PostHeaderIcon СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ИКС «СМОТРЯЩЕГО» ТИПА

Структурная схема обработки сигналов в ИКС «смотрящего» типа на рис. 9.1 более подробна, чем та, что в самом общем виде рассматривалась в гл. 1. Входной аналоговый оптический сигнал, условно представленный на рис. 9.1 в виде двумерного распределения яркости Ь(х, у), преобразуется оптической системой (объективом) с функцией рассеяния точки ЯогггС*^) в двумерное распределение освещенности Е{х, у) на чувствительном слое МПИ. После дискретизации изображения путем выборки отдельных его элементов и ос­реднения амплитуд сигналов по площади каждого элемента чувствительного слоя МПИ, производящего пространственную выборку, эти сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квантующий их по уровню. Затем образованное таким образом цифровое изображение фильтруется. На заключительном этапе преобразований выходной сигнал реконструируется, т. е. возвращается к аналоговой форме, и отображается на дис­плее или каком-либо другом устройстве. Знак «*» на рисунке обозначает свертку функции, знак «х» — умножение, а знак «+» — сложение. Функции %(■) с разными индексами обозна­чают импульсные реакции отдельных звеньев системы на воздействия в виде дельта­функций, преобразования которых по Фурье представляют собой частотные характеристи­ки этих звеньев. На рис. 9.1 показаны не все возможные звенья системы, а лишь принципи­альные с точки зрения рассматриваемых вопросов. Шумы ФПУ, включая шумы схемы считывания сигналов с элементов МПИ, приведены к выходу ФПУ. Блок реконструкции, т. е. преобразования цифрового дискретного электронного изображения в аналоговую фор­му, и система отображения показаны раздельно, хотя часто последняя выполняет не только преобразование электронного изображения в видимое оптическое, но и реконструкцию изображения.

После краткого рассмотрения схемы на рис. 9.1 можно отметить, что преобразова­ние сигналов, приходящих на вход ИКС «смотрящего» типа, характеризуется следую­щими тремя основными процессами:

8 Инфракрасные системы «смотрящего» типа

МПИ и схема считывания

Л.

N

Элемент чувствительного слоя ФПУ

7

Ё&.у)

Эго *<Х’У) <**х. у)

Х, у^(х. у) [*.»1&зО*Уэ(^)]М^)

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ИКС &#171;СМОТРЯЩЕГО&#187; ТИПА

Оптическая система (объектив) Е(х, у)=5^(х, уУ= Цх. у) _ — Дзд)*&пт (х>У)

 

Г

Ёот(Х. У)

 

Г

 

—КЗ

АЦП,

Квантующий

Сигнал

 

Фотоприемное устройство (ФПУ)

 

III ФПУ

 

Цифровой Блок (фильтр) Система отображения

Фильтр реконструкции (дисплей)

Ф, у) ^ ^ ФУ) 5и(х, у)

Г

£со(*Л0

подпись: г
£со(*л0
♦©———- И^ь-

Ушкв £ф(х>У)

-к*.

Рис. 9.1. Структурная схема модели ИКС «смотрящего» типа с цифровой обработкой изображения

— размытием изображения (аналогового сигнала) до его выборки, которое обуслов­лено дифракцией и аберрациями в оптической системе, возможными вибрациями изо­бражения, конечностью размеров и формой чувствительного элемента приемника излу­чения, осуществляющего выборку и осреднение сигнала;

— выборкой изображения, т. е. представлением его конечным числом функций (сово­купностью дискретных амплитуд сигнала в отдельных точках размытого до выборки изображения) и получением изображения в цифровой форме, при этом в спектре сигна­ла могут появиться побочные гармоники (спектры), приводящие к «ложным» изобра­жениям (подробнее см. далее);

— реконструкцией цифрового сигнала в аналоговую форму с помощью электронного фильтра, системы отображения (дисплея) и зрительного аппарата человека-наблю — дателя.

Перед тем, как рассматривать электронный тракт (аппаратно-программный блок ИКС) и систему отображения, целесообразно проанализировать некоторые специфи­ческие для ИКС «смотрящего» типа методы обработки изображений и сигналов: про­странственную выборку двумерных сигналов и микросканирование изображения, а
также вкратце остановиться на фильтрации и реконструкции цифрового сигнала, т. е. на «возвращении» ему аналоговой формы.

Оставить комментарий

..

Январь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Мар    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

Мастерская Своего Дела - msd.com.ua