SciNetwork › SCI Библиотека

Диссертация: МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЦИФРОВОЙ КОРРЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Скачать

Информация о документе

Формат документа
PDF
Кол-во страниц
22 страницы
Загрузил(а)
Ильина Галина
Ильина Галина
Лицензия
—
Доступ
Всем
Просмотров
21

Предпросмотр документа

1
2
3
20
21
22

Информация о диссертации

Место защиты (город)
Россия, Москва
Ведущая организация
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики
Научный руководитель
доктор технических наук Тарасов Виктор Васильевич
Учёная степень
Кандидат наук
Год публикации
2008
Автор(ы)
Демидов Владимир Михайлович
Тема диссертации
05.11.07 Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
Ключевые фразы
цифровая коррекция изображения, оптико-электронные системы (оэс), визуализация
Актуальность проблемы

Одной из наиболее явных тенденций развития современных оптико-электронных систем визуализации, и, в частности, тепловизионных, является использование в их составе матричных приемников излучения. В последние годы все большее распространение в таких системах находят неохлаждаемые болометрические матричные
приемники (микроболометры). Микроболометры, как правило, не требуют криогенной системы охлаждения, и, следовательно, тепловизионный модуль имеет меньшие энергопотребление, габариты и массу. Производство
микроболометрических матриц на основе оксида ванадия или на кремниевой основе значительно дешевле, чем охлаждаемых фотоприемников. Однако, применение матричных приемников излучения, в частности, микроболометрических, ведет к необходимости учета и компенсации ряда факторов, связанных с дискретностью структуры приемника, заметно влияющих на качество получаемых изображений. К ним относятся искажения из-за дискретизации изображения наблюдаемой сцены, из-за неоднородности параметров и характеристик отдельных чувствительных элементов матричных приемников. К недостаткам микроболометрических матриц относится также высокий уровень шума.

Цель работы

Целью работы является разработка алгоритмов цифровой обработки, позволяющих улучшить качество тепловизионого видеоизображения, получаемого при помощи микроболометрической матрицы.

Основные задачи

  1. анализ и совершенствование методов компенсации неоднородности параметров и характеристик элементов микроболометрической матрицы;

  2. разработка алгоритмов компенсации шумов и образования высококонтрастных изображений, получаемых с помощью микроболометрической матрицы;

  3. разработка метода определения взаимного сдвига, масштабирования и поворота двух кадров видеоизображения.

Научна новизна

  1. обосновано применение трехточечной многотабличной калибровки для существенного улучшения качества изображения в тепловизионных системах на основе микроболометрических матриц;

  2. построена система алгоритмов (замещения дефектных элементов матрицы, компенсации шумов, повышения контраста, автофокусировки), использующая результаты применения общего для всех них фильтра, что позволяет оптимизировать вычислительный процесс;

  3. обнаружено наличие искажений равномерности по всему кадру дисперсии шумов после геометрических преобразований (масштабирование, поворот) равномерно зашумленных белым шумом
    изображений;

  4. разработан быстрый алгоритм автоматической регулировки уровней яркостей, который эффективен в случае обработки изображений с широким диапазоном яркостей;

  5. разработан алгоритм поиска и коррекции геометрического рассогласования двух кадров для произвольного угла их взаимного поворота.

Список источников

Результаты проведенных исследований и разработок позволяют сделать следующие основные выводы.

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

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

  3. 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.

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

  5. 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.

SciNetwork › SCI Библиотека