Устройство формирования цифрового панхроматического и мультиспектрального изображения

Устройство формирования панхроматического и мультиспектрального цифрового изображения
Область техники, к которой относится предложение
Предложение относится к устройствам для управления интенсивностью, цветом, фазой, поляризацией или направлением света, исходящего от независимого источника предназначенных, в частности, для формирования панхроматического и мультиспектрального цифрового изображения в оптико-электронных системах, установленных на летательных аппаратах. Предложение может быть использовано в области радиационной пирометрии, при измерении цветовой температуры и испытаниях оптического оборудования летательных аппаратов.
Уровень техники
Известно устройство для дистанционного измерения оптико-физических параметров объекта, которое содержит первый и второй линейные поляризаторы, совмещенные с ослабителем и циркулярным поляризатором и жестко установлены в турель, закрепленную на оси двигателя вращения, а светофильтр, объектив и многоэлементный приемник излучения установлены последовательно и оптически связаны между собой. [Патент РФ 2156453, МПК G01N 21/21, опублик. 20.09.2000]. Устройство позволяет распознавать объекты с сверхблизкими параметрами и получать данные о микрофизических структурных особенностях объектов.
Известно устройство для изучения физических свойств излучений, содержащее модулирующие поляризационные элементы, которые различаются по расположению, и последовательно перемещаются по пути светового пучка во время операции измерения оптических характеристик [Патент США 4647207, МПК G01B 11/06, опублик. 03.03.1987].
Наиболее близким по назначению и устройству является устройство для формирования телевизионного изображения в средах с рассеиванием, содержащее источник инфракрасного излучения ближнего диапазона с максимумом излучения в диапазоне 810…900 нм, оптическую систему, состоящую из дихроичного светофильтра и объектива, телевизионную камеру, соединенную через вычислительное устройство с устройством отображения и записи информации [Патент РФ 2602505, МПК G01N 21/00, опублик. 20.10.2015].
Недостатком известного устройства является невозможность регистрации или получение искаженных цветных изображений объектов, характеризующихся малым контрастом.
Сущность предложения
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является получение панхроматического и мультиспектрального цифрового изображения объектов на поверхности земли характеризующихся контрастом менее 0,2.
я
Контраст K определяется как отношение абсолютной разницы яркости объекта и фона к яркости объекта независимо от того, какая яркость больше - объекта наблюдения или фона.
я
0
ф
0
K=(L-L)/L.
0
ф
Где, L - яркость объекта, L - яркость фона
Яркостный контраст считается:
я
большим при K, равном 0,5 и более (объект и фон резко отличаются по яркости);
я
средним при K, равном от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);
я
малым при K меньше 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).
При яркостном контрасте менее 0,2 объект малозаметен. Контраст 0,2 - объективная граница распознавания обнаруженного объекта при наблюдении [Эффективность визуального поиска / Н.П. Травникова М.: Маш., 1985].
Зрительный контраст - особенность зрительного восприятия, в силу которой визуальная оценка наблюдаемого объекта меняется в зависимости от окружающего фона либо от предыдущих зрительных впечатлений [Рубахин В.Ф. Психологические основы обработки первичной информации - Л.: Наука, 1974. -296 с].
При дистанционном зондировании поверхности земли используется панхроматические и мультиспектральные изображения, получаемые с помощью цифровой оптической аппаратуры.
Техническая задача решается тем, что устройство для формирования панхроматического и мультиспектрального цифрового изображения, содержащее, оптическую систему, состоящую из светофильтра и объектива, цифровую телевизионную камеру, соединенную через вычислительное устройство с устройством отображения и записи информации, согласно предложения, в качестве светофильтра содержит термостойкую полимерную пленку или стеклянную пластину желтого или оранжевого цвета с коэффициентом пропускания электромагнитного излучения (ЭМИ) 0,8÷0,99 в диапазоне 520÷700 нм, обеспечивающую кратность фильтрации света 1,4÷2,8.
Полезная модель иллюстрируется примером исполнения и схемами устройства миры
Фиг. 1 Схема устройства для формирования цифрового изображения в средах с рассеиванием
1 - термостойкая полимерная пленка или стеклянная пластина желтого или оранжевого цвета
2 - объектив;
3 - телевизионная (цифровая) камера;
4 - вычислительное устройство;
5 - устройство отображения и записи информации.
Пример 1. Устройство для формирования панхроматического и мульти-спектрального цифрового изображения содержит оптическую систему, состоящую из светофильтра - термостойкой полимерной пленки желтого цвета с коэффициентом пропускания ЭМИ 0,99 в диапазоне 520÷700 нм, обеспечивающую кратность фильтрации света 1,4 и объектива, телевизионную камеру, соединенную через вычислительное устройство с устройством отображения и записи информации. Устройство позволяет фиксировать изображения объектов, на поверхности земли характеризующихся контрастом 0,19.
Пример 2. Устройство для формирования панхроматического и мульти-спектрального цифрового изображения по примеру 1, но содержит а качестве светофильтра стеклянную пластину оранжевого цвета с коэффициентом пропускания ЭМИ 0,8 в диапазоне 580÷700 нм, обеспечивающую кратность фильтрации света 2,8. Устройство позволяет фиксировать изображения объектов, на поверхности земли характеризующихся контрастом 0,18.
Пример 3 (контрольный). Устройство для формирования панхроматического и мульти-спектрального цифрового изображения (по примеру 1), но без светофильтра, состоящее из объектива, телевизионной камеры, соединенной через вычислительное устройство с устройством отображения и записи информации. Устройство позволяет фиксировать изображения объектов, на поверхности земли характеризующихся контрастом более 0,2.
Пример 4 (контрольный). Устройство для формирования панхроматического и мульти-спектрального цифрового изображения содержит оптическую систему, состоящую из светофильтра - термостойкой полимерной пленки желтого цвета с коэффициентом пропускания ЭМИ 0,7 в диапазоне 520÷700 нм, обеспечивающую кратность фильтрации света 4 и объектива, телевизионную камеру, соединенную через вычислительное устройство с устройством отображения и записи информации. Устройство позволяет фиксировать изображения объектов, на поверхности земли характеризующихся контрастом 0,27.