Исследование и разработка методов улучшения качества изображения в тепловизионных приборах

• Автор: Нгуен Хунг Ван
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ТЕПЛОВИЗИОННЫХ ПРИБОРОВ

1.1. Классификация и тенденции развития тепловизионных приборов

1.2. Критерии оценки качества тепловизионных приборов

1.3. Оценка качества изображения тепловизионных приборов на основе многоканальной модели зрительной системы человека-оператора

1.3.1. Многоканальная модель зрительной системы человека-оператора

1.3.2. Методика анализа сигналов и помех в изображении, формируемом тепловизионными приборами

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗАКОНОВ СКАНИРОВАНИЯ И РАЗВЁРТКИ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ

ТЕПЛОВИЗОННЫХ ПРИБОРОВ

2.1. Анализ сигналов и аддитивных помех в тепловизионных приборах с прогрессивным и чересстрочным законами сканирования
и развёртки изображения
2.1.1. Тепловизор с прогрессивным законом сканирования
и развёртки изображения
2.1.2. Тепловизор с чересстрочным законом сканирования
и развёртки изображения
2.2. Анализ помех пространственной дискретизации изображения с учётом временных соотношений законов сканирования
и свойств зрительного восприятия человеком-оператором
2.2.1. Тепловизор с прогрессивным законом сканирования и развёртки
изображения
2.2.2. Тепловизор с чересстрочным законом сканирования
и развёртки изображения
2.3. Сравнительный анализ моделей тепловизоров по оценке вероятности обнаружения шпальной миры
2.3.1. Тепловизор с прогрессивным законом сканирования
и развёртки изображения
2.3.2. Тепловизор с чересстрочным законом сканирования и развёртки изображения
3. МЕТОДЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
В СОВРЕМЕННЫХ ТЕПЛОВИЗИОННЫХ ПРИБОРАХ
3.1. Анализ алгоритмов обработки сигналов для снижения влияния разброса параметров многоэлементных приёмников излучения на качество изображения
3.2. Методы первичной обработки изображений
3.2.1. Двумерная медианная фильтрация
тепловизионных изображений
3.2.2. Методы повышения резкости тепловизионных изображений
3.2.3. Повышение качества тепловизионных изображений путём пространственно-частотной фильтрации
3.3. Практическая реализация цифровых методов обработки тепловизионных изображений на цифровых сигнальных процессорах
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ТЕПЛОВИЗИОННЫХ ПРИБОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ЗАКОНАМИ СКАНИРОВАНИЯ И РАЗВЕРТКИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АЧТ - абсолютно-чёрное тело;
БПФ - быстрое преобразование Фурье;
ВКУ - видеоконтрольное устройство;
ДПФ - дискретное преобразование Фурье;
КИХ-фильтр - фильтр с конечной импульсной характеристикой; МД - медианный фильтр;
МОП - металл - окись - полупроводник;
МПФ - модуляционная передаточная функция;
ОМС - оптико-механическое сканирование;
ОПФ - оптическая передаточная функция;
ОС - оптическая система;
А ОСШ - отношение сигнала к шуму;
ПЗС - прибор зарядной связи;
ПИ - приёмник излучения;
РСВ - реакция глаза на синусоидальную волну;
ТВИ - тепловизионное изображение;
ТВП - тепловизионный прибор;
ФВЧ - фильтр высокой частоты;
ФКЧ - функция контрастной чувствительности;
ФМПИ - фокальный матричный приёмник излучения;
ФНЧ - фильтр низкой частоты;
ФПУ - фотоприёмное устройство;
ФЧЭ - фоточувствительный элемент;
ЧЭ - чувствительный элемент;
ЭВМ - электронно - вычислительная машина;
ЭТ - электронный тракт.

где: А = 2тгг — эффективная площадь пятна рассеяния.
В в
Пятно рассеяния перемещается по поверхности люминофора экрана ВКУ синхронно и в соответствии с законом сканирования (2.1). Если пренебречь масштабными соотношениями между плоскостью изображения оптической системы ТВП и плоскостью изображения на экране ВКУ, то выходной сигнал можно представить как
1в(х2,У2,() = 5вав нв(х2-ху,У2-Уу)и2(’Уу)т1(’Уу). (2-12)
С учетом соотношений, использованных при выводе выражения (2.10), формулу (2.12) можно представить в виде, более удобном для дальнейшего анализа
оо со со да
^(*№')=*Л' I ! 1Яв(*2-^г1^2-Кг2).а2(Кхт1,Кг2>0х
—СО—00—оо—оо
хгес1(-~)-—сотЬ(-!—-) ■ гес1(") •—сотЬ( х (2.13)
Т Тс Тс 2 Тк Тк
Г« 1 7Ц /л Г— 1 Т /—
х гес1(—)—сошЬР=-) • гес!.(——-)—сотЬ(——)с/г9с//9.
Тг. Т Т 71 Т. Т. А А
1с с 1 к к
Если вычислить трёхмерное преобразование Фурье от (2.13), то получим следующее выражение для пространственно-временного спектра сигнала на выходе ТВП со сканированием по двум координатам
.—. 77 77, '—■ да да м
Vух’уу’у> ТУТ Ъ(Ух,УУ) 1 Е зшс[я-Т2(^--)]х
У х к т.п=-х>р,г=-т к с (2.14)
• / ^1 тт / . т г п Р + г
Х5шс (лг-^)и4(ух + у-г,уу+——-—,у-^—),
1к с У к У к

где: т] = -1 - коэффициент использования сканирующего устройства по с Тс

строке; 7к ~~т~ коэффициент использования сканирующего устройства

по кадру;