Методы и средства цифровой коррекции изображения в оптико-электронных системах визуализации

• Автор: Демидов, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Глава 1. Обзор методов цифровой обработки изображений

1.1. Компенсация неоднородностей характеристик элементов матрицы

1.2. Выявление дефектных элементов матрицы и их замещение

1.3. Компенсация шума методом пространственной фильтрации

1.4. Компенсация шума методом временной фильтрации

1.5. Выделение контуров

1.6. Автофокусировка

1.7. Преобразование уровней яркости

1.8. Геометрическое совмещение

1.9. Мультиспектральное совмещение

1.10. Стабилизация

Выводы по главе
Глава 2. Совершенствование методов цифровой обработки изображений втепловизионных системах на основе микроболометрических матриц
2.1. Трехточечная многотабличная калибровка
2.2. Замещение дефектных пикселей при помощи фильтра размытия
2.3. Адаптивный алгоритм пространственной фильтрации
2.4. Адаптивный алгоритм временной фильтрации
2.5. Компенсация общего по всей строке или столбцу шума
2.6. Реализация алгоритма контрастирования
2.7. Модернизированный гистограммный метод регулировки уровней яркости
2.8. Анализ и компенсация неравномерности характеристик шума при интерполяции
2.9. Метод определения сдвигов и масштаба изображения при больших углах его поворота
2.10. Панорамное изображение
Выводы по главе

Глава 3. Практическая реализация предложенных алгоритмов втепловизионных системах
3.1. Обобщенная структурная схема реализованных тепловизионных систем
3.2. Портативный тепловизор «Сыч»
3.3. Миниатюрный тепловизор «Скопа»
3.4. Тепловизионный прицел «Шахин»
3.5. Тепловизионный модуль «Модуль МБ-2»
3.6. Двухспектральная система видеонаблюдения «Филин»
3.7. Термограф «Аврора»
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Выступления
Актуальность. Одной из наиболее явных тенденций развития современных оптико-электронных систем визуализации, и, в частности, тепловизионных, является использование в их составе матричных приемников излучения. В последние годы все большее распространение в таких системах находят неохлаждаемые болометрические матричные приемники (микроболометры). Микроболометры, как правило, не требуют криогенной системы охлаждения, и, следовательно, тепловизионный модуль имеет меньшие энергопотребление, габариты и массу. Производство' микроболометрических матриц на основе оксида ванадия или на кремниевой основе значительно дешевле, чем охлаждаемых фотоприемников. Однако, применение матричных приемников излучения, в частности, микроболометрических, ведет к необходимости учета и компенсации ряда факторов, связанных с дискретностью структуры приемника, заметно влияющих на качество получаемых изображений. К ним относятся искажения из-за дискретизации изображения наблюдаемой сцены, из-за неоднородности параметров и характеристик отдельных чувствительных элементов матричных приемников. К недостаткам микроболометрических матриц относится также высокий уровень шума.
Развитие современной микроэлектроники позволяет успешно внедрять методы коррекции изображения электронными средствами, в первую очередь, цифровые, основанные на использовании многоэлементных матричных приемников излучения и цифровых компонентов (аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, интегральные схемы), осуществляющие обработку видеоизображения, полученного в оптикоэлектронной системе в реальном масштабе времени. Наибольшие успехи в этой области связаны с широким распространением цифровой аппаратуры видео- и фотосъемки, а также с развитием алгоритмов сжатия для передачи в
сетях информационной коммуникации и хранения видеоданных.

на некотором участке предыстории. Рассогласование между функцией слежения и текущими значениями компенсируется осуществлением соответствующих геометрических преобразований (1.25) последнего (отображаемого) кадра.