффициентов яркости и коэффициентов теплового излучения) конкретному объекту (опознавание объекта), Использование предлагаемого способа дает возможность повысить вероятность распознавания объектов местности за счет получения дополнительного дешифровочного признака в виде коэффициентов теплового излучения объектов, а также увеличит оперативность дешифрирования эа счет устранения трудозатрат, связанных с перестаНОВКОЙ1 30HBf? H IK BBPOCHMMI(08.
1830133
Формула изобретения
1. Способ совместного дешифрирования зональных инфракрасных аэроснимков, включающий установку аэроснимков, полученных многоспектральным самолетным тепловизором; в снимкодержатели многоканального прибора синтеза, оптическое совмещение зональных изображений аэроснимков на проекционном экране прибора синтеза с формированием многоспектрального изображения, обнаружение объектов, последовательное определение оптических плотностей зональных изображений каждого объекта и обработку результатов измерений с классификацией объектов посредством сравнения определенных и эталонных значений спектрального дешифровочного признака, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, при определении оптической плотности измеряют световой поток на проекционном экране в каждом канале прибора синтеза перед установкой аэросников в снимкодержатели и световой поток, прошедший через участок зонального изображения обнаруженного объекта, с учетом полученных значений оптической плотности определяют коэффициенты яркости и значения яркостных температур каждого объекта соответственно на изображениях в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне
h4- 0,8 — 1,4 мкм и среднем инфракрасном спектральном диапазоне Л4= 3,5 — 13 мкм, а при обработке результатов измерений находят значения коэффициентов теплового излучения каждого объекта, при этом в
5 качестве спектральных дешифровочных признаков объектов в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах изображений используют соответственно яркостную температуру и коэффициент теплового излуче10 ния объекта.
2. Устройство для совместного дешифрирования зональных инфракрасных аэроснимков, содЕржащее пульт управления, проекционный экран и не менее двух опти15 ческих каналов, каждый из которых содержит последовательно расположенные осветительный блок, снимкодержатель, затвор с узлом спуска, диски с цветными и нейтральными светофильтрами, объектив и
20 зеркало, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено последовательно соединенными фотоприемником, коммутатором, соответствующий канал которого со25 единен с соответствующими узлами спуска затворов, вычислителем и видеоконтрольным блоком, причем фотоприемник размещен за проекционным экраном и выполнен с возможностью перемещения в плоскости, 30 параллельной плоскости экрана, а каждый оптический канал выполнен с матовым стеклом, расположенным между осветительным блоком и затвором.
1830133
1030133
1830133
<РАЙ(8 51
1830133
1 а
1 (р
Г®
«Риг. S2
Составитель С. Юмашев
Редактор Т. Мельникова Техред М.Моргентал Корректор Г. Кос
Заказ 2493 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
