Стартовая >> Архив >> Системы тепловидения

Разрешение эквивалентных штриховых мир - 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
  1. Разрешение эквивалентных штриховых мир

На примере многих исследований показано, что наиболее важным единым параметром, характеризующим возможный уровень видения объекта с помощью системы, является разрешение различных штриховых мир, эквивалентных объекту. Такой подход справедлив независимо от природы имеющегося сочетания различных дефектов изображения. Он проиллюстрирован на фиг. 10.5 в предположении, что объект характеризуется критическим размером, определяемым размерами деталей объекта, существенных для его видения. В типичном случае этот минимальный габаритный размер проекции изображения объекта на плоскость, перпендикулярную линии наблюдения (фиг. 10.6). Штриховая мира, эквивалентная объекту, является одной из мир набора, в котором полная ширина мир равна критическому размеру объекта, а длина соответствует размеру объекта в направлении, перпендикулярном критическому.
На фиг. 10.7 показано несколько примеров влияния различных дефектов изображения на качество последнего. Объект один и тот же во всех случаях и характеризуется определенной средней кажущейся разностью температур черного тела АТ относительно фона. Объект имеет критический угловой размер 0С, так что он занимает часть поля зрения А системы, определяемую отношением QJA. На фиг. 10.7 система 1 ограничена случайными шумами, система 2 характеризуется недостаточным увеличением, параметры системы 3 ограничены МПФ, а системы 4 — растровой структурой изображения. В приведенном примере качество изображения в каждой последующей системе лучше, чем в предыдущей, и обеспечивает обнаружение в системе 7, классификацию в системе 2, различение в системе 3 и опознавание в системе 4.
Согласно теории, связывающей разрешение эквивалентной штриховой миры с видением объекта, качество видения можно предсказать, определив максимальную разрешаемую частоту эквивалентной миры, имеющей ту же кажущуюся разность температур АТ и наблюдаемой при тех же условиях, что и объект. Эта теория в несколько другом виде была впервые предложена Джонсоном [111, который пытался найти связь характеристик электронно-оптических преобразователей изображения в реальных условиях с с объективными лабораторными критериями.
Джонсон определил число разрешаемых штрихов, соответствующих критическому размеру объекта, для восьми типов военных


фиг. 10.5. Эквивалентные штриховые тест-объекты (миры).


Критический размер объекта.


Фиг. 10.7. Ограничения качества изображения различными характеристиками систем а — система I; б — система 2\ в — система з; *— система 4.

машин и стоящего человека. Широко известные теперь критерии Джонсона, усредненные по всем классам объектов, имеют следующие значения:


Качество видения

Число разрешаемых штрихов, требуемых для обеспечения 50%-ной вероятности правильного решения

Обнаружение

1,0±0,25

Определение ориентации

1,4±0,35

Различение

4,0±0,8

Опознавание

6,4±1,5

Эти критерии были непосредственно выведены из экспериментальных наблюдений и являются строгими только для безрастровой структуры изображения в электронно-оптических преобразователях.
Розелл и Вильсон [12] уточнили теорию, применив понятие воспринимаемого отношения сигнала к шуму, описанное в гл. 4. Они вывели выражения для условий разрешения штриховых мир на фоне аддитивных гауссовых шумов на экране телевизионного монитора и провели испытания для подтверждения теории. Они добавляли шумы к телевизионным изображениям автомашин, провели испытания с наблюдателями, чтобы определить зависимость вероятности различения и опознавания от воспринимаемого отношения сигнала к шуму, и построили графики полученных вероятностей в функции ожидаемых значений воспринимаемого отношения сигнала к шуму, требуемых для разрешения эквивалентных штриховых мир для каждого объекта. Розелл и Вильсон приняли, что для различения требуется разрешение 7-штриховой миры, а для опознавания — 11-штриховой.
Полученные результаты подтвердили простую теорию, согласно которой различение и опознавание объекта можно предсказать по разрешению эквивалентных штриховых мир. Эксперименты и полученные результаты подробно описаны в книге [1]. Строго говоря, эти данные применимы только для объектов, наблюдаемых на фоне шумов на телевизионном экране с числом строк 525 при условии, что в остальном телевизионное изображение идеально. Для широкого многообразия стандартов разложения, используемых в системах FLIR, эти данные могут и не быть справедливыми. Вильямс [13] провел аналогичные эксперименты с системами FLIR с обработкой изображений па ЭВМ и нашел, что степень различения хорошо согласуется с числом разрешаемых штрихов, укладывающихся в критическом размере объекта. Эти результаты можно использовать независимо от степени влияния на качество изображения растровой структуры, разрешения, контраста и шума; они подробно описаны в разд. 10.9.



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