Устройство для обработки панхроматических изображений (варианты)



Устройство для обработки панхроматических изображений (варианты)
Устройство для обработки панхроматических изображений (варианты)
Устройство для обработки панхроматических изображений (варианты)
Устройство для обработки панхроматических изображений (варианты)

 


Владельцы патента RU 2476926:

Михайлов Борис Антонович (RU)
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНФОТ" (RU)

Изобретение относится к области обработки панхроматических (широкополосных по спектру формирующего их электромагнитного излучения) изображений с целью совершенного выделения интегрированных в них спектрозональных изображений. Устройство содержит последовательно соединенные панхроматический оптико-электронный блок и гиперспектральный редуктор к совершенному прибору, а в вариантах также блок совершенного восстановления и, в рамках гиперспектрального редуктора, последовательно соединенные узел формирования ФРТ спектральных зон, узел ортогонализации ФРТ спектральных зон и узел совершенного выделения спектрозональных изображений. Технический результат - увеличение числа спектрозональных каналов, повышение спектральной избирательности каналов, спектрального разрешения устройства и линейного разрешения элементов спектрозональных и панхроматического изображений, получение попиксельного совмещения изображений разных спектрозональных каналов, уменьшение сложности устройства. 4 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к области обработки панхроматических изображений (широкополосных по спектру формирующего их электромагнитного излучения) с целью совершенного извлечения содержащихся в них спектрозональных компонент и, в первую очередь, к области обработки сигналов с целью повышения спектрального разрешения и линейного (пространственного) разрешения элементов в спектрозональных и панхроматическом каналах, в том числе для экономных передачи и хранения данных.

Известны [1, 2] устройства для обработки панхроматических изображений, содержащие одноканальный оптико-электронный блок (ОБ), формирующий на своем выходе изображение наблюдаемой сцены в одном панхроматическом спектральном диапазоне (СД). Для формирования изображения в любом из заданных СД в составе ОБ могут быть использованы сменные светофильтры (ССФ) на эти диапазоны. Недостатком этих устройств является последовательное во времени получение заданного набора спектрозональных изображений.

Известны [3] устройства для обработки панхроматических изображений, содержащие многоканальный ОБ, обеспечивающий одновременное формирование группы изображений наблюдаемой сцены в разных СД. Для возможности получения изображений в большем числе СД в составе каждого канала ОБ используют ССФ на эти диапазоны. Недостатком этих устройств является недостаточное число (от силы, десятки) одновременно формируемых спектрозональных изображений.

Общим недостатком устройств [1], [2] и [3] является высокая сложность (большие габариты и масса), пропорциональная числу одновременно работающих СД, и низкое спектральное разрешение.

От этих недостатков свободны устройства [4] для обработки панхроматических изображений, содержащие гирперспектральный ОБ и формирующие на своем выходе одновременно сотни СД (сотни спектрозональных изображений) за счет разложения панхроматического излучения (например, на основе оптической призмы или дифракционной решетки) и облучения узкими участками разложенного спектра своих строк фоточувствительных элементов, каждая из которых экономно выполняет роль самостоятельного канала гиперспектрального устройства.

Однако и эти устройства имеют недостатки, состоящие в низком линейном разрешении элементов спектрозональных изображений, в недостаточных спектральном разрешении и числе спектральных каналов, в попиксельной несовмещенности изображений разных каналов, в низкой избирательности спектральных каналов (в низкой степени прямоугольности характеристик спектральной чувствительности спектральных каналов), в проблематичности повышения разрешения элементов панхроматических изображений как единого целого, в чрезмерно большом объеме данных (по сравнению с минимально необходимым) для представления изображений спектрозональных каналов, в высокой сложности, что обусловлено принципом действия - разложением спектра панхроматического оптического излучения и привязкой к участкам спектра своих совокупностей аппаратурных средств при низкой энергии сигнала и соответствующем низком отношении сигнал/шум в узких спектральных каналах, а в части проблематичности повышения разрешения элементов панхроматических изображений - невозможностью разделения их спектрозональных компонент.

В то же время известен [5] метод РСП (метод редукции к совершенному прибору; совершенный прибор есть прибор с импульсной реакцией в виде δ-функции) высокоточного решения обратной задачи, который может быть адаптирован к решению задачи выделения спектрозональных изображений из панхроматического без использования средств оптического разложения панхроматического излучения, без облучения узкими участками разложенного спектра своих строк фоточувствительных элементов, без использования этого множества строк фоточувствительных элементов и сопутствующей аппаратуры.

Заявляемое изобретение направлено на упрощение устройства за счет исключения из ОБ физических (аппаратурных) средств формирования участков спектра и уменьшения числа каналов передачи до одного панхроматического, что основывается на выделении из панхроматического изображения содержащихся (интегрированных) в нем спектрозональных изображений и стало возможным с появлением метода РСП [5] высокоточного решения обратной задачи.

Решение этой задачи обеспечивает:

- повышение спектрального разрешения;

- повышение спектральной избирательности каналов;

- повышение в спектрозональных каналах линейного (пространственного) разрешения элементов сигнала;

- увеличение числа спектрозональных каналов;

- попиксельную совмещенность изображений разных спектральных каналов между собой и с исходным панхроматическим;

- повышение линейного разрешения элементов сигнала в панхроматическом канале;

- уменьшение объема данных, представляющих изображения спектрозональных каналов;

- упрощение устройства.

Для этого (в первом варианте предлагаемого устройства) в устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее одноканальный панхроматический ОБ, вход которого является входом устройства, дополнительно вводится гиперспектральный редуктор к совершенному прибору (гиперспектральный редуктор, ГРСП), вход которого соединен с выходом ОБ, а выход является выходом устройства. Это позволяет формировать на выходе ОБ изображение в электронной форме (как совокупность квантованных попиксельных отсчетов электрических сигналов), а в ГРСП выделять (посредством высокоточного решения обратной задачи на основе различия оптических передаточных функций (ОПФ) ОБ в разных СД) нижеописанным образом из входного для устройства панхроматического изображения совершенные (равноценные свертке в этой спектральной зоне входного спектрозонального сигнала с δ-функцией как импульсной реакцией совершенного устройства) оценки отсчетов интегрированных в нем изображений разных спектральных каналов и выдавать их на выход устройства.

При этом спектральное разрешение и пространственное разрешение ограничиваются только несовершенством ОБ, погрешностью знания его функций рассеяния точки (ФРТ) в разных СД и шумами.

Входной для устройства сигнал из L2 - панхроматическая сцена f(х,y) в используемой части панхроматического диапазона ОБ описывается выражением

а при делении диапазона длин волн панхроматического канала на I частей (спектрозональных участков) может быть представлен суммой

I искомых спектрозональных компонент

где s(λ,x,y) - спектральная компонента входного сигнала с длиной волны λ излучения;

λн, λв - соответственно нижнее и верхнее значения длин волн используемой в устройстве части панхроматического канала ОБ;

i - номер спектрозонального участка (спектральной зоны, спектрального диапазона, спектрального канала);

- ширина каждого спектрального участка, обеспечивающая покрытие длин волн панхроматического диапазона без пропусков и перекрытий.

При этих обозначениях входной сигнал может быть в каждой точке (х,y) описан приемлемой (с проектным допуском представления) его оценкой как суперпозицией

I финитных базисных сигналов α(i,x,y) с весами р(i,х,y). Для минимизации погрешности оценки далее будем определять веса р(i,х,y) методом Фурье, поэтому выражения (4), (5) рассматриваем как ряд Фурье с областями Ai существования базисных сигналов α(i,x,y).

При дискретном представлении сигналов в качестве базисных сигналов α(i,x,y) естественно принять единичные импульсы u0(·) - аналог δ-функции для дискретного случая. Тогда выражение (5) принимает вид

где u0(а,b,с)=1/0 при (а,b,с)=(0,0,0)/ в противном случае;

j, η, ξ - свободные переменные.

Проблема такого определения оценок искомых спектрозональных компонент состоит в зависимости весов p(i,x,y) от недоступного на выходе системы сигнала f(x,y).

Но выходная реакция системы на оценку была бы равной

где h(i,x,y) - ФРТ (импульсная реакция) ОБ в i-й спектральной зоне.

