38924

Измерение параметров оптического изображения

Контрольная

Физика

Таким образом в процессе вывода зарядов из ФЭП осуществляется второй этап преобразования: где – емкость выходной структуры ТВД.9 можно записать в виде Здесь в явной форме представлено соотношение между амплитудой сигнала от объекта и освещенностью создаваемой объектом на входе ФЭП. Амплитуда видеосигнала ; ток сигнала на выходе ФЭП; нагрузочное сопротивление коэффициент усиления видеоусилителя. Для описания свойств ФЭП как преобразователя световой энергии в энергию электрического...

Русский

2013-09-30

202.44 KB

0 чел.

ИТВС

3. Измерение параметров оптического изображения

Измерение параметров в ТИС производится косвенным образом, через измерение параметров видеосигнала, сформированного на выходе ТВД. Если рассматривать процесс образования видеосигнала, как функции времени, на выходе ТВД упрощенно, то можно выделить два этапа:

На первом этапе оптическое изображение преобразуется в зарядовый рельеф функцию дискретных пространственных аргументов i и j. Величина накопленного заряда, снимаемого с i-того элемента j-той строки, определяется выражением:

где – интегральная токовая чувствительность фотоприѐмника; - время  накопления; i,j – координаты  фоточувствительного элемента; и – размеры  фоточувствительного  элемента по горизонтали  и  вертикали  соответственно. В  большинстве ТВД  на  выходе  образуется  видеосигнал  как  функция  одной переменной  t.  Таким  образом,  в  процессе  вывода  зарядов  из  ФЭП осуществляется второй этап преобразования:

где – емкость выходной структуры ТВД.

Определение координат изображения и по  видеосигналу.  В  качестве  примера  рассмотрим  измерение параметров  изображения  малоразмерного  объекта. Пусть изображение  объекта  расположено  на  расстояниях    и   относительно  координатных  осей.  При  разложении  изображения  в момент времени  t происходит совмещение развертывающей апертуры с  изображением  объекта,  размер  которого  равен  размеру  элемента (точечный  объект); при  этом  мгновенное  значение  видеосигнала максимально  и  равно  .  В  случае  линейной  построчной  развертки справедливо соотношение

где j – порядковый номер строки, в которой зафиксировано появление импульса от объекта;   – интервал времени от начала данной строки до момента  достижения  импульсом  объекта максимального  значения . Учитывая,  что  начальным  пунктом  развертки  является  точка  с координатами  , с  которой  центр  апертуры  совмещается  в момент  времени  t=0,  а  развертка  производится  со  скоростью    по горизонтали и по вертикали, получим для координат изображения объекта:

Рисунок 1.13. К определению координат точечного объекта

Далее  перейдем  к  определению  освещенности  создаваемой объектом на входе ТВД. Выходное устройство преобразует зарядовые пакеты в напряжение или ток.  

Рисунок 1.14. Схема формирования видеосигнала ТВД

Для  фиксированного  элемента  изображения,  совпадающего  с изображением малоразмерного  объекта,  выражение  (1.9)  можно записать в виде

Здесь в  явной  форме представлено соотношение между амплитудой сигнала от объекта и освещенностью , создаваемой объектом на входе ФЭП.

Амплитуда видеосигнала - ; ток сигнала -   на выходе ФЭП; нагрузочное сопротивление - , коэффициент усиления - видеоусилителя. Для описания свойств ФЭП как   преобразователя   световой   энергии   в   энергию  электрического сигнала вводится световая характеристика  (или характеристика свет  - сигнал):

На  основании  рисунка  1.14  с  учетом  (1.14)  выражение  (1.13) можно уточнить и привести к  виду , откуда следует

Эта  формула  представляет  обратную  световую  характеристику (или  характеристику  сигнал-свет)  ТВД.  При  этом  функция обратна функции , а аргументом функции является ток сигнала

Для  большинства  современных  ФЭП  точные  аналитические выражения  световой  характеристики  (1.14)  неизвестны. На  практике пользуются  экспериментально  полученными  световыми характеристиками  ФЭП,  которые  в  некоторых  случаях могут быть аппроксимированы сравнительно простыми выражениями. Наиболее часто используется аппроксимация световой характеристики ФЭП степенной функцией вида

.

где - коэффициент пропорциональности, учитывающий чувствительность и режим работы ФЭП, а также стандарт разложения, А/лк; - коэффициент нелинейности световой характеристики ФЭП, зависящий от типа прибора и режима его работы.

Рисунок 1.15 Световые характеристики ТВД

Выражение (1.15) для обратной световой характеристики ТВД с учетом (1.16) можно привести к виду

где коэффициент пропорциональности

учитывает свойства ТВД, включая параметры ФЭП.

Измерение фактически означает измерение яркостной координаты цвета изображения объекта. Для изображения объекта размером в один элемент имеем:

Для получения полной информации о цвете изображения одного измерительного канала недостаточно. Телевизионные датчики, предназначенные для цветного телевидения, строятся по

трехканальной схеме, один из возможных вариантов которой приведен на рисунке 1.16.

Рисунок 1.16. Схема формирования цветного телевидения

Схема содержит три идентичных канала формирования сигналов цветности , общий объектив и светоделительное устройство, состоящее из двух полупрозрачных зеркал 1 и отражающего зеркала 2. Каждый канал выполнен по схеме, приведенной на рисунке 1.14. Светоделительное устройство разделяет световой поток с выхода объектива на три равные части и направляет его на входные окна ФЭП каждого из трех каналов. Растры всех трех ФЭП совмещены, т. е. опрос элемента с одним и тем же порядковым номером во всех трех изображениях производится одновременно.

