Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Как показывают расчеты, наибольшей эффекпшпосгью обладают системы с телевюповвым преобразователни, непосредственно чувствительным к рентгеновскому юлучевию (рентгеновидвкон н др.). Заметим, что наряду с рассмотренными свойствами регптенотелевизвовпые системы позволяют воспроизводить юображенве исследуемого объекта с яркостью, соответствующей оптвмальной при наблюдении юобрюхенвя глазом. Процесс обследования может производиться в незатемненном помещении, что имеет важное практическое значение. Специальные методы обработки сигнала изображения и воспроизведения телевюионвых юобрвжений (у-коррекция и амплитудное ограничение, частотные преобразования, оковтуриаанле дета- лей юображення, преобразование яркостного контраста в цветовой н др.) при определеввьгх условиях могут повысить зффекгюносп, процесса диагностики.
Используя специальные методы анализа сигнала изображения, можно параду с визуальной регистрацией общей картины исследуемого объекта измерить плотность, определить геометрические илн динамические характериспаки объекта псследовавюь Широкое распространение получили системы визуавизаиии ии95- ракрасных извбрзиееиий. Вюуализацию юображений, формируемых в ближней и дальней ннфрахрасной областях, используют в медицине, оборонной техншге, исследованиях околоземного и космического пространства. В таках ТВС, как правило, регистрируют излучающие объекты. Потах излучения Р определяется поверхностной температурой Т и излучательной способностью обьехтов в поле изображения Р=ев7~, где а — постояниаа Стефана — Больцмава. Если визуализировать потах излучения от исследуемого участка Г(х, у), то получится изображение, отрывающее различие в температуре и излучательной способности участков поля сканирования.
Для регвсграцик внфракрасных юображевпй используют видихоны (пировидвконы), матрицы на элементах ПЗС, оптико-механические сканирующие вреобразователн с полем обзора от 5 х 5' до 25 х 25' с числом элементов разложения 200 х 200 и выше. Оптикомеханические сканирующие устройства нашли широкое применение в медицинских приборах (тепловизорах) в связи с тем, что при правильньпг режимах сьемки дннамическая нерезкость практически отсутствует, зто приводит х возможности сшпкевиа частоты кадров (в качестве устройств воспроизведения в таких системах используют квпесколы с памятью нли с промежуточной цифровой памятью).
Теория формирования ввфрахрасных изображений достаточно хорошо разработана [б, 33) Рассмотренные информационные подходы к оценке эффективности ТВС могут быль применены к визуализаторам инфракрасных полей. Инфрпхрасные сканирующие системы визуалвзации п обваружевиа в связи с исключительной практической значимостью стали самостоятельным разделом инфракрасной техники.
Визуавизслиоры ультразвукавьгх изображений, в том числе томографического тапа, нашли широкое иримевепие в медицинской технике [6) и дефектосхопни. Распределение яркости на экране устройства воспроюведепвя (телеввзионпое изображение) в устройствах вюуалюации отражает распределение энергии невидимого излучения в поле сканирования, а также обусловлено спектральной чувствительностью преобразователя (детектора) юобрюкения. В процессе шперпрепщин (диагностика, распознавание и др.) необходимо учитывать определенную условность формируемого юобрюкенвя, непростую связь наблюдаемого изображения с фюическпмп характеристиками изучаемой сцены.
Вместе с тем с целью повьлпения обнаружительной способности 267 ГК,ЕРЕ« 40 0 д 0 бг Ьч Хь Рве 9Л. Трвевторвв цветового Рле. 9.4. Аывлвтудввн лврввтерл водвроввввв етлвв водвргволаго Тетройетвв прн визуальном аналвзе часто используют свойства цветового зрения человека. В этом случае связь характеристик цжтного изображения со свойствами реальной сцены существенно усложняется. Цветовое кодвромвве (псевдоцвета).
Визуалвзацвя, осуществляемм с помощью черно-белого юображения, а цветовом пространстве (см. рис. 2.1з0 может быль представлена распределением яркости (точками на ахроматической оси). Если определевыым значениям величин сигнала юображевыа сопоставить определеныые цвета на экране цветного воспроюводящего устройства, то визуализация будет сопровождатьса не только модуляцией аркостн, но. и цжтности элементов воспроюводнмого изображения. В цветовом пространстве такое отображение может быть представлено некоторой спиральной или другой траекторией (рис.
9.3). Изображение окрашивается в условные цвета (псевдоцвета), что в ряде случаев улучшает дешифрируемость изображения (яркостные контрасты преобразуются в цветовые), Характер преобразовамя яркость — цвет определяетса характеристиками Ед=Ь Ы. Еа =1с (0) Ев=Б(0) Вы бор этих характеристик, которые устанавливают траекторию, отобрзжающую вид цветового кодирования, свюан с назваченжм системы.
