Способ дешифрирования изображений взволнованной поверхности моря

Способ дешифрирования изображений взволнованной поверхности моря

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ДЕШИФРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ВЗВОЛНОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ МОРЯ, включающий изготовление пространственно-частотного фильтра, поэлементную пространственно-частотную фильтрацию изображений, регистрацию суммарной интенсивности отфильтрованного сигнала для каждого из элементов , - отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выявления контуров локальной неоднородности дна по изображениям взволнованной поверхности моря, изготовление пространственно-частотного фильтра осуществляют с пространственночастотной характеристикой, инверсной с пространственно-частотньлм спектром изображения участка моря,на котором отсутствует локальная неодно (Л родность дна , и измеряют координаты элементов, для которых имеет место скачок суммарной интенсивности.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) и 01 С 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3423277/24-10 (22) 15.04.82

-(46) 30.10.84. Бюл.Р 40. (72) М.Х.РаФаилов и В.И.Захаров (71) Лаборатория аэрометодов Производственного геологического объединения Аэрогеология . (53) 528,77(088.8) (56) 1.Кейсесент Д. Оптическое распознавание образов. †ТИИЭР, 1979, т.67, Р 5, с.133.

2.3иман Я.Л., Чесноков Ю.М.

О методе и схеме построения аппаратуры структурозонагьной съемки Земли из Космоса. — В кн.: Многозональные аэрокосмические съемки Земли.

M. Наука, 1981, с.279 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ДЕШИФРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ВЗВОЛНОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ МОРЯ, „„Я0„„1121584 А включающий изготовление пространственно-частотного фильтра, поэлементную пространственно-частотную фильтрацию изображений, регистрацию суммарной интенсивности отфильтрованного сигнала для каждого из элементов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем выявления контуров локальной неоднородно сти дна по изображениям взволнованной поверхности моря, изготовление пространственно-частотного фильтра осуществляют с проcтраícтвенночастотной характеристикой, инверсной с пространственно-частотным спектром изображения участка моря,на котором отсутствует локальная неоднородность дна, и измеряют координаты элементов, для которых имеет место скачок суммарной интенсивности.

1121584!

Изобретение относится к аэрофотосъемке и фотограМметрии и предназначено для использования в океанологии при дистанционном изучении топографии дна и поиске оптических структурных индикаторов на взволнованной поверхности моря.

Известен способ дешифрования изображений подстилающей поверхности, включающий поэлементное получение пространственно-частотных спектров изображений (1 3.

Наиболее близким к изобретению является способ дешифрования иэображений подстилающей поверхности, вклю«, чающий поэлементную пространственночастотную фильтрацию изображения, регистрацию суммарного отфильтрован- ного сигнала в пределах фиксировайия пространственно-частотных диапазонов и синтез структурозональных изображений 523.

Однако известные способы не позволяют выявить локальные неоднородности дна из-за того, что малые структурные изменения на случайно однородном изображении ими обнаружить невозможно.

Целью изобретения является рас- . ширение функциональных возможностей путем выявления контуров локальной неоднородности дна по изображениям взволнованной поверхности моря.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему изготовление пространственночастотного фильтра, поэлементную 35 пространственно-частотную фильтрацию изображений, регистрацию суммарной интенсивности отфильтрованного сигнала для каждого из элементов, изготовление пространственно-частотного фильт-40 ра осуществляют с пространственночастотной характеристикой, инверсной с пространственно-частотным спектром изображения участка моря, на котором отсутствует локальная неоднородность 4 дна., и измеряют координаты элементов, для которых имеет место скачок суммарной интенсивности.

Наличие локальной неоднородности дна нарушает статистически однород-, ную структуру волнения, причем эти измеНения максимальны над неоднородностью дна и убывают по мере удаления от нее. При значительных глубинах неоднородности и при реаль ном, существенно трехмерном волнении визуально обнаруживать изменения структуры волнений и локализовывать иЭ практически невозможно. В то же время, последовательно регистрируя интенсивность сигнала, прошедшего. 60 через пространственно-частотный фильтр, сбгласованный: со спектром иэображения. статистически однород- „ ."ного участка того же ветрового волне ния, определяют по изменению интен- у сивности направление на локальную йеоднородность, а ее контуры - по скачку интенсивности.

