[viton_ 0]

Вообщем,пишу диплом и застопорился на параграфе "Методы управления характеристиками спектральной чувствительности многоэлементных фотоприемников".

А именно интересует суть метода спектральной фильтрации, т.е. есть спектр объекта, фона, атмосферы и приемника. Все они перекрывают друг друга. Нужен метод (фильтр), чтобы отношение сигнал/фон (сигнал/все шумы) был максимальным.

Тема диплома дешифрируемость изображения в сложных условиях.

Если у кого, что есть (ссылки,статью,файлы м т.д.) очень прошу помочь.

Заранее благодарен. Виктор. СПб. [email protected]

[Krys 2]

Очень трудно понять, что же тебе надо. Я занимался улучшением видимости в сложных условиях путём применения активно-импульсных телевизионных систем. Попутно познакомился, какие ещё есть методы улучшения видимости. Вот, в частности, спектральный: заключается в переходе из видимого диапазона длин волн в ближний инфракрасный. Для чего это нужно? Потому что созданные человеком объекты (объекты наблюдения) и природные объекты (фон) имеют в разных диапазонах разную отражательную способность. И оказывается, что в ближнем ИК диапазоне это вызывает повышение контраста объекта над уровнем фона, что связано с увеличением дальности действия системы наблюдения или вероятности обнаружения (