Исследование способов повышения информативности телевизионных изображений, сформированных в особых условиях

• Автор: Никитин, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Телевизионная система регистрации, как информационноизмерительная система, работающая в особых условиях
1.1. Общие сведения
1.2. Требования к телевизионной системе регистрации
1.3. Выводы к главе
Глава 2. Исследование телевизионной системы регистрации изображений, работающей в особых условиях
2.1. Анализ потерь и искажений информации в изображениях, сформированных в особых условиях
2.1.1. Стадия излучения световой информации объектом
2.1.2. Стадия прохождения информации через смотровую систему
2.1.3. Стадия переноса изображения на матрицу ПЗС
2.1.4. Стадия формирования сигнала изображения в ПЗС камере
2.1.5. Стадия оцифровки сигнала изображения
2.1.6. Стадия воспроизведения изображения
2.2. Требования к звеньям телевизионной системы регистрации
2.3. Выводы к главе
Глава 3. Разработка способов повышения информативности изображений, сформированных системой регистрации
3.1. Выбор параметров разложения
3.2. Снижение пространственных потерь
3.2.1. Коррекция ЧКХ системы регистрации изображений
3.2.2. Коррекция хроматических аберраций
3.2.2.1. Коррекция пространственных рассовмещений цветовых
компонент изображения
3.3. Разработка алгоритма повышения информативности системы регистрации
3.4. Выводы к главе

Г лава 4. Экспериментальные исследования разработанных способов повышения информативности
4.1. Практическая реализация телевизионной системы регистрации
4.2. Результаты экспериментальных исследований
4.3. Выводы к главе
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
Приложение 1. Акты внедрения результатов диссертации
Приложение 2. Расчет изменения количества информации при прохождении
через звенья системы регистрации
Приложение 3. Исходный текст основных процедур программы
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время не существует области научной или технической деятельности, где бы не применялись системы прикладного телевидения. В одних случаях они представляют собой системы, которые подобны применяемым в вещательном телевидении, в других - сильно от них отличаются. Не остались обойденными системами прикладного телевидения предприятия ядерной энергетики и предприятия, использующие в технологических процессах радиоактивные материалы. Это связано не только с необходимостью дистанционного контроля за обращением ядерных материалов, но и повышенной опасностью проводимых работ, которая обусловлена высокими уровнями радиоактивного излучения. Поскольку в этих случаях присутствие человека и незащищенной аппаратуры исключается, наблюдение за технологическими процессами производится через многослойные защитные смотровые системы, общая толщина которых может достигать нескольких сотен миллиметров.
При этом изображение, формируемое телевизионной системой (ТВ системой), является основным источником информации о ходе выполняемого технологического процесса, используя которую оператор принимает те или иные решения. Дальнейший анализ результатов происходит, как правило, по сохраненному изображению, поэтому регистрация формируемых изображений является неотъемлемой функцией телевизионной системы, которая используется как информационно-измерительная.
Информативность получаемых в таких системах изображений и их достоверность в значительной степени зависит от наличия потерь и искажений информации, возникающих при ее прохождении от входа к выходу. Особым отличительным признаком исследуемой ТВ системы регистрации является наличие радиационно-защитной системы значительной толщины, находящейся между объектом и камерным объективом. Эффекты, возникающие при прохождении света через толщу стекла смотровой системы, вносят специфику в формирование изображений на светочувствительной поверхности телевизионного

Рис. 2.5. Зависимость изменения показателя преломления стекла от
длины волны проходящего света
Механизм возникновения хроматических аберраций рассмотрим, анализируя сложную систему «объект-стекло смотровой системы-камерный объектив-поверхность ПЗС матрицы». Пусть объект А, излучающий или отражающий свет сложного спектрального состава (например, белый), удален на расстояние 5 от внутренней поверхности смотровой системы, толщина которой равна с1, а коэффициент преломления описывается дисперсионной кривой п = /(Л). Спроецируем этот объект с помощью камерного объектива, свободного от хроматических аберраций, на ПЗС матрицу, имея в виду, что Н и Н' -передняя и задняя главные плоскости объектива, аРиН - его передний и задний фокусы. Назовем угол между нормалью к поверхности стекла и оптической осью объектива углом наклона камеры сонакл. Рассмотрим два случая, показанных на рисунках:
1) Угол наклона камеры а>иакл = 0. Из рис. 2.6 видно, что луч от нижней точки объекта, совпадающий с оптической осью, проходит через смотровую