Стартовая >> Архив >> Системы тепловидения

Эквивалентная полоса частот - Системы тепловидения

Оглавление
Системы тепловидения
Назначение систем тепловидения
История систем тепловидения
Основы получения теплового изображения
Источники информации, пример системы
Теория теплового излучения
Пропускание излучения атмосферой
Теория линейной фильтрации
Сокращенная система обозначений в фурье-анализе
Эквивалентная полоса частот
Физиология зрительного восприятия
Пространственно-частотная характеристика
Визуальная чувствительность к пространственной частоте случайного шума
Интегрирующие свойства глаза
Влияние кадровой развертки на восприятие изображения
Обнаружение объектов на фоне случайных шумов
Субъективное восприятие резкости изображения
Обобщенные критерии
Минимальная разрешаемая разность температур
Параметры эффективности работы
Оптика
Оптические материалы для тепловизионных систем
Сканирующие устройства
Вращающиеся преломляющие клинья
Другие системы сканирования
Эффекты затемнения
Типы тепловизионных систем
Эвапорографы и видиконы
Инфракрасные квантовые счетчики
Выборка
Выборка в системах с коммутацией
Визуальное восприятие объектов
Разрешение эквивалентных штриховых мир
Вероятность обнаружения и опознавания
Эксперименты с обработкой на ЭВМ
Другие ограничения при наблюдении
Измерение характеристик систем
Тепловые изображения

3,4 Эквивалентная полоса частот, эквивалентное разрешение и центральная предельная теорема
Шаде [5] установил, что видимая резкость телевизионного изображения может быть в известной мере описана интегралом, взятым по всей области частот от квадрата МПФ телевизионной си-стемы.

Фиг. 3.27. Пример эквивалентной полосы частот для МПФ гауссовой формы.
Шаде назвал этот интеграл эквивалентным числом линий Ne (по всей высоте кадра)
(3.60)
Эта величина в действительности представляет эквивалентную полосу частот (фиг. 3.27). Величина Ne — один из лучших критериев оценки резкости и разрешения в частотной области для нешумящих изображающих систем. (Смысл и значение параметра Ne подробно разбираются в разд. 4.10.)
Если Ne является эффективной мерой разрешения в частотной области, то должен существовать соответствующий параметр и в пространственной области, который будем называть эквивалентным разрешением. Сенделл [42] рассмотрел различные возможные определения эквивалентного разрешения г и считает, что наилучшим является г — 1/2 Ne, поскольку это дает г = а для прямоугольной функции рассеяния. На фиг. 3.28 приведены Ne и г для некоторых распространенных ОПФ. Недостатком приведенного определения г является то, что г — не обязательно угловой размер наименьшей детали, разрешаемой системой.

Фиг. 3.28. Примеры значений эквивалентной полосы частот и эквивалентного разрешения.
Хорошо известная в теории вероятностей и статистике центральная предельная теорема имеет аналог [3] в теории линейной фильтрации: произведение п ограниченных по полосе непрерывных модуляционных передаточных функций (МПФ) стремится к гауссовой форме, когда п становится большим г). Многие системы тепловидения имеют как минимум четыре компоненты МПФ, а часто и семь, так что функция рассеяния линии для системы в целом часто может быть весьма точно аппроксимирована гауссоидой г (х) = ехр (— х* /2а2), где а — среднеквадратичное отклонение. Соответствующая МПФ равна
(3.61)
*Строгая формулировка центральной предельной теоремы дана в работе [43].
В качестве примера в табл. 3.5 и на фиг. 3.29 показаны компоненты МПФ, относящиеся к системе с разрешением порядка 1 мрад; МПФ системы в целом имеет приблизительно гауссову форму. Для целей анализа и описания имеет смысл отметить некоторые свойства этой функции. Среднеквадратичное отклонение функции рассеяния можно оценить, определив точки г (а) = 0,61 или г (1,175а) = 0,5. Масштаб МПФ можно найти, определив частоту / = 0,159/а, на которой г = 0,61. Различные оценки размера функции рассеяния для определенного процентного содержания полной энергии функции рассеяния Р в интервале значений между х = — х0 и х = х0 для гауссоиды можно сделать по следующим данным:

Другой путь аппроксимации МПФ гауссоидой — найти значение а, которое обеспечивает равенство гауссовой величины Ne = = 0,141/а фактической величине Ne функционально неизвестной
МПФ для примера конкретной системы

Фиг. 3.29. МПФ для примера системы.
# оптическая система; D приемник излучения; О электронная система; 4- видео- контрольное устройство; А система; у гауссоида.

Фиг. 3.30. Примеры МПФ, имеющих форму гауссоид.
МПФ. На фиг. 3.30 показаны три универсальные гауссовы кривые в зависимости от безразмерного параметра Kf для величин а = = 0,4 К, 0,5 К и 0,6 К. Эти кривые можно использовать для определения влияния величины а на МПФ системы путем выбора значений К. К — 0,25 мрад дает систему с номинальным разрешением

  1. 25 мрад и с граничной частотой ~ 4 мрад-1; при этом кривые МПФ соответствуют величинам а = 0,1, 0,125 и 0,15 мрад.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Гудмен Дж., Введение в фурье-оптику, изд-во «Мир», М., 1970.
  2. О’Нейл Э., Введение в статистическую оптику, изд-во «Мир», М .,1966.
  3. Bracewell R. N., The Fourier Transform and its Applications, McGraw- Hill, 1965.
  4. Duffieux P. М., L’integrale de Fourier et ses applications a l’Optique, Societe anonyme des imprimeries Oberthur, 1946.
  5. Schade О. H., Electro-Optical Characteristics of Television Systems,


 
« Система обслуживания и ремонта оборудования энергохозяйств промпредприятий   Совершенствование управления энергетическим объединением на основе локальных вычислительных сетей »
электрические сети