Следовательно, веса p(i,x,y) являются также весовыми коэффициентами в аппроксимации выходного сигнала ОБ суперпозицией базисных сигналов , то есть могут быть определены по выходу системы. Учет этого обстоятельства делает задачу (4) корректно разрешимой.

В соответствии с (4) и (5), (4) и (6), веса p(i,x,y) определяются как коэффициенты ряда Фурье, в связи с чем линейно независимые реакции на базисные сигналы α(i,x,y) в каждой спектральной зоне ортогонализируются:

где {•} - обозначение множества элементов,

〈•〉 - операция ортогонализации.

Тогда коэффициенты k(i,x,y) разложения реакции устройства в каждой точке (х,y) в ряд Фурье (по ортогонализированным реакциям на финитные базисные сигналы) определятся в виде

где A - область определения сигналов β(х,y) и γ(х,y).

Интегральный характер вычисления коэффициентов Фурье (9), конечность ряда (4), (5) Фурье (по одному коэффициенту Фурье на каждый спектральный канал) определяют шумостойкость, высокую точность вычисления спектрозональных компонент изображения примененным методом.

Оценки совершенно восстановленных спектрозональных компонент S(i,x,y) входного сигнала f(x,y) определяются в виде (5) или (6) при

где si - коэффициенты веса (относительные уровни) сигналов в , определяемые конкретным их видом.

Выражение (8) наиболее просто конкретизируется для варианта (6) определения оценок спектрозональных компонент входного сигнала.

В этом случае реакции ОБ на базисные сигналы определяются как ФРТ h(i,x,y) и вычисляются обратным преобразованием Фурье [6] ОПФ H(i,ν,µ) с учетом ее четности по обеим пространственным координатам, например, в виде

где kν, kµ - номера значений пространственных частот ν, µ (по координатам х, у);

Δν, Δµ - шаги выборки значений H(i,ν,µ) по пространственным частотам ν, µ.

Ортогонализация (8) реакций ОБ на базисные сигналы производится, например, методом Грама-Шмидта [6]:

;

i=2,3,…, I.

ОПФ H(i,ν,µ) спектральных зон ОБ специфицированы различием их внутриполосных значений и значений граничных пространственных частот (определяемых минимальными значениями длины волны спектральных зон). Этого достаточно для разделения и совершенного восстановления в ГРСП спектрозональных изображений с получением их оценок на основе решения обратной задачи методом РСП описанной модификации.

Второй вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройстве для обработки панхроматических изображений по первому варианту ГРСП содержит последовательно соединенные узел формирования ФРТ спектральных зон (узел формирования ФРТ), узел ортогонализации ФРТ спектральных зон (узел ортогонализации ФРТ), узел совершенного выделения из панхроматического изображения спектрозональных изображений (узел совершенного выделения), второй вход и выход которого являются соответственно входом и выходом ГРСП. Это позволяет вышеописанным образом формировать на входе ГРСП отсчеты панхроматического изображения, в узле формирования ФРТ на основе известных передаточных характеристик спектральных каналов, например, обратным преобразованием Фурье [6], (11) рассчитывать их ФРТ, в узле ортогонализации ФРТ, например, известным [6] (12) образом производить их ортогонализацию, а в узле совершенного выделения высокоточным решением обратной задачи на основе вычисления коэффициентов преобразования Фурье производить ((6), (8), (9), (10)) выделение спектрозональных изображений с одновременным определением (расчетом) оценок отсчетов совершенно восстановленных спектрозональных изображений и выдавать их на выход ГРСП, являющийся выходом устройства.

