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

51554. Сценарий нового года для 5-11 классов 67 KB
  Галя: да ничего а где Маша Саша: она пошла папу и Николая Олександровича искать. после этого идет погода потихоньку все уходят первыми уходят Коля и Петр потом Маша и Саша остаются только Галя и Таня они с удивлением смотрят погоду Погода: Я Дмитрий Джуджула и прогноз погоды на завтра я расскажу вам какими будут температура и ветер внимательно послушайте что вам следует что бы у вас самих не было высокой температуры и ветров:1 гидрамикробинзофикат калия если у вас сильный кашель температура сорок и вам за семьдесят то...
51556. Программные средства учебного назначения и тенденции их развития 55.5 KB
  Демонстрационные программы предназначены для обучения теоретическому материалу. Контролирующие программы Эти программы можно использовать в любой дисциплине при сходном рубежном или итоговом контроле знаний. Обучающие программы Программы данного типа особенно эффективны когда изучаемый материал можно разбить на небольшие порции поддающихся контролю. Профессиональные программы Эти программы применяются для предоставления учащимся самостоятельной уч.
51557. Створення блогу в Інтернеті 38 KB
  Зареєструйте власну безкоштовну поштову скриньку на сервері служби Gmаil. Для цього з порталу пошукової системи Google клацніть мишою на верхній панелі Google на надпис Gmаil або знайдіть в Інтернеті цю саму стартову сторінку поштової служби Gmil . Для цього посиланням Зареєструватися в Gmаil створіть свій аккаунт обліковий запис. На стартовій сторінці Gmаil буде вікно в яке треба ввести свої дані: Ім’я Андрій Прізвище Колос Ім’я скриньки на сервері gmil.
51558. У чому виявляється милосердя 13.67 MB
  Мета уроку. Навчити учнів пояснювати поняття милосердя альтруїзм егоїзм; наводити приклади милосердя у вчинках висловлювати власне розуміння милосердя та співчуття характеризувати прояви егоїзму у власній поведінці та поведінці інших; формувати навички проявів альтруїзму; розвивати потреби гуманістичної спрямованості; виховувати гуманізм. Засоби мультимедіа вислови про милосердя ілюстрації до теми. Проблемні питання запис на дошці: Що таке милосердя Кого називають альтруїстом а кого ―...
51560. Призначення і функції програми оболонки MS DOS Norton Commander. Запуск програми. Отримання допомоги. Вказівки для роботи з файлами та каталогами 2.34 MB
  У рядку міністатусу панелі що не є поточною виводиться інформація про той файл або підкаталог який стає виділеним після натискання на клавішу Tb. Щоб зробити поточною іншу панель слід натиснути на клавішу табуляції позначену Tb . Якщо натиснути і утримувати клавішу Сtrl то ви побачите що команди на рядочку статуса змінюються тобто їх стане ще десять а якщо натиснути і утримувати клавішу Аlt то ви спостерігатимете ще зміни тобто команд стане ще десять. ВИХІД З NС Для виходу з NС потрібно натиснути клавішу F10.
51561. Следствие ведут первоклашки или прощание с первым классом 73 KB
  Оборудование: Папки первоклассников портфолио Красочный конверт Цветиксемицветик с загадками Звёзды с задачами Красивый мешочек с песком Телеграмма для Бабы Яги Канат Табличка Лесная налоговая инспекция Счёты для Кощея Ларец со смертью Кощея в мягкую игрушку зайца зашить игрушку утку а неё зашить зубочистку Сейф Разрезанное на буквы слово КАНИКУЛЫ Школьный звонок Плакат Кафе Ура каникулы Угощение для детей Костюмы для персонажей Действующие лица: Василиса Прекрасная Звездочет Баба Яга...
51562. Турбота про здоров’я. Особиста гігієна 50 KB
  Виховати санітарну культуру прагнення зберегти своє здоров’я. Формувати стійкі мотиваційні установки на здоровий спосіб життя. Хід виховного заходу Вступне слово вчителя: Зрозуміло всім відомо що приємно бути здоровим.