Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Разработаны методы нзмерення харытервстнк оптического потока и его локальных свойств. Показыю, что хартвва какущегося движения н поле скоростей, отнесенное к апалнзнруемой сцене, пе всегда связаны однозначной зависимостью (Зз). 1 а е. Многозонллъныи систямы Авалю обьектов в поле взобрахаяща, формируемого опгнческими методами, часто свезен с взучевнем спектралъвых хараатернствк юлучення (отражеввя поглощенна) отдельных злемептов (аэрокосмические, бнологвческве, медвцвнскпе н другие нсследованвя).
В таких случаях Используют многозональную регистрацию пространственно.совмещенных взображевнй. Наглядным примером таких систем валяются системы мвогозональной съемки поверхности Земли в другах планет с аппаратов космвческого базвровання. Првнцвпы построенвя таках ТВС вллюстрвруются рнс. 9.10. Изображение проецируется в плоскость детектора, состоящего вз Л однострочных преобразователей на базе ПЗС, где Л вЂ” число спектральных зон регястрацвн (обычно Л=4...8).
Примерный вид спектральных характеристик таках преобразователей вместе со светофнлътрамн приведен па рнс. 9.11. Как видно, овв охватывают видимые в инфракрасные учаспщ спектра. Кадровая развертка изображения осуществлжтся за счет непрерывного дввженпя ноактеля (ч„). В том случае, еслн необхолщгло Иметь одновременно совмещенные сигналы отдельиьгх зоп, используют задержку сигналов ва время, определяемое скоростью носителя в расстоянием манду преобразователямн отдельюах каналов д, т.
е. т, 2т... (Л-1)т. Процедуры апалвза определяются целевым назначением систем н, как правило, включают выбор спекгралъного диапазона регистрации Лг-Ла, числа зон Л, спектральных характервствк чувствнтельноств преобразователей (включая зональные фильтры) ве(2), метрвзацвю рабочего пространства автоматического аналвзатора, построевне решщопщх правил. ейс РННННРЫ о) Рвс. 9.9. К врввшшт взмсрсввк скоро стоя сбмпоа Рве. 9.1Е. Мвогозовальваа рсгвстра- аа с волаввиого восвтслк св ЕГР ЛН Гвг Л.нн Рве. 9.11. Сиспралмвлс хаРатсркстакв мвогозовальвоа ТВС 275 «!!(В», в!) = ) )Р(2) в!(2) 42.
е (9.3) Так как Уу'(2) — фиксированная и интегрируемая ка копечпом интервале функция, то в силу фипятпости в!(2) интеграл (9.3) может быть взят по иекаторому ковечпому интервалу. Еслк 1=1,2, то фупхцаи )т'(А) можпо сопоставить двумерпае число «! (юп «!в); если != 1 ... 3, то трехмерное яе («!и «!з, «!з) и т. д.: !=1 «!, е=2 «!1«!т, «!з), «!(«!! юм «!з) Л «!(«!„«!з,...,юл). Выбор хоиечпого пабора фуппп!й в;(2) првводит к клясс~фвкацви спектров взлучеиий в Л-мерном пространстве М (кет, «!з,...,«ел) илп после нормировки по величине входной эвергви в пространстве Мл ', с коордиватамв х!б Подход к анализу серва завальных изобрвжевий может быль различвым.
Используют совмещение юображевий различных спектрвльиьп зоп, ахрашеввых в определенные цвета, и визуальпый ввализ результврующей картины: аддатавпое формировавпе цветного изображения в условных цветах (см. З 9.2) с примепеппем оптического или телевюиовпого (см. 3 7.3) метода совмещения изображений. Такие способы применяют прв анализе аэрокосмических снимков, реитгеиодиагпостике и друпех областях.
Аиалкз миогозопальпых изобрвжепий может быть осуществлеп методами, аналогичными используемым в калорвметрви. Рассмотрим процедуру построения цветовьп простравств — рабочих пространств анализаторов. В основе учены о цвете (см. з 2.8) лежит представление о его математическом выражении как векторе трехмерного пространства, а о цветпости, отражающей только цветовые ощущения, — как двумерном числе, которое может быть отабрюкепо точхой иа плоскости.
Зги попятив макао расширить за рамки оценок ощущепвй, вызываемых действием светового потока па глаз человека, и математическое определение цвета и цветиости использовать для отображения спектральных характеристик юлучевия в прострмютввх, подобных цветовым. Формироваиие таких простравств основано ва том, чта для хаждай фупкции )т(2), отражающей спектральный состав язлучевия, с помощью фвксировапвой непрерывной фипптпой функции в;(л) можно вайти чвсло кеь принадлежащее некоторому множеству М, ( Ч(з)в(з)вх е Л е Е 1 в'(А)вФ(А)вх I!е (9.4) л а где ~Г )е )Р(л)вг(л)бл!=!«г+«!в+...+«!л !-! е При таком подходе функцию )т(2) можно представить как липейный фующиоиал па некотором пространстве функций.