Третий вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее панхроматический ОБ, вход которого является входом устройства, дополнительно вводятся последовательно соединенные ГРСП, вход которого соединен с выходом ОБ, а выход является выходом устройства, и блок совершенного восстановления (БСВ), выход которого является вторым выходом устройства. Это позволяет вышеописанным решением обратной задачи формировать на выходе ГРСП (выходе устройства) оценки отсчетов совершенно восстановленных спектрозональных изображений, а в БСВ, в соответствии с выражением

попиксельно суммировать произведения оценок отсчетов заранее заданных (наборами значений {iн, iк}) совершенно восстановленных (то есть, высокоточных) спектрозональных изображений и индивидуальных весов qi и тем самым формировать оценки отсчетов заранее заданных совершенно восстановленных (линейная комбинация совершенно восстановленных величин дает совершенно восстановленную величину) более широкополосных (по сравнению с оценками ) по спектру электромагнитного излучения (заданной ширины) спектрозональных изображений (в частности, компонент цветных, псевдоцветных изображений) и, в том числе, (при iн=0, iк=I-1, qi=1) оценок совершенно восстановленных отсчетов панхроматического изображения и выдавать их на второй выход устройства.

Четвертый вариант предлагаемого устройства состоит в том, что в устройстве по третьему варианту ГРСП содержит последовательно соединенные узел формирования ФРТ, узел ортогонализации ФРТ, узел совершенного выделения, второй вход и выход которого являются соответственно входом и выходом ГРСП. Это позволяет вышеописанным образом формировать на входе ГРСП отсчеты панхроматического изображения, в ГРСП вышеописанным образом рассчитывать ФРТ спектральных каналов, производить их ортогонализацию, производить выделение спектрозональных изображений с одновременным определением оценок отсчетов совершенно восстановленных спектрозональных изображений и выдавать их на выход ГРСП, являющийся выходом устройства, в БСВ формировать оценки отсчетов заданных совершенно восстановленных более широкополосных по спектру электромагнитного излучения спектрозональных изображений, в том числе, при необходимости, панхроматического изображения и выдавать их на второй выход устройства.

На фиг.1, фиг.2 представлены блок-схемы предлагаемого устройства по пунктам 1, 3 формулы изобретения.

На фиг.3 представлена блок-схема ГРСП предлагаемого устройства по пунктам 2 и 4 формулы изобретения.

Первый вариант устройства содержит оптико-электронный блок 1, гиперспектральный редуктор 2.

Третий вариант устройства содержит оптико-электронный блок 1, гиперспектральный редуктор 2, блок совершенного восстановления 3.

Во втором и четвертом вариантах устройства ГРСП 2 содержит узел 4 формирования ФРТ, узел 5 ортогонализации ФРТ, узел 6 совершенного выделения.

ОБ 1 представляет собой, например, панхроматическую оптико-электронную часть системы [1] дистанционного зондирования или оптико-электронную часть панхроматического (с черно-белым изображением) фотоаппарата [2].

БСВ 3 реализуется, например, на основе сигнального процессора 1879 ВМ2 (NM6404) [7], содержащего векторный сопроцессор с высокой производительностью на важных для (13) операциях умножения с накоплением.

Входы устройства:

7 - информационный вход.

Выходы устройства:

8 - первый информационный выход,

9 - второй информационный выход.

Входы и выходы составных частей, являющиеся входами и выходами составной части более высокого уровня, имеют номера входов и выходов составной части более высокого уровня.

Остальные входы гиперспектрального редуктора 2, блока 3 совершенного восстановления, узла 5 ортогонализации ФРТ, узла 6 совершенного выделения:

10 - вход ГРСП 2, второй вход узла 6 совершенного выделения,

11 - вход БСВ 3,

12 - вход узла 5 ортогонализации ФРТ,

13 - первый вход узла 6 совершенного выделения.

Остальные выходы ОБ 1, узла 4 формирования ФРТ, узла 5 ортогонализации ФРТ:

14 - выход ОБ 1,

15 - выход узла 4 формирования ФРТ,

16 - выход узла 5 ортогонализации ФРТ.

В исходном состоянии всех вариантов устройства на их информационном входе 7 сигнал отсутствует (действует сигнал, равный нулю), устройство обрабатывает нулевой входной сигнал, формируя нулевой сигнал во всех информационных сечениях и на своих выходах 8 и 9, то есть, устройство находится в состоянии динамической готовности к обработке сигнала.

Первый вариант устройства для обработки панхроматических изображений работает следующим образом.

С поступлением сигнала на вход 7 устройства ОБ 1 преобразовывает его, формируя на своем выходе 14 панхроматическое изображение в электронной форме (в виде совокупности попиксельных двоичных кодов значений отсчетов электрических сигналов). С выхода 14 ОБ 1 двоичные коды отсчетов сигнала поступают на вход 10 ГРСП 2, который решением обратной задачи на основе различия ФРТ h(i,x,y) разных спектральных каналов выделяет, соответственно выражениям (9), (10), (6), из панхроматического изображения совершенные оценки интегрированных в нем изображений разных спектральных каналов и выдает их на свой выход, являющийся выходом 8 устройства.

Второй вариант устройства работает следующим образом.

С поступлением входного сигнала на вход 7 устройства ОБ 1 вышеописанным образом формирует на своем выходе 14, являющемся входом 10 ГРСП 2 и вторым входом узла 6 совершенного выделения, панхроматическое изображение в электронной форме. Узел 4 формирования ФРТ обратным преобразованием Фурье (11) известных передаточных характеристик H(i,ν,µ) ОБ 1 в i-х спектральных зонах, i=0, 1, 2,…, I-1, вычисляет отсчеты ФРТ и со своего выхода 15 выдает их на вход 12 узла 5 ортогонализации ФРТ. Узел 5 ортогонализации ФРТ в соответствии с (8), (12) производит ортогонализацию ФРТ и в ортогонализированном виде выдает их через свой выход 16 на первый вход 13 узла 6 совершенного выделения. Узел 6, в соответствии с (9), (10) и (5) или (6), определяет оценки совершенных значений отсчетов спектрозональных изображений и выдает их на выход 8 устройства.

Третий вариант устройства работает следующим образом.

С поступлением входного сигнала на вход 7 устройства ОБ 1 и ГРСП 2 вышеописанным образом формируют на выходе 8 устройства, являющемся также входом БСВ 3, отсчеты совершенно выделенных спектрозональных изображений. БСВ 3, в соответствии с выражением (13), попиксельно суммирует произведения оценок поступивших на его вход отсчетов, заданных (наборами значений {iн, iк}) совершенно восстановленных спектрозональных изображений, и индивидуальных весов qi и тем самым формирует оценки отсчетов заранее заданных к совершенному восстановлению более широкополосных (по сравнению со спектрозональными изображениями) по спектру электромагнитного излучения (заданной ширины) спектрозональных изображений, в том числе, при необходимости, панхроматического изображения и выдает их на второй выход 9 устройства.

Четвертый вариант устройства работает следующим образом.

С поступлением входного сигнала на вход 7 устройства ОБ 1 вышеописанным образом формирует на своем выходе 14, являющемся входом 10 ГРСП 2 и вторым входом узла 6 совершенного выделения, панхроматическое изображение в электронной форме. Узел 4 формирования ФРТ обратным преобразованием Фурье (11) известных передаточных характеристик H(i,ν,µ) ОБ 1 в i-х спектральных зонах, i=0, 1, 2, …, I-1, вычисляет отсчеты ФРТ и со своего выхода 15 выдает их на вход 12 узла 5 ортогонализации ФРТ. Узел 5 ортогонализации ФРТ в соответствии с (8), (12) производит ортогонализацию ФРТ и в ортогонализированном виде выдает их через свой выход 16 на первый вход 13 узла 6 совершенного выделения. Узел 6, в соответствии с (9), (10) и (5) или (6), определяет оценки совершенных значений отсчетов спектрозональных изображений и выдает их на выход 8 устройства и на вход 11 БСВ 3. Последний по данным с выхода узла 6 совершенного выделения вышеописанным образом формирует оценки отсчетов заданных совершенно восстановленных более широкополосных (по сравнению со спектрозональными изображениями) по спектру электромагнитного излучения (заданной ширины) спектрозональных изображений, в том числе, при необходимости, панхроматического изображения и выдает их на второй выход 9 устройства.

Работоспособность каждого варианта устройства обеспечивается при адекватности ФРТ h(i,ν,µ) реальным техническим средствам.

