Реферат: Методика моделирования тепловизионных изображений

Подставив формулу ( 55 ) в выражения ( 54 ), получим :

.

( n* r_н ) =1 / Ö 1 + k² , ( 56 )

( n _xy ×i ) = cosj. ( 57 )

Тогда

.

P’(N, L) = [ 1 - 1 / Ö 1 + k² ]× cosj. ( 58 )

Таким образом, формула ( 58 ) является оптико-математической моделью поляризационного тепловизионного изображения конуса. При этом угол j связан с номером строки L и с номером элемента строки N кадра зависимостью:

j = arctg[( L - L₀ ) / ( N - N₀ )]. ( 59 )

Эта формула получена на основе геометрии перевода объёмного изображения на плоский кадр и логических рассуждений.

2.5. Анализ результатов исследования поляризационных

тепловизионных изображений объектов простой формой.

Практической целью моделирования поляризационных тепловизионных изображений объектов является распознование их формы внутри контура. Если проанализировать полученные модели изображений эллипсоидов с различными значениями коэффициента сжатия k, то можно заметить по поверхности сферы равномерное распределение степени поляризации Р’ от 0 до 1 вдоль горизонтальной линии от центра к краю и от 0 до -1 вдоль вертикальной линии от центра к краю.

По мере вытягивания эллипсоида ( к >1 ) область небольших по модулю значений степени поляризации | P’ | < 0.09 снижается , при этом область значений 1< | P’ | < 0.09 расширяется. При сжатии эллипсоида наблюдается обратная картина. Так для диска почти по всей поверхности значения P’ близки к нулю и только область, близкая к краю, занята значениями | P’ |, близкими к 1.

Поляризационные тепловизионные изображения конуса также дают возможность интерпретации его формы внутри конуса. Распределение степени поляризации в модели диска, полученное по формулам для сильно сжатого конуса аналогично распределению в модели, полученной по формулам для сильно сжатого эллипсоида. Однако модель самого конуса имеет очевидное отличие от объектов в виде эллипсоида по распределению степени поляризации. Здесь наблюдаются одинаковые значения степени поляризации вдоль выбранного диаметра. Причём, чем более вытянут конус, тем больше в модели изображения области с | P’| близкими к 1 и наоборот.

Таким образом, приведённый анализ поляризации тепловизионных изображений объектов показал, что имеется существенная зависимость формы объектов внутри их контура от значений степени поляризации P’ по наблюдаемым участкам поверхности объектов.

2.6. Модифицированный метод моделирования

поляризационных тепловизионных изображений.

В приведённых выше математических выкладках для вывода основных формул моделирования поляризационных тепловизионных изображений использовались поляризационные свойства собственного излучения объекта. Эти свойства обычной тепловизионной обработкой выделить невозможно, поэтому необходимы дополнительные технические средства в качестве анализатора поляризационного излучения. Таким анализатором может служить поляризационный фильтр, азимут поляризации которого будет изменяться от 0⁰ до 360⁰ . Формировать оптико-математическую модель изображения тепловизионной системы с поляризационным фильтром можно модифицированным методом моделирования не основе вектор-параметра Стокса и влияния на излучение от объекта поляризационного фильтра. Причём исходным выражением для видеосигнала будем считать:

l₂

( N, L ) = ( 1/ p)×w ×cosy(N,L)×dS(N,L)×òS_l ×W(l,T,y,z)×t₀ (l)×t_a (l)×dl ( 60 );

l₁

Вектор-параметр Стокса, описанный в разделе 2.1 формулой ( 4 ), в нормированном виде выглядит следующим образом:

é 1 ù

U_j (N, L) = U⁰ ×| P × cos 2 × t | ( 61 );

| P × sin 2 × t|

ë 0 û

где U⁰ - суммарный видеосигнал при азимутах поляризации излучения t=0⁰ и t=90⁰ . U⁰ = U₀ + U₉₀ ;

P - степень поляризации излучения;