Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Якушенков Ю.Г. -> "Теория и расчет оптико-электронных приборов" -> 122

Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.

Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов — М.: Логос, 1999. — 480 c.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка): teoriyairaschetelektronnihpriborov1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 188 >> Следующая


Процесс селекции движущегося объекта можно разбить на две стадии:

обработка изображения поля (поля изображений) в целях выделения полезного сигнала - изображения объекта и подавления (уменьшения) посторонних изображений;

слежение за объектом для идентификации его.

Рассмотрим сначала алгоритмы решения первой стадии общей задачи.

Алгоритм временного дифференцирования (АВД). Это — известный и кратко описанный выше алгоритм, применяемый в радиолокации и в ОЭП [13, 37]. При относительном взаимном перемещении поля объектов и элемента анализатора изображений сигнал, снимаемый с этого элемента, изменяется во времени. Дифференцируя полученный временной сигнал путем его выборки в отдельные моменты времени и выделения соответствующих разностей, для элемента с центром в точке (х, у) в момент времени п можно получить сигнал

JV

Un{x,y) = Y,Piun-i{x'y)>

1=0

где N определяется порядком дифференцирования; р. — вес сигнала, поступающего на вход элемента в і-й момент времени; ипЧ(х, у) — выборка сигнала с элемента (х, у) во времени.

335 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

Значения весов при различных порядках дифференцирования выбирают такими же, как и в рассмотренном выше (см. §11.5) случае пространственной фильтрации: при дифференцировании 1-го порядка: +1, -1; 2-го порядка: -1/2, +1, -1/2; 3-го порядка: -1/3, +1,-1, +1/3; 4-го порядка: +1/6, -2/3, +1, -2/3, +1/6. Например, дифференцирующий фильтр 2-го порядка даст выходной сигнал Un(x,y) для элемента (х, у) вида

Un [х, у) = -1 Un (х, у) + Un^1 (х, у)-~ ип_2 (х,у).

Легко видеть, что, как и при пространственной фильтрации, при постоянном входном сигнале выходной сигнал Un(x,y) будет равен нулю.

Алгоритм пространственного дифференцирования (АПД). Принцип действия простейшего фильтра, реализующего АПД, может быть пояснен с помощью рис. 11.11. Пусть некоторое поле изображений, состоящее из MxN элементов, просматривается совокупностью KxL элементов (KviL — нечетные числа), на рис. 11.11 — «окном» из 3x3 элементов. В момент времени tn на центральный элемент «окна» поступает сигнал ип(х, у), т.е. координаты центра этого элемента — (х, у). На рис. 11.11 для момента времени tn принято обозначение ип(х, у) = Uxy= и22. В логической схеме, показанной нарис. 11.11, б, этот сигнал вычитается в сумматорах ? из сигналов, снимаемых с каждого из элементов KxL «окна» во время предыдущего кадра (в предыдущей выборке значений поля изображений элементами KxL «окна»). На выход проходит только сигнал, образующий наименьшую разность. Это позволяет исключить из дальнейшей обработки такие детали (объекты) в поле изображений, которые остаются постоянными во времени (не меняют своего положения).

«и

І) (и»]п

Рис. 11.11. Пространственно-временное дифференцирование изображений: а — анализирующее многоэлементное окно; б — схема устройства для обработки

сигнала

336

и<1 uIl "а
uIt "п ии
"Jt ип "33

K-L' J

Глава 11. Фильтрация сигналов в оптико-электронных приборах

Представленный на рис. 11.11 фильтр осуществляет дифференцирование 1-го порядка. Выходной сигнал для него определяется как

Un (х,у) = min[u„_2 (k,l)-un(x,yj\, (11.28)

где

K-I^ K-I L-I L-I

X--<k<x +-; у--<1<у +

2 2 2 *2

В общем случае, т.е. при произвольном порядке дифференцирования, вместо (11.28) можно записать

Un (x,i/) = minj un,r (k,l)-un(x,y)\,

где k и I определяются так же, как и для (11.28); г — целое число, причем оно может быть и больше и меньше п, если обрабатываются и последующие за tn кадры (поля изображений) и предшествующие этому моменту. Если осуществляется двустороннее дифференцирование первого порядка, то значения г соответственно равны +1 и -1.

Если пространственный фильтр из KxL элементов, осуществляющий дифференцирование 1-го порядка, просматривает поле из MxN элементов, то в память логического устройства или ЭВМ заводится KxLxMxN значений. При увеличении KviL, что позволяет улучшить качество фильтрации, например снизить влияние вибраций основания, на котором располагается ОЭП, требования к емкости памяти могут заметно возрасти. То же происходит и при увеличении просматриваемого поля, т.е. MkN, и при повышении порядка дифференцирования.

Пиковое детектирование. При этом алгоритме каждый элемент поля в последовательных временных выборках (в последовательных кадрах) рассматривается как центр окна из KxL элементов. Сигнал, снимаемый с элемента (х, у), сравнивается с сигналами со смежных элементов, образующих KxL окно с центром в (х, у). Если сигнал в любом из смежных элементов больше, чем в центральном, то выходной сигнал UJx, у) с центрального элемента принимается равным нулю. В противном случае он принимает значение, равное входному сигналу У)-

Пороговое ограничение. Здесь амплитуда входного сигнала в каждой точке поля (каждом элементе) сравнивается с некоторым заранее устанавливаемым порогом. Если этот сигнал меньше порога, то выходной сигнал UJx, у) принимается равным нулю, а если он больше порога или равен ему, то UJx, у) ~ u Jx, у).
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 188 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed