Способ развертки для анализа и синтеза изображений

 

ОП ИCAHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 443496

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.11.71 (21) 1714605/26-9 (51) М. Кл. Н 04п 5/30 с присоединением заявки №

Государствеииый комитет ,"îâåòà Министров СССР (32) Приоритет

Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 22.04.75 (53) УДК 621.397(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

К. И. Крылов и Ю. С. Бухонин

Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗВЕРТКИ ДЛЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА

ИЗО БРА)КЕН И й

Изобретение относится к способам развертки для пространственно-временного анализа тепловых и синтеза визуальных изображений с большой статистической избыточностью.

Известен способ развертки для анализа и синтеза изображений по и (где и=1, 2, ... и т. д.) параллельно расположенным строкам анализирующими и сопряженными с ними во времени и в пространстве синтезирующими апертурами (например, отверстиями в экранирующих растрах) электромагнитного излучения. При этом способе сигналы всех анализирующих апертур раздельно преобразуют в видеосигналы, а затем модулируют ими яркость соответствующих синтезирующих апертур.

Недостатком известного способа является наличие большой статистической избыточности видеосигналов, определяемой избыточностью анализируемых изображений.

С целью повышения помехоустойчивости по предлагаемому способу анализ и синтез изо- бражений осуществляют за время Т полной сумм ацни зрительной системы оператора

m-кратной разверткой каждой строки с неравными случайными интервалами, среднее значеТ ние которых т= —, при этом сигналы от всех

m анализирующих апертур суммируют и преобразуют в видеосигнал, а затем модулируют им яркость всех синтезирующих апертур, одновременно находящихся в пределах развертываемого поля. Сокращение избыточности видеосигналов позволяет заменить несколько независимых каналов преобразования, используемых при известном способе (приемников лучистой энергии, усилителей и т. п.) одним с такими же характеристиками.

На чертеже показана схема растрового тепловизора как пример реализации предлагаемого способа развертки для анализа и синтеза изображений.

Растровый тепловизор содержит объектив 1, экранирующий растр 2, конденсор 3, приемник 4 теплового излучения, усилитель 5, источник 6 света, конденсор 7, экранирующий растр

8, проекционный объектив 9, прозрачный экран 10, оператор 11 и устройство 12 синхро20 низацпи вращения растров.

Анализ теплового изображения с лучистостью B(X, Y), сформированного объективом 1, где Х и Y — пространственные координаты, осуществляется вращающимся экрани25 рующим растром 2 с отверстиями одновременно го и (где n=1, 2, ... и т. д.) параллельно расположенным строкам. Тепловое излучение, прошедшее через все одновременно находящиеся в пределах развертываемого поля от30 в"рстия растра 2, фокусируется конденсором

443496

R = 1 — — (1 — R,), т

55 где R — избыточность видеосигналов.

При r)m имеем R(Rp. Достигаемое сокраr щение изоыточности позволяет заменить—

m б0 независимых каналов преобразования, используемых при известном способе, одним с таки3

3 на чувствительную площадку приемника 4, которая совпадает с изображением зрачка объектива 1. Усиленным сигналом приемника4 модулируется по интенсивности источник света b. Согласованным вращением равномерно 5 освещаемой с помощью конденсора 7 точной копии анализирующих растров 2 и 8 осуществляется синтез изображения с яркостью

b(xi pit), 10 где t — текущее время. Это изображение проектируется объективом 9 на экран 10. Для согласования вращения растров 2 и 8 используется устройство синхронизации 12.

Каждый элемент воспроизводимого на 15 экране 10 изображения искажен помехой, которая складывается из собственных шумов приемника 4 излучения, усилителя 5, а также из сигналов других элементов исходного изображения, которые используются для форми- 20 рования видеосигнала при фокусировке теплового излучения, прошедшего через все отверстия анализатора 2, на приемник 4.

Растры 2 и 8 имеют и строк в форме эквидистантных окружностей, центры которых сов- 25 падают с центром вращения. В каждой строке имеется т случайно размещенных отверстий (растры построчно-хаотического типа). Среднее число отверстий, совпадающих с развертываемым полем, в каждой строке g, а во всех 30 строках «=дп. Если полный оборот растров происходит за время Т (Т; 0,05 c) полной суммации зрительной системы оператора 11, то имеет место накопление результатов т-кратной развертки каждой строки с нерав- 35 ными случайными интервалами, среднее зна1 чение которых т=- —. Накопление обеспечивает и пороговое превышение сигнала над уровнем помехи. 40

Затем в зрительной системе оператора 11 производится амплитудная фильтрация элементов изображения от помех, а также пространственная фильтрация прострнственнокоррелированных элементов изображения 45 (если корреляция имеет место в исходном изображении) из пространственно-некоррелированных помех. Прн этом оператор 11 получает всю необходимую информацию, содержащуюся в исходном тепловом изображении. 50 . Статистическую избыточность видеосигнала в предложенном способе можно определить по формуле ми же характеристиками (полосой частот и динамическим диапазоном) .

Основными техническими параметрами предлагаемого способа являются: число одновременно развертываемых строк и; кратность развертки и; среднее число анализирующих и синтезирующих апертур, одновременно находящихся в пределах всего развертываемого

r поля r и одной его строки g —. Эти параЛ метры могут быть определены для каждого конкретного устройства в соответствии с техническими условиями (допустимым уровнем шумов после накопления, характеристиками канала преобразования и т. п.) и априорной информацией (распределением вероятностей и числом уровней лучистости исходного изображения, его конфигурацией и амплитудной корреляцией между элементами).

Так, например, для двоичного теплового изображения В(Х, 1 ), представляющего собой совокупность пространственно-некоррелированных элементов с лучистостью B=const и суммарной площадью, не превосходящей р-й части всей площади развертываемого поля при g ((и

21n (1 + 0,731(1 — р)1 — 1

2ln (1 — p) где у — контрастная чувствительность зри тельной системы оператора. При этом кратность развертки т определяется из уравнения ()u (> — e>.- =р., в котором О =1 — (1 — «р /(1 — р), а р, — допустимая вероятность образования ложного элемента изображения.

Предмет изобретения

Способ развертки для анализа и синтеза изображений по и (где а=1, 2, ... и т, д.) параллельно расположенным строкам анализирующими и сопряженными с ними во времени и в пространстве синтезирующими апертурами (например, отверстиями в экранирующих растрах) электромагнитного излучения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, анализ и синтез изображений осуществляют за время Т полной суммации зрительной системы оператора и-кратной разверткой каждой строки с неравными случайными интервалами, среднее значение

Т которых т= —, а сигналы от всех анализируюm щих апертур суммируют и преобразуют в видеосигнал, а затем модулируют им яркость всех синтезирующих апертур, одновременно находящихся в пределах развертываемого поля.

443496

Составитель Ю. Бухонин

Техред Т. Миронова

Корректор О. Тюрина

Редактор Т. Морозова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 940/2 Изд. ¹ 1125 . Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5