Способ контроля качества изображения и устройство для его осуществления

Способ контроля качества изображения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области измерений характеристик изображений и может быть использовано для контроля качества изображения, формируемого визуальными оптико-электронными системами. С целью повышения точности контроля качества изображения путем учета влияния на качество изображения аддитивных шумов оптико-электронного тракта изображающей системы, а также пространственного и временного интегрирования изображения, осуществляемых зрительным анализатором оператора в способе, включающем проецирование изображения тест-объекта в плоскость анализатора изображения , пространственную фильтрацию изображения путем сканирования, преобразование потока излучения на выходе анализатора в электрический сигнал , фильтрацию электрического сигнала , анализ выходного сигнала, дополнительно определяют сигнал от фона в изображении, причем осуществляют согласованную с тест-объектом фильтрацию , а о качестве изображения судят по отношению сигнал/шум, вычисляемому по формуле Ф i(J - Uj2)/Uf, где Ч - отношение сигнал/шум, TJ, - максимальное значение выходного сигнала при наличии тест-объекта в предметной плоскости, Uj - выходной сигнал при отсутствии тест-объекта в предметной плоскости. Б устройстве, реализующем способ, тест-объект и анализатор изображения выполнены в виде транспарантов с коэффициентами пропускания, изменяюш 1мися по синусоидальному закону, и согласованных между собой по масштабу и пространной частоте, а временной фильтр выполнен в виде апериодического звена с постоянной времени, равной постоянной времени зрительного анализатора. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. с & (Л N) СЛ VI 4 СА9

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 G 01 J 1/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3858292/24-25 (22) 22.02.85 (46) 15.09.86. Бюл. Р 34 (71) МВТУ им.Н.Э.Баумана (72) А.С.Васин, В.Я.Колючкин, А.H.ÈåòåëêHí, К.В.Моргенштерн, Г.М.Мосягин, B.Â.Ñåðãååâ и В.Б.Янковский (53) 535.24(088.8) (56) Дж.Алойд. Системы тепловыделения. М.: Мир, 1978, с.392-393.

Рафтин 3.А.Эйссенгард Г.А., Семенов В.Н. Прибор для построения характеристик телевизионной системы: от света — до света. — Техника кино и телевидения, !964, Р 11, с.8-11. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерений характеристик изображений и может быть использовано для контроля качества изображения, формируемого визуальными оптико-электронными системами. С целью повышения точности контроля качества изображения путем учета влияния на качество изображения аддитивных шумов оптико-электронного тракта изображающей системы, а также пространственного и временного интегрирования изображения, осуществляемых зрительным анализато„,Я0„„257413 A 1 ром оператора в способе, включающем проецирование изображения тест-объекта в плоскость анализатора изображения, пространственную фильтрацию изображения путем сканирования, преобразование потока излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтрацию электрического сигнала, анализ выходного сигнала, дополнительно определяют сигнал от фона в иэображении, причем осуществляют согласованную с тест-объектом фильтрацию, а о качестве изображения судят по отношению сигнал/шум, вычисляемо )!Л. где Ч вЂ” отношение сигнал/шум, 1!, максимальное значение выходного сигнала при наличии тест-объекта впредметной плоскости, U — выходной сигнал при отсутствии тест-объекта в предметной плоскости. В устройстве, реализующем способ, тест-объект и анализатор изображения выполнены в виде транспарантов с коэффициентами пропускания, изменяющимися по синусоидальному закону, и согласованных между собой по масштабу и пространной частоте, а временной фильтр выполнен в виде апериодического звена с постоянной времени, равной постоянной времени зрительного анализатора.

2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1257413

Изобретение относится к измерениям характеристик изображений и может быть использовано для контроля качества изображения, формируемого визуальными оптико †электронны системами.

Целью изобретения является повышение точности контроля качества изображения путем учета влияния на

I0 качество изображения аддитивных шумов оптико-электронного тракта изображающей системы, а также пространственного и временного интегрирования изображения, осуществляемых зрительным анализатором оператора.

На чертеже представлено реализующее способ устройство.

Устройство состоит из осветителя, включающего в себя, например, источник 1 излучения, конденсатор 2 и матовый рассеиватель 3, тест-объекта 4, работающего на пропускание, испытуемой изображающей системы 5, проекционной системы 6, анализато25 ра 7 изображения, приемника 8 излучения, усилителя 9, временно ro.ôèëüòра 10 и регистрирующего устройства 11.

Осветитель обеспечивает равномерную по площади подсветку тест-объекта 4, выполненного в виде полупрозрачного транспаранта с синусоидальным распределением коэффициента пропускания. Изображающая система 5 формирует изображение тест-объекта, 35 например, на телевизионном экране.