Сущность предлагаемого изобретения не меняется при перераспределении функций между составными частями устройства, при использовании спектрозональных каналов с разной шириной спектра формирующего их электромагнитного излучения, при включении в его состав дополнительных средств, в том числе, для масштабирования изображения, для реализации режима калибровки ФРТ спектрозональных каналов, для ввода в устройство параметров, определяющих число и ширину спектрозональных каналов. Сущность предлагаемого изобретения не меняется также в случае, если при постоянстве характеристик выделяемых спектрозональных каналов расчет реакций ОБ на базисные сигналы в спектрозональных каналах и ортогонализация этих реакций заменяются хранением заранее рассчитанных по (11), (12) ортогонализированных реакций на базисные сигналы в узле хранения, вводимом вместо узла 4 формирования ФРТ и узла 5 ортогонализации ФРТ.

Наибольший эффект предлагаемое устройство дает при его применении в системах с необходимостью хранения и/или передачи данных, где, помимо повышения спектрального и линейного разрешения, важны упрощение устройства и уменьшение объема данных, представляющих обработанные сигналы.

Коэффициент повышения спектрального и линейного разрешения спектрозональных изображений, спектральная избирательность каналов (по сравнению с устройствами-аналогами), при которых обеспечивается анализ обработанных сигналов, а также коэффициент упрощения устройства имеют значения, не меньшие нескольких единиц.

Использованная литература

1. Бакланов А.И. Системы наблюдения и мониторинга: учебное пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009, стр.193-195.

2. Цифровая фотокамера Dykam Model 1 компании Logitech (1990 г.). - Сайт http://ephoto.web-3ru/history/, 09.04.2011.

3. Бакланов А.И. Системы наблюдения и мониторинга: учебное пособие. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009, стр.211-216.

4. С.А.Архипов, С.А.Морозов, В.А.Целиков. Гиперспектральная аппаратура космического аппарата «Ресурс-П». Материалы VI научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». - М., МНТОРЭС им. Попова А.С., 2009.

5. Патент на изобретение РФ №2385489, МПК G06F 17|17, приоритет от 28.08.2008.

6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М.: Наука, 1974.

7. Сигнальный процессор 1879ВМ2 (NM6404) - НТЦ «Модуль». - Сайт http://www.module.ru/, 26.04.2011.

1. Устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее панхроматический оптико-электронный блок, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введен гиперспектральный редуктор к совершенному прибору, предназначенный для совершенного выделения (посредством решения обратной задачи на основе различия оптических передаточных функций оптико-электронного блока в разных спектральных диапазонах) из поступающего на вход устройства панхроматического изображения интегрированных в нем спектрозональных изображений, причем вход гиперспектрального редуктора к совершенному прибору соединен с выходом оптико-электронного блока, а выход является выходом устройства.

2. Устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее панхроматический оптико-электронный блок, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введен гиперспектральный редуктор к совершенному прибору, предназначенный для совершенного выделения (посредством решения обратной задачи на основе различия оптических передаточных функций оптико-электронного блока в разных спектральных диапазонах) из поступающего на вход устройства панхроматического изображения интегрированных в нем спектрозональных изображений, причем вход гиперспектрального редуктора к совершенному прибору соединен с выходом оптико-электронного блока, а выход является выходом устройства, причем гиперспектральный редуктор к совершенному прибору содержит последовательно соединенные узел формирования функций рассеяния точки спектральных зон, узел ортогонализации функций рассеяния точки спектральных зон, узел совершенного выделения спектрозональных изображений, второй вход и выход которого являются соответственно входом и выходом гиперспектрального редуктора.

3. Устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее панхроматический оптико-электронный блок, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные гиперспектральный редуктор к совершенному прибору, предназначенный для совершенного выделения (посредством решения обратной задачи на основе различия оптических передаточных функций оптико-электронного блока в разных спектральных диапазонах) из входного панхроматического изображения интегрированных в нем спектрозональных изображений, вход которого соединен с выходом оптико-электронного блока, а выход является выходом устройства, и блок совершенного восстановления, предназначенный для формирования совершенно восстановленных более широкополосных по спектру электромагнитного излучения спектрозональных изображений, в том числе панхроматического изображения, из заданных совершенно восстановленных спектрозональных изображений посредством попиксельного суммирования произведений оценок их отсчетов и заданных индивидуальных весовых коэффициентов, причем выход блока совершенного восстановления является вторым выходом устройства.

