Ллойд Дж. Системы тепловидения (1978) (1095910), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Пространственный эквивалент временнбй выборки, осуществляемой коммутатором, показан на фиг. 9.10. Фпг. 9.10, Путь окна коммутатора при выборке, у — енанируннаие отроки; а — овна коммутатора, ГЛАВА й Фнг. а.!!. Приближенный растр прн испольаспаппп слсктронного коммутатора. у — сканирующие стропи; г — приближенный путь окоп коииутатора. Горизонтальный растр в левой части фигуры представляет аналог каналов, опрашиваемых коммутатором в направлении х. Наклонный растр в правой части представляет путь небольшого прямоутольного окна, которое последовательно опрашивает каждый канал. Это электронное окно опрашивает каждый канал через интервал а/г в течение времени ст/Лгг, где г — число опросов за время элемента (эффективность коммутатора полагается равной единице).
Мы аппроксимировали наклонный растр выборки вертикальным, поскольку точное уравнение очень громоздко, а выигрыш в точности получается незначительным и не оправдывает такого усложнения. Приближенный растр изображен на фиг. 9. (1. Предполоуким, что импульсная реакция системы до коммутатора определяется только реакцией приемника гп (х, у). Предположим также, что импульсная реакция демодулятора и конечного фильтра (монитора) равна г .
Функция окон коммутатора имеет вид И'(х) =Вес! ( * ) еСошЬ ( — *). (9.26) Изображение формируется по следующим этапам: !. Изображение 1' (х, у) образуется с помощью обычной выборки одномерным растром 1' (х, у) = [О (х, у) е гп (х, у)) СошЬ ( и ) . (9.27) 2. 1' опрашивается функцией окон коммутатора И'и подвергается свертке с помощью импульсной реакции канала коммутатора, влиянием которой мы пренебрежем, и тогда Хл (х, у) = 1' (х, у) И' (х, у). (9.28) 343 ВывогнА 3. Конечное изображение получается в результате свертки 1е с импульсной реакцией демодулятора и монитора г 1(х, у) = Г (х, у) ч г,„(х, у).
(9.29) Таким образом, 1(х, у)=([О(х, у) агэ(х, у)]СошЬ Р Иг(х, у)) аг„,(х, у). (9.30) Производя преобразование Фурье, получим 1 ()х~ 1Р) = ([О (1х ~ ]Р) гэ ((х ~ (а)1 * [Со1пЬ Щ) б (]„)] * *Й(1„, („))г„([„,]„). (9.3]) Преобразование Фурье функции окна имеет вид и' (1„, (Р) =- Яю~ ( —" ~„) [ сошь ( —" („) б (~„) ~ (9.32) В окрестности („=0 для больших )т' Иг (1„1„) ж СогпЬ ( ~ („) ° б ((„). (9.33) Преобразование Фурье изображения приобретает вид 1(У„, У„) = ([О(У., У„),(У., 1„)]. [С Ь(Р1„) б(1„)].
э~СошЬ( — "~ ) б(~Р))) г,„(1„, ~„), (9.34) илн 1(1„, 1Р) =- ( [О()„, )„) га(1„,)Р)! ч ~СошЬ(Р)Р)СошЬ( — 1~) ~) Х Х г„ ((„, (Р). (9.35) Этот спектр изображения показан на фиг. 9.12. Отличительной особенностью рассматриваемой задачи опять является наличие боковых полос, которые повторяют вид спектра до выборки. Анализ первых трех проблем может быть распространен на случай наблюдения с помощью другого сканирующего приемного устройства с покадровым разложением. В качестве полезного практического упражнения по испольаозанию приведенного анализа интересующиеся читатели могут описать действие широтно-импульсного модулятора.
Этот прибор периодически опрашивает каждый аналоговый канал в течение более короткого промежутка времени, чем время элемента, и преобразует полученные величины в импульсы постоянной амплитуды, возникающие с частотой опроса и имеющие ширину, пропор- ГЛАВА Э Фнг. В.12. Спектр изображюшя в снстене с коммутаторов. циональпую полученным путем опроса величинам. Широтно- импульсный модулятор используется затем для управления светодиодами сканирующего индикаторного устройства. 9.5. Практические последствия выборки К наиболее вредным последствиям выборки в системах тепло- видения приводит временная выборка движущегося изображения при покадровом разложении и пространственная выборка при растровом разложении.
Временная выборка нызывает сильное искажение формы небольших объектов, быстро движущихся перпендикулярно направлению сканирования, а пространственная выборка приводит к еще более нежелательным последствиям. Влияние выборки при растровом разложении подробно рассматривается Бибермапом (11), который приводит результаты исследований Томпсона !12). Томпсон определял распределение оптимальных дистанций наблюдения для изображений без растра и телевизионных изображений с растром. Оп нашел (см. таьэке равд. 4.8), что угловой размер экрана с растром, рассматриваемого с оптимального расстояния, составляет 8', а без растра наблюдатели предпочитают выбирать такую дистанцию наблюдения, при которой угловой размер экрана получается равным 16'.
При числе активных строк 480 па стандартном поле телевизионного экрана с угловым размером 8' одна строка видна под углом 1', что согласуется с максимально допустимой угловой величиной строки растра по данным многих других исследователей. Значение этого факта заключается в том, что прн рассматривании искаженного растром изображения наблюдатель с помощью зрительной системы старается усилить эффект пространственной фильтрации после выборки, чтобы ослабить паразитпые высокие ВЫБОРКА 345 частоты, обусловленные растром. В результате у наблюдателей ухудшается восприятие как нужных, так и ненужных частот сигнала, и результирующее качество видения оказывается хуже, чем можно достигнуть при использовании безрастровых систем.
Другое последствие выборки при растровом разложении заключается в уменьшении предельного разрешения в направлении, перпендикулярном направлению сканирования. Это учитывается коэффициентом К, который для стандартного телевидения связывает число разрешаемых линий Лг по высоте картины и число активных строк Л>„т. е. Лг = КЛ>,. Согласно (13), экспериментальные значения К лежат в диапазоне 0,53 = К ( 0,85; в практике американского телевидения принимается среднее значение 0,7. Следующая проблема связана с тем, что растр мешает глазу осуществлять свободный поиск, замедляя его движение и отвлекая от цели.
Конечный результат выборки сводится к тому, что объекты, которым соответствует фиксированная структура изображения, труднее обнаружить и опознать, чем в системе без выборки с теми же номинальными значениями разрешающей способности и чувствительности. Многим из нас трудно в это поверить, поскольку мы привыкли считать телевизионное изображение хорошим, когда ясно виден четкий растр. Обычным дефектом многоэлементных систем является наличие неработающих каналов нз-за неисправностей приехпшка, электровного или индикаторного устройства.
При наличии такого дефекта либо оставляют одну строку неработающей, либо, если имеется такая возможность, подают на нее сигнал с соседней строки. При отсутствии нескольких строк такое решение уже неприемлемо, поскольку дефекты изображения будут постоянно отвлекать внимание.
Установлено, что формирование для неработа>ощей строки искусственного сигнала, являющегося усреднением сипшлов двух каналов, прилегающих к неработающему, дает настолько качественное изображение, что дефект трудно обнаружить гл;ион; эта мера приемлема, конечно, лишь тогда, когда процент неработающих каналов остается низким.
Пз определения ОПФ (гл. 3) и из приведенного обсуждгнпя становится ясно, что понятие ОПФ применимо только к тем каправлениям в изображении, в которых отсутствует выборка. Следовательно. требуется какой-то критерий качества изображения, полученного с выборкой. Для описания дефектоввыборки можно иснольаовать, например, относительную (в процентах) мощность спектра изображения, связанную с псевдочастотами.
Другой возмо>кной мерой является разрешающая способность для полос миры, ориентированных параллельно паправлени>о сканирования. Ео времени написания этой книги не появилось удовлетворительного обобщая>щего критервя, позволяющего оценивать качество изображения, полученного с выборкой. Глава 10 Визуальное восприятие объектов 10Л. Основные положения Процесс поиска объекта на экране индикатора оптико-электронной системы включает четыре вааимосвязанные стадии: обнаружение, классификацию, различение и опоанавание. Под обнаружением подразумевается выделение объекта на фоне и отнесение его к классам объектов, представляющих потенциальный интерес. Классификация означает отнесение обнаруженного объекта к одному из широких классов, таких, как сухопутные транспортные средства или военные корабли. Различение означает отнесение наблюдаемых объектов к более узким подклассам, как, например, танки или самоходные орудия.
Наконец, на стадии опознавания можно установить тип объекта, например определить,что наблюдается танк М-60 ". При использовании системы тепловидения ока обычно характеризуется единой вероятностью восприятия Р„,„р, которая определяет вероятность выполнения данной задачи. Можно представить Р, „р как произведение условных вероятностей, если ввести следующие обозначения: п — объект появляется в поле зрения; вив — наблюдатель вивирует объект (смотрит на пегов обн — наблюдатель обнаруживает объект; кл — наблюдатель классифицирует объект; раэл — наблюдатель равличает объект; опоэн — наблюдатель опоанает объект.
Тогда Рвоспр = Ровсов/раэл, вв, осв, вва, и рраав/ав, оев, ввз, в Х х Рвв/обв, ввэ, и Роба/вва, в Реве/в Рп. (10 т) Вероятность того, что объект находится в поле зрения, является сложной функцией метода нацеливания на объект, априорных В В отечественной литературе испольвуются только две стадии — обнаружение и опознавание, причем под опознаванием понимается возможность отнесения объекта к узкому классу, и в этом смысле опознавание соответствует различению по определению автора. — Прим. рад. ГЛАВА 1Е сведений, точности решения навигационных задач и выбранного алгоритма поиска. Обычно полагают Рп = 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