Проекционная система 6 переносит изображение тест-объекта с экрана изображающей системы в плоскость анализатора 7 изображения, выполнен- 40 ного как и тест †объе в виде полупрозрачного транспаранта с. синусоидальным распределением коэффициента пропускания, причем рисунок анализатора изображения подобен рисунку 45 тест-объекта с учетом изменения масштаба в р раз. Анализатор изображения сканирует в плоскости изображения в двух ортогональных направлениях. Поток излучения на выходе ана- 50 лизатора изображения преобразуется приемником 8 излучения в электрический сигнал, который усиливается усилителем 9, фильтруется временным фильтром 10, представляюшим собой апериодическое звено с постоянной времени, равной постоянной времени зрительного анализатора „,, и регистрируется регистрирующим устройством ll. Распределение яркости

L(x,у) в одном кадре зашумленного изображения записывается

L(x,y)=L„, (х,у) +Х.,„ (х,у) (1) где L„ (x,y) - функция распределения яркости в незашумленном изображении; (х,у) — реализация аддитивного шума.

Оператор осуществляет согласованную фильтрацию изображения, причем согласованный фильтр строится на основе функции распределения яркости в незашумленном изображении L. (х,у).

Отсюда распределение яркости L (х,у) в профильтрованном изображении равно .

Х., (х,y)=L(x,у)» L, (х,у) (2) где L„(х,у) — нормированное распределение яркости в незашумленном изображении;

»- — интегральная операция взаимной корреляции, а среднеквадратическое значение электрического сигнала (х,у) на выходе приемника излучения при сканировании изображения:

U„ (x,y)=К„(Е (х,y)l

= K LL„, (x,y)» L-, (x,y}1

+ К,1 L(х,у)»L„(x,ó)), (3) где К, - коэффициент преобразования потока излучения в электрический сигнал.

Отношение сигнал/шум определяется при наилучшем совмещении объекта наблюдения и согласованного фильтра, чему соответствует значение корреляционного интеграла (2) при нулевых аргументах. Пользуясь свойством корреляционной функции,, а также учитывая временные интегрирующие свойства зрительного анализатора с постоянной времени „„ и связь распределения яркости в незашумленном изображении с распределением яркости в объекте

L,< (x,у):

L„(x,ó) =F fL,g (г1„, „)Н(„, 1„),(4) где Н (гг„,ггг ) — пеРедаточнаЯ фУнкциЯ изображающей системы, из (3) при наилучшем совмещении объекта и согласованного фильтра полу— чаем максимальное значение выходно— гс сигнала U при наличии тест †объ% 1257ч)3 Ь лена их адекватностью в смысле обнаружения и опознавания в зашумленном изображении. Габариты -тест-объекта согласованного фильтра определяются габаритами реального объекта, заменяемого эквивалентной синусоидальной мирой. Ограниченность габаритов тест-объекта не оказывает влияния на функцию пропускания согласованного фильтра„ если пространственный период синусоидального распределения

Т = - -- В несколько раз пй,12,12 хп о меньше габаритов тест-объекта, т.е. в размер тест-объекта вписывается несколько периодов синусоидальной

10 формула изобретения

1. Способ контроля качества изоб- 40 ражения, формируемого визуальными оптико-электронными системами, заключающийся в том, что изображение тестобъекта с выхода изображающей системы проецируют в плоскость анализато- 45 ра изображения путем сканирования, миры, При сканировании анализатора изображения определяется максималь— ный сигнал на выходе устройства, ко- 20 торый соответствует наилучшему совмещению объекта наблюдения и согласованного фильтра, равный значению сигнала U, определяемому зависиу

25 мо стью (5), После измерения сигнала из схемы выводится тест — объект 4

1 и измеряется сигнал U от фона, on2 ределяемый зависимостями (9) и (7) .

По результатам измерений рассчитывается отношение сигнал/шум Р по фор- З0 муле (!О), которое и определяет качество иэображения, формируемого визуальной оптико-электронной системой, с учетом пространственной и временной фильтрации изображения зри- 35 тельным анализатором оператора. преобразуют поток излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтруют электрический сигнал, регистрируют его и судят о качестве изображения, отличающийся тем„ что, с целью повышения точности контроля качества изображения, дополнительно регистрируют сигнал от фона B изображении, причем пространственную фильтрацию изображения осуществляют согласованным по распределению яркости с тест-объектом анализатором, а о качестве изображения судят по отношению сигнал/шум Ц, выямаяяемаму аа фармуае ! Ь. — U2

Ч =

3 а у

2 где И, — максимальное значение выходного сигнала при наличии тест-объекта в предметной плоскости

Б — выходной сигнал при отсутствии тест-объекта в предметной плоскости.

2. Устройство для контроля качества изображения,, содержащее осветитель и последовательно установленные вдоль его оптической оси тест-объект, проекционную систему, анализатор изображения и приемник излучения, электрически соединенный через усилитель и временной фильтр с регистрирующим устройством, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля качества изобряжения, тест-объект и анализатор выполнены в виде транспарантов с коэффициентами пропускания, изменяющимися по синусоидальному закону, согласованных между собой по масштабу и пространственной частоте, а временной фильтр выполнен в виде апериодического звена с постоянной времени, равной постоянной времени зрительного анализатора.

1257413

Со ставит ель С. Голубев

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Редактор К.Волощук

Заказ 4905/36 Тирах 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4