Реферат: Методы и средства цифровой коррекции изображения в оптико-электронных системах визуализации

В третьей главе кратко описаны системы, в которых использованы разработанные алгоритмы. Приводятся основные технические характеристики тепловизионных систем и комплексов «Сыч», «Скопа», «Шахин», «Модуль-МБ2», «Филин», «Аврора», разработанных в ОАО «ЦНИИ «Циклон». Большинство рассмотренных тепловизионных систем было построено на базе ПЛИС фирмы Xilinx. Некоторые системы построены на базе DSP-процессоров фирмы TexasInstruments. Схемы других приборов отличаются незначительно. В качестве дисплея (если он предусматривается конструкцией) используется OLED-дисплей. Для вывода на внешние средства отображения во всех приборах полученное изображение преобразуется в телевизионные форматы PAL или NTSC.

На рис. 2 показана последовательность обработки сигнала с матрицы при компенсации неоднородностей и шумов. Она может быть реализована конвейерно. Разработанные в диссертации алгоритмы позволили расширить функциональные возможности тепловизионных систем и комплексов. Традиционный линейный алгоритм автоматической регулировки усиления заменен на последовательность обработки изображения перед выходом, состоящим из алгоритмов оконтуривания и преобразования уровней яркости с помощью модифицированного гистограммного метода. Для работы алгоритма оконтуривания кроме изображения заранее подготавливается размытое изображение, формируемое с помощью линейного фильтра размытия с учетом адаптивной фильтрации. В системах осуществляющих мультиспектральное совмещение, пространственное преобразование производится только над одним из видеоизображений.

Рис. 2. Последовательность обработки сигнала с матрицы

Заключение

Результаты проведенных исследований и разработок позволяют сделать следующие основные выводы.

Применение многотабличной трехточечной калибровки в тепловизионных системах с микроболометрами позволяет обеспечивать требуемое качество изображения в широком диапазоне температур наблюдаемых сцен.

Для замещения дефектных элементов матрицы, компенсации шумов, повышения контраста и автофокусировки может быть построена система алгоритмов, реализуемая на базе общего фильтра размытия.

Для компенсации искажений равномерности дисперсии шумов по кадру после геометрических преобразований (масштабирование, поворот) равномерно зашумленных белым шумом изображений возможно использовать предложенный метод, основанный на использовании фильтра размытия.

Предложенный быстрый алгоритм автоматической регулировки уровней яркости эффективен для обработки в реальном масштабе времени изображений с широким диапазоном яркости.

Используя метод, основанный на сборе статистики по окружностям на изображении, можно построить алгоритм нахождения геометрического рассогласования двух кадров для произвольного угла их взаимного поворота.

Реализация и тестирование предложенных методов и программных средств повышения качества изображений подтверждают их эффективность для тепловизионных систем с неохлаждаемыми микроболометрическими матрицами.

Список научных работ по теме диссертации

1. Демидов В.М. Преобразование уровней яркости видеоизображения с широким диапазоном градаций. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, ‑ М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 212-221.

2. Демидов В.М. Компенсация неравномерности шума, возникающей при интерполяции. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, ‑ М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 235-242.

3. Демидов В.М. Яковлев М.Б., Снижение уровня шума на видеоизображении путем цифровой обработки. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, ‑ М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 243-247.

4. Демидов В.М. Критерии сопоставления качества фокусировки объектива. // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, ‑ М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 264-272.

5. Демидов В.М., Поляков А.Ю. Алгоритм пространственной стабилизации изображения с использованием свободных коэффициентов // в сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» вып. 2, ‑ М.: ЦНИИ «Циклон», 2007, с. 273 – 280.

6. Демидов В.М., Поляков А.Ю. Алгоритм пространственной стабилизации изображения // Научная сессия МИФИ-2007, Том 1, – 2007, с. 93 – 94.

7. Демидов В.М. Повышение точности определения геометрического рассогласования кадров видеопоследовательности при тепловизионной аэро- и космической съемке // «Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка» – 2008. №2. с. 168-175.