4. Устройство для обработки панхроматических изображений, содержащее панхроматический оптико-электронный блок, вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные гиперспектральный редуктор к совершенному прибору, предназначенный для совершенного выделения (посредством решения обратной задачи на основе различия оптических передаточных функций оптико-электронного блока в разных спектральных диапазонах) из входного панхроматического изображения интегрированных в нем спектрозональных изображений, вход которого соединен с выходом оптико-электронного блока, а выход является выходом устройства, и блок совершенного восстановления, предназначенный для формирования совершенно восстановленных более широкополосных по спектру электромагнитного излучения спектрозональных изображений, в том числе панхроматического изображения, из заданных совершенно восстановленных спектрозональных изображений посредством попиксельного суммирования произведений оценок их отсчетов и заданных индивидуальных весовых коэффициентов, причем выход блока совершенного восстановления является вторым выходом устройства, причем гиперспектральный редуктор к совершенному прибору содержит последовательно соединенные узел формирования функций рассеяния точки спектральных зон, узел ортогонализации функций рассеяния точки спектральных зон, узел совершенного выделения спектрозональных изображений, второй вход и выход которого являются соответственно входом и выходом гиперспектрального редуктора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов, повышения качества и точности управления в цифровых системах контроля и наведения различных объектов.

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и информационно-измерительной техники и может быть использовано для линеаризации функции преобразования блоков и систем, интерполяции и экстраполяции результатов измерений, сжатия и восстановления сигналов, а также для измерения параметров сигналов сложной формы, а именно параметров колебательных компонент сигнала.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для фильтрации информационных процессов, передаваемых с помощью частотно-модулированных сигналов. .

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов для решения задач оптимальной нелинейной фильтрации.

Изобретение относится к средствам моделирования линейных свойств электрического компонента. .

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. .

Изобретение относится к области вычислительной техники. .

Изобретение относится к предварительной обработке цифровых изображений. .