Чтобы сигналы цветности содержали информацию о цвете изображения , необходимо выбрать спектральные характеристики чувствительности ФЭП каналов равными соответственно . При расчете цветовых координат справедливы формулы (1.16)—(1.18), а выражение (1.19) для канала , имеет вид

где учтено трехкратное ослабление светового потока на входе ФЭП при светоделении, а через , обозначен компонент светового потока на входе ФЭП, пропорциональный координате (аналогично для и для ).

Выводы:

- координатная информация о точечном объекте заключена во временном положении вершины видеоимпульса от объекта относительно начала строчной и кадровой разверток;

- яркостная информация об объекте заключена в амплитуде этого видеоимпульса;

- информация о цветности объекта (трехцветные коэффициенты ) заключена в соотношении амплитуд сигналов на выходах трехканального ТВД цветного изображения.

Таблица 1.6


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34521. Мотив клоунады в произведениях писателей ФРГ 17.7 KB
  Широкая известность почти молниеносно распространившаяся за пределами Германии пришла к Грассу с его первым романом Жестяной барабан 1959 и укрепилась после повести Кошкимышки 1961 и романа Собачья жизнь 1963 составивших своеобразный эпический триптих об истории Германии XX в. истории грассовского поколения немцев. Как и Бёлль Грасс отчетливо ощущает роковую преемственность в этой истории неслучайность историческую обусловленность прихода фашистского варварства. И все же творчество Грасса принципиально новый этап в...
34522. Рабочая тема в послевоенной литературе (английский «рабочий» роман, «Группа 61» и творчество М. Грюна) 18.55 KB
  Грюна Значительным явлением в литературной жизни послевоенной Англии стали романы о рабочих. критически освещающих проблемы жизни рабочих. Острокритический роман Светляки и пламя 1963 Два письма Поспишилу 1968 Местами гололед 1973 Жар под золой 1979 о жизни рабочих в ФРГ; политический роман Лавина 1986. В романе фон дер Грюна Местами гололед 1973 критика социального угнетения рабочих на современном капиталистическом предприятии перерастает в критику политического режима.
34523. Пути развития послевоенной американской драматургии 19.82 KB
  Н а убогую окраину огромного города в дом к Стэнли Ковальскому приезжает сестра его жены – Бланш Дюбуа. Бланш осталась в поместье и боролась за его существоавние. Позади – неудачное замужество муж оказался гомосексуалистом покончил с собой узнав что Бланш раскрыла его тайну; потеря честного имени; в отчаянии Бланш приезжает к сестре. Когда она уезжает в родильный дом Стэнли насилует Бланш и Бланш сходит с ума.
34524. Американский антивоенный роман 15.26 KB
  Его первый роман Пункт 22 1962 роман о войне но одновременно романметафора по словам автора об Америке 50х и 60х и 70х. Главный герой романа капитан Йоссариан вынужден жить в одной палатке с мертвецом: солдат давно погиб но его не признают погибшим ибо отсутствует соответствующий документ. В языке и в композиции романа не случайно преобладает прием навязчивого повтора dej vu.
34525. Личностная пробле6матика в американском романе 60-70х гг. Поиск героя (Д.Апдайк, С.Белооу, У.Стайрон, Д.Гарднер и др) 20.93 KB
  Гарднер и др Проза Апдайка относится к числу самой популярной в послевоенное десятилетие. Апдайка Кентавр принадлежит одновременно к мифологическому и вместе с тем растущему из земли искусству. Но упорядочивать роман Апдайка таким способом нельзя:. Но книга Апдайка не ребус рассчитанный лишь на изощренную сообразительность и специальные знания.
34526. «Черный юмор» в литературе США (Д.Хеллер, К.Воннегут, Д,Барт, Данливи и др.) 18.72 KB
  1н из них Билли Пилигрим становится процветающим оптометристом в провинц. Билли совершает путь пилигрима наоборот от главного самого страшного в жизни события все глубже в духовное небытие и дальше на фантастическую планету Тральфамадор где культивируется философия нивочтоневмешательства. Такова структура данного момента отвечают Тральфамадорцы на все почему Билли. Билли в общемто и сам всегда жил по тральфамадорским правилам.
34527. Своеобразие сюжетно-композиционной организации романа Гарднера «Осенний свет» 17.46 KB
  Роман Осенний свет 1976 состоит из двух книг. Лучшее произведение Гарднера роман Осенний свет где автор виртуозно стыкует будничную житейскую историю ссоры между братом и сестрой на вермонтской ферме и сенсационный боевик о кровавом соперничестве двух контрабандистских шаек. И пожалуй что в романе Гарднера Осенний свет отчётливо заявляет о своем присутствии семейная мысль.
34528. Проблематика общества потребления и её воплощение в французской литературе (Ж. Перек) 18.44 KB
  Жорж Перек 1936 1982 стал известен благодаря публикации романа Вещи 1965. Перек сначала написал роман Исчезновение 1969 в котором рассказывается о всевозможных исчезновениях но самым главным остается исчезновение буквы е из текста романа. Вслед за тем появился роман Возвращающиеся 1972 где наряду с другими возвращающимися обнаружилась буква е употребляемая где попало лишнее е и в названии романа. Перека относится к шозизму характерному для 60 х годов французской литературы 20 века рассмотрим концепт романа и его...
34529. Своеобразие драматургии Пиранделло 19.53 KB
  в том же году писатель женится на Антуаньетте Портулато дочери компаньона отца от брака с которой у него было двое сыновей и дочь. Теоретические и эстетические взгляды на искусство писатель изложил в двух книгах 1908 г. писатель работал в основном в жанре романа и новеллы: однако после 1915 г. Писатель срывал со своих персонажей маски освобождал от иллюзий придирчиво исследовал их интеллект и личность.