На Фиг. 1 изображена взволнованная поверхность моря в районе предполагаемой неоднородности и на статистически однородном участке - y3 и, Ю соответственно) на фиг.2 — спектры взволнованной поверхности моря, полученные в виде негативного иэображения на когерентной оптической установке (а) и в виде позитива (б)g на фиг.3 — когерентная оптическая установка на фиг.4 - локализованная с помощью изобретения неоднородность морского дна.

Согласно предлагаемому способу выполняют следующие операции.

1, Получение изображения взволнованной поверхности над шельфом, где предполагается наличие локальных неоднородностей дна.

2. Получение изображения взволнованной поверхности на участке, где отсутствуют локальные неоднородности дна (на статистически однородном участке волнения), 3 . Формирование пространственночастотного спектра последнего изображения F(К К „), например, выполняя двумерное преобразование Фурье на когерентной оптической установке или с помощью ЭВМ.

4. Изготовление. пространственночастотного фильтра, амплитудночастотная характеристика которого инверсна пространственно-частотному спектру иэображеиия В(К„К ). Инверсность фильтра обеспечивается, например, выполнением пространственно-частотного фильтра в виде негатива спектра или синтезом на 3BN.

5. Формирование пространственночастотного спектра F(K„K Õ1) сканируемого последовательно по элементам исследуемого иэображения над шельфом. б. Регистрирование синхронно со сканированием функции пространственных координат, т.e. функции суммарной интенсивности фильтрованного сигнала

7, Измерение координатов элементов, для которых имеет место скачок . суммарной интенсивности

R(x,9), определяя этим контур локальной неоднородности.

Устройство для реализации операций 5 и 6 включает когерентную оптическую установку (фиг.З) . состоящую иэ оптического квантового генератора

l транспаранта 2 с изображением взволнованной поверхности в иссле1121584 дуемой области моря, объектива 3, плоскости спектра исследуемого изображения 4 и фотодетектора 5, а также второго объектива 6.

При работе установки свет от оптического квантового генератора проходит через транспарант 2 и через объектив 3 формирует пространственночастотный спектр в плоскости 4, где устанавливается пространственночастотный фильтр. Прошедшее через 10 пространственно-частотный фильтр излучение Фокусируется объективом 6 в плоскости фотодетектора 5.

° Пример . Для обнаружения локальной подводной структуры типа f5 песчаной банки производят аэрофотосъемку зоны солнечного блика на взволнованной поверхности моря (фиг.1), в районе шельфа, где предполагается наличие такого образования, Съемку производят широкоуголь20 ной камерой (например, АФА-ТЭ-50) таким образом, чтобы зона блика попала на периферию кадра. Также снимают поверхность. моря в условиях такого же волнения, но там, где отсутствует локальная неоднородность дна (фиг.1б).

В качестве примера приведен снимок участка поверхности моря соответствующей области, промеры глубин которого показали наличие подводной гряды.

Для получения пространственночастотного фильтра согласно операции

3 регистрируют на негативный фотоматериал в спектральной плоскости .уста-35 новки изображение пространственночастотного спектра второго,иэображения, который таким образом инверсен с пространственно-частотным спектром.. Спектр изображен йа фиг.2а,4р а фильтр, инверсный с ним, - на фиг.2б. Полученный таким образом про,странственно-частотный фильтр устанавливается в плоскости спектра 4 установки (фиг.3) . В плоскость транспаранта 2 устанавливается исследуемое изображение. Оптический квантовый генератор 1 обеспечивает когерентное освещение транспаранта. При сканировании когерентным светом (движенпе показано стрелкой) на фотодетектор 5 поступает синхронно со сканированием. суммарная интенсивность прошедшего через фильтр 4 света. Фотодетектор

Фиксирует таким образом функцию которая изображена на фиг,4, По области скачка значений функции суммарной интенсивности R и определяют контуры локальной неоднородности дна, если она присутствует. Если неоднородность находится вне данного кадра, то по интенсивности изменения

Функций суммарной интенсивности отфильтрованного сигнала определяют направление на нее. и локалиэовывают ее при анализе соседнего участка(кадjpa).

Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известным способом возможность обнаружения. кон(туров локальных неоднородностей дна и оптических структурных индикаторов на взволнованной поверхности моря, позволяет автоматизировать дешифрирование случайно однородных изображений подстилающей поверхности и использовать в этом процессе методы современной вычислительной техники.

1121584

1121584

Я иа. Ф

Составитель В.Васильев

Редактор М.Дылын Техред Ж.Кастелевич Корректор A-Пилипенко

Заказ 7970/33 Тираж 58б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,