Реферат: Методика моделирования тепловизионных изображений

Если эти выражения записать соответственно обозначениям, принятым в разделах 2.1 и 2.2 для каждого элемента разложения кадра, то получим:

U₁ ^н (N, L) = 1 + P(N, L) × cos2×t ;

( 73 )

U₂ ^н (N, L) = 1 + P(N, L) × sin2×t .

Как уже отмечалось, для формирования модели изображения очень важной является задача преобразования объёмного объекта в плоский кадр. В разделах 2.3 и 2.4 это преобразование проведено через координаты q и j сферической системы координат, связанные с элементами разложения кадра по строкам L и элементами в строках N на основе геометрических и логических связей.

Для модифицированной модели можно использовать в качестве системы преобразования объёмного объекта в плоский кадр декартову систему координат.

Пусть тепловизионная система с поляризационной насадкой строит кадр с изображением объекта, которому соответствует в плоскости объекта поле зрения с размерами по вертикали - ( z_k -z_н ), а по горизонтали - ( y_k - y_н ), где z_k , z_н , y_k , y_н - конечные и начальные координаты поля зрения в системе координат объекта

( рис.6 ). Причём, расположение по вертикали вдоль оси OZ и по горизонтали вдоль оси OX, что соответствует геометрии наблюдения объекта по рисунку 6. Здесь показан общий принцип системы построения кадра. Более конкретное преобразование объекта в кадр будет представлено для каждого объекта конкретно.

2.7. Оптико-математическая модель поляризационных

изображений с учётом эллиптичности поляризации

теплового излучения.

Все выводы, приведённые выше, представлены для частично линейно-поляризованного излучения. В случае эллиптично-поляризованного излучения окончательные формулы будут иметь иной вид.

Если обозначить эллиптичность через g, то для линейно-поляризованного излучения g=0, а для эллиптично-поляризованного g имеет значения, которые отличны от нуля. Поэтому вектор-параметр Стокса для эллиптично-поляризованного излучения в нормированном виде представляются как:

é 1 ù

U(N, L) = U₀ |P(N, L) × cos2×t × cos2×g | . ( 74 )

| P(N, L) × sin2×t × cos2×g |

ë P(N, L) × sin2×g û

После вывода, аналогичного случаю линейно-поляризованного излучения можно получить выражения для нормированных видеосигналов U₁ ^н и U₂ ^н для эллиптично-поляризованного излучения:

U₁ ^н = 1 + P × cos2×g × cos2×t ;

U₂ ^н = 1 + P × cos2×g × sin2×t . ( 75 )

Таким образом, на основании формул ( 75 ) и ( 16 ) - ( 19 ) можно формировать оптико-математические модели поляризационных тепловизионных изображений объектов с учётом эллиптичности поляризации излучения.

2.8. Модифицированная формула моделирования

изображения диска, сферы и эллипсоида.

Модифицированная модель изображения предполагает иное, чем в разделе 2.3 преобразование объёмного тела, наблюдаемого тепловизионной системой, в плоский кадр с изображением этого объекта, поэтому для пояснения процесса преобразования воспользуемся рис.6. Из данного рисунка видно, что ( z₀ , y₀ ) - это координаты центра объекта и кадра, R - радиус самой сферы, а r_t - радиус-вектор плоского кадра, связывающий координаты вертикали Z и координаты горизонтали Y с центром элемента разложения кадра. Из геометрических связей можно определить r_t :

.

r_t = Ö( y-y₀ )² + ( z-z₀ )² . ( 76 )

Элементу разложения кадра dS’ с координатами ( y, z ) будет соответствовать элементарная площадка поверхности сферы с координатой Х. Поскольку уравнение сферы в декартовой системе координат, с геометрией наблюдения, аналогичной рис. 7, имеет вид:

x² ( y-y₀ )² ( z-z₀ )²

f( x, y, z ) = ---- + --------- + --------- = 1, ( 77 )