Запас функций в;(2) можно выбрать различным образом. При фиксироваппом наборе (Л) функций в!(2) множество фупкцвй 1Р'(А) отображается в пространстве М", образующем бесконечное счетное множество У: )Г-ФМл. Базисом пространства Мл может быть система любых линейнопезависвмых векторов. Выбор базиса позволяет реализовать отобРажепве~л.'М -еМл или пРи коРмиРоваишеУл !.М -+Мл !. Так как число спектрапьйых элементов й< со; то полным прообразом каждого элемента ю Мл ' явлжтса совокупность всех спектральвых характеристик, приводящих к равпым «!„Таким образом, собрав в один класс все те злемепты ю М", образы которых в Мл ! совпадают, реалюуют иекоторае разбиекве спектральвьп харютеристик излучения на классы. Если аппарат теории функционального анализа, базируясь яа феноменологической модели цветового зрения, првмеввть для шлкчествеипого описаиия зрительных ощущепвй, та фуихцив в!(2) (1=1, 2, 3) долины отражать кривые спектральной чувствительности модели глиа.
Имевно зто позволяет построить цветовое простраиспю, а после нормирования найти отображение па плоскости, адекватное ощущевиям цвспюсти (см. рис. 224, 6). Как было отмечала, спектральные характеристики могут быль представлепы и в другом пространстве — Мл ', хоордипаты которого определяются вырвжевпем (9.4). В честности, Л мажет быть той же размерности, что и в колорвметрик: — й= 3. В этом случае ве накладывается особых ограпичеввй ва вид функций в!(А) и их положение по спектру (вапример, овк могут охватывать впфракраспую, ультрафиолетовую или другую области). Выбор Л в фуикцвй в,(2) определяется задачами жследовакий. При реалвзации подобного автоматического миогозоиальпого регистратора в!(2) — спектральпые характеристики преобрюователей изображения.
Проанализируем процедуру представления спектров излучевия ва првмере трехсигиальвых преобразователей или анализа любых трех снимков из серии. Задача состоит в том, чтобы сопоставить результаты оценок спектральных характеристик в различвых цветовьп прострапствах. Величины свгналов ва выходе каждого из многосигнальвых преобразователей определиотся соотношением (9.3).
В этом случае реализуются отображенияуа. М" еЛ, формируемые регистратором ввь нун: М -ьЖ, формируемые репктратором вю (1= 1, 2, 3). Пороги цжторазличеивя каждого канала регистрации можно определить всходя из ювествых отношений сигнал/шум в отдельных каналах свсгемы. При сопоставлении результатов оценок спектральных харшпериспк в этих цветовых пространствах в соответствующих порогов шкторазличе~ия будем считать, что вюФвнь вли ввз4внь или ввз ззвнз, т. е. Язв)т'.
РассмотРим конкРетвУю Реализацию спеправьнай характервспиж Щ2). В М спектральной характеристике )т'(Л) соответствует элемент кзв М, а в Я и )т'г, =Яке), л, =ун(лзз) (рис. 9.12, а). Полным прообразом элемента г в М" будет совокупность М'йМ" всех тех элементов лз ю М, образом хоторых явлжтся данный элемент гзв)1. Следовательно, М',=/в'(гз). Аналогично, М,=уй'(лз).
Так как лззвМ, и тсвМ„то лззвС, причем С=Мь ЙМь т. е. М, и Мь пересекаются. Возьмем в Л элаилт гззьг„в У элемент взвел„тогда Меев (гз)ю Мз=Хй'(лз) Из г,звг, и лВФлз следует МзЧМьзво М~1Мь=)с1. Однако о соотношевви М, и М, нам ничего не ювестно. Докажем, что если этн два подмножества пересекаются (рис.
912, б), т. е. если Ю=М,( )Мзево, то задача о сопоставлении порогов цжторазличения первого и второго каналов регистрации в общем виде неразрешима. Действительно, длл лезвЭ оценкой в Разлается точка аз=Ум(юзв.Р), оззенкой В .й Явлзктся точка ге=Ха(В$зШ). Если гз и гз' различаются в Я, то в зт' ови, как в рассмотренном примере, могут дать одну оценку: л,=ун(нез) и и, ун(мз), так кы едеМ, вне вМ,.
Так юк на отображеввеуа иун не накладькалн ннкшшх ограни- рне. 9.12. Отсбрввевве спевтреиевве вереттервстк в реззвевкс иье. тевььв врестревствев чешй, то справедлвво л обратное утверждение: если и и и различимы в )т', то в зс они могут совпадать. В том случае, если вв~ =вю, вез=вин вез=ею, т. е. при идентичных или одвнаковых по форме спектральных характеристиках соотвсгсгвующвх преобразователей зс=)т' н для сопоставления порогов чувствительности по цветоразлнчению, достаточно знать рабочие харахтеристикн каждого ю преобразователей юсбражевия (отношение сигнал/шум, чувствительность и др.). В противном случае подобная задача может рассматриваться талью как задача сопоставлешк систем по классификации (различению) спектральных харытернспк (ва не по цветнасти).
Аналогичны ситуация возникаег н при сопоставлении чувствительности н разрелкзощей способности по цжтвости автоматических классжфикаторов и глаза человека, имеющих разные спектральные характеристики иналов регистрации. На зту особенность давно обратилн внимание биолопз, сравнввая чувствительность органов зрения различных животных (чувствительность субъекпкна и у разных организмов различна).
Таким образом, каждыв элемент юь л„г, н т. д. выбранного цветового (рабочего) пространства (трехсигиальная модель) М, )т', Я отобршает все вариацви спектральных харапериспк, ие смепжющве его в рассматриваемой системе оценивании спектрозональнаго распределения энергии юлучевия. Прнкзтую систему можно жпользовать для классифиащии спектров взлучеши с различных участков исследуемого изображения. Измерения, выполняемые прн юучевви юабражешй, преследуют цель наиболее полного отобРажения внформацви и пРостой шперщктацви полученных результатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