Например, в реатгенодиагносгме используют цветовое кодирование в соответствии с харытержтикамв, прнведеввымн на рвс. 9.4. В этом случае изменению сигнала изображения от 0 =0 до 0 =! будет соответствовать изменение цветвостк от синей к зеленой н красной. Эта траектория ВОЯ приведена на рис. 9.3. Методами цифрового кодирования сигнала юобракеыыя можно реаввзовать сколь угодно сложную траекторию преобразоваыиа яркость— цвет. уровней оптической плотности вли яркости фрагментов исследуемого взобрвжения.
Обобщеннм модель исследуемого объекта в иоле нзображенм мошт быль представлена в виде завысимоств яркости (хоэффицнента отражения, прозрачности или поглощении) как функции координат х, у в пале юображенвя. В качестве примера на рис. 9.5 показана модель объекта — юобразшвне светлого пятна на темном фоне, которое приводит к гауссовской фуакцвв р(х, у), отразиющей характер распределения освещенности в поле изображения (объект исследуется «на отражение», р — хозффицнент отражения).
Цевтральнм часть объекта, как видно ю рве. 9.5, обладает большым хозффициеытом отражения, чем периферивнаа. Зависвмость р(х, у) создает картину юображения объекта прн ввзуалыюм исследовании н явлжгся предметом измерений прн количественном Измеряемыми параметрами изображешш являются размер Н~, площадь Е в периметр Р обьеата исследований в пределах видймого контура влн на заданном уровне коэффициента отражения р (как указано на рис. 9.5); максимальный коэффицвевт отраженм р; зависнмосп, величины р вдодь выбранного направления, например р («Р) (фотометрическм крнвм); координаты хо; уо объекта в поле изображения в др.
В ряде случаев в качестве юмеряемых параметров используют проекции лвненных размеров исследуемых объектов ва юордыиатные оси плоскости сканирования, например е(„коэффициент формы Р,(Б идр. ггзмеревне перечисленных парюеетров фрагментов юображения основано ва использовании функциональной связи между этими параметрамн, временными н амплвгуднымн злрактервапвкавт сигналов изображении.
Как видно из рис. 9.6, а, координата хп левой «е «л к г. $9. 3 ЮИЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Измерение геомелвричееких характеристик объектов, находящихся в поле юображения, саодвтся к измерению координат, длввы прямолннейвых и криволинейных отрезков, площадей. В большинстве случаев эты юмереыия связаны с необходвмостью фихсацыи гбя Рве.
9Л. Модевывхлц«Такого юобраце- Рве. 9.б. К црвццвцу юцереллл размеров л лловыдей ебмггов 269 границы объекта в строке 1 связана с времлвнйм положением гм фронта сигнала изображения (рис. 9.6, 6), соответствующего этой строке растра, соотношением «м»»або где», — скоросп перемещения сканвругощего элемента в плоскости изображения в направлении асн «. е оатветственна хаОРднната пРавой ТРаиицы «зе»» гаь а рюмер объепа в этой строке (размер хорды) Ь»«з~-«м» = »,(гзе- гм) =»е г„где т, — длительность вмпульса, сформированного в строке растра.
Таким образом, измерение длительности времевного интервала ц приводит к определению дивны отрезка Ь при зеленных скорости разверпщ», и коэффициенте увеличения опгячесхай системы. Нетрудно видеть, что часть плопщди Я объекта в строке сканирования ! составляет Я,» 8 6 = »„Ь т„где д — ширина строки (расстоявие между смежными строкамв). Площадь всего объекта может быль определена как Я»»,д,'1 то 1 1 где 1»1 — строка, соответствующая первому пересекаемо скаыируыицвм элементом жследуемого обьппв, л — полное число страх T перекрывающвх этот Объект. ледовательно, юмерение координат н длвны прямолинейных отрезюв в направлении сканнроваввя, а также площадей объектов сводится к взмереивю длительности сигналов изображения в ваправленви сканирования.
Измерение координат и длвны прямолинейных отрезков в направлении вертикальной развертки (оси у) сводится к определению ввела страх растра, перекрывающвх соответствующий лвнейыый отрезок. Рассматревыые приыцвпы юмереивй могут быль реализованы с помоп1ью устройства, структурная схема которого показана на рис. 9.7. Сигналы юображения г(1) поступают на пороговое устройспю р, формирующее двоичный сигнал, соответствующий заданному уровню коэффициента отражения р, н далее на схему выбора юмеряемого фрагмента юображения. При измерении размеров эта Рае. 9.7. Стргатурюа емма юмервтела размеров задача решается с помощью маркера выбора, фвксирующего на экране видеоковтрольного устройства строку (например, 1 ыа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