Изобретения относятся к вычислительной технике и могут быть использованы для обнаружения неисправностей спутников и корректировки таких неисправностей. Техническим результатом является возможность определения типа неисправности. Способ реализован при помощи устройства гибридизации, содержащего банк фильтров Калмана, каждый из которых формирует гибридное навигационное решение на основе инерциальных измерений, рассчитанных виртуальной платформой, и необработанных измерений сигналов, переданных группой спутников и полученных от системы спутникового позиционирования (GNSS), и включает этапы, на которых определяют для каждого из спутников, по меньшей мере, одно отношение правдоподобия между гипотезой наличия у данного спутника неисправности определенного типа и гипотезой отсутствия у спутника неисправности, констатируют наличие у спутника неисправности определенного типа на основе отношения правдоподобия, соответствующего неисправности определенного типа, и порогового значения, оценивают влияние констатированной неисправности на каждое из гибридных навигационных решений, и корректируют гибридные навигационные решения в соответствии с оценкой влияния констатированной неисправности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к цифровой вычислительной и информационной технике и может быть использовано в станках с программным управлением и в автоматизированных системах научных исследований. Техническим результатом является возможность цифровой интерполяции логарифмической кривой. Цифровой интерполятор содержит сумматор, регистр, первый и второй двоичные счетчики, первый и второй блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, первый и второй триггеры, первую и вторую линии задержки, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы НЕ. В цифровой интерполятор дополнительно введен третий двоичный счетчик со входом установки его начального значения, счетный вход второго младшего разряда которого соединен с выходом Х интерполятора, а выход связан через второй блок элементов И со входом блока элементов ИЛИ. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к цифровому прогнозирующему и дифференцирующему устройству. Технический результат заключается в упрощении аппаратной реализации и расширении функциональных возможностей устройства. Прогнозирующее и дифференцирующее устройство содержит блок сглаживания, блок прогноза, первый субблок расчета первой производной (у'n-1) из одного сумматора, второй субблок расчета первой производной (у'n-1) из одного сумматора, третий субблок расчета первой производной (у'n-2) из инвертора и сумматора, при этом на вход первого слагаемого сумматора третьего субблока расчета первой производной через блок инверторов заведен информационный выход первого субблока расчета первой производной, а на вход второго слагаемого сумматора третьего субблока заведен информационный выход второго субблока расчета первой производной, причем со сдвигом входных шин слагаемого на один разряд в сторону старших разрядов. 5 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах анализа и обработки видеосигналов, цифровом телевидении. Техническим результатом является выделение двумерной оценки динамического изображения в условиях недостаточной априорной информации о статистических характеристиках аддитивного шума и функции полезной составляющей. Устройство содержит : блок хранения входной реализации, блок выделения кадра, блок определения участков квазистационарности, блок формирования маски, поэлементный умножитель, блок аппроксимации, блок хранения оценок, блок усреднения оценок, блок накопления кадров, блок усреднения кадров, блок хранения оценки полезной составляющей, счетчик текущей строки, блоки задержки, генератор сигнала усреднения, счетчик текущего столбца, генератор тактовых импульсов. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов, повышения качества и точности управления в цифровых динамических системах контроля. Технический результат заключается в снижении аппаратурных затрат при выполнении прогноза входного процесса. Для этого в адаптивном цифровом прогнозирующем устройстве на оба входа слагаемых первого сумматора субблока квадратичного прогноза заведены соответственно информационные выходы первого и второго субблоков расчета вторых производных, а выход первого сумматора подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом субблока линейного прогноза. 5 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в возможности получения оценки второй производной по формуле численного дифференцирования для равноотстоящих узлов функции в n-й (текущей) расчетной точке предыстории входной сглаженной дискретной последовательности. Для этого в адаптивное цифровое прогнозирующее и дифференцирующее устройство введен третий субблок расчета второй производной в первой n-й (текущей) расчетной точке предыстории входного процесса, содержащий блок инверторов и сумматор, на вход первого слагаемого которого через блок инверторов заведен выход сумматора первого вычитателя, вход второго слагаемого сумматора соединен с выходом мультиплексора блока адаптации, а выход сумматора субблока является четвертым информационным выходом устройства. 5 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов, повышения качества и точности управления в цифровых системах контроля и наведения различных объектов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем получения оценок вторых производных по формулам численного дифференцирования для равноотстоящих точек (узлов) предыстории входной сглаженной дискретной последовательности. Технический результат достигается за счет адаптивного цифрового прогнозирующего и дифференцирующего устройства, в состав которого входят: блок сглаживания, содержащий сумматор, первый и второй реверсивные счетчики, одноканальный субблок сглаживания, субблок задания соотношения отклонений, субблок действительных отклонений, субблок единичных приращений, субблок управления динамической характеристикой, информационный, первый управляющий и тактирующий входы устройства и узел тактирования блока прогноза. 5 ил.

Заявленное изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для коррекции на основе квантовой теории температуры радиационного термометра. Заявленный способ позволяет обнаружить параметры, отражающие структуру энергетических уровней, посредством приспособления эффективной физической модели, чтобы калибровать систему радиационного термометра. Для этого задают систему радиационного термометра в состояние измерения температуры, чтобы измерять температуру объекта, и обнаруживают значение энергии излучения объекта через оптическую систему. Определяют параметры, отображающие структуру энергетических уровней, посредством вычисления и обработки через PC или MCU в системе радиационного термометра согласно физической модели. Используют указанные параметры, отображающие структуру энергетических уровней, для калибровки радиационного термометра. Для реализации указанного способа коррекции температурных данных предложена также система радиационного термометра, содержащая модуль измерения температуры, модуль калибровки, PC или MCU, используемый для калибровки радиационного пирометра согласно параметрам, отображающим структуру энергетических уровней. Технический результат - повышение точности результатов измерений. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в автоматических и автоматизированных системах различного назначения для идентификации параметров. Техническим результатом является повышение точности идентификации параметров динамических систем. Устройство содержит блоки хранения констант, блоки формирования функций, блоки формирования производной, блоки формирования произведения, блоки формирования разности, блоки формирования суммы, блоки транспонирования, блоки интегрирования. Указанный технический результат достигается за счет вычисления и последовательного уточнения значений параметров регуляризации. 2 ил.
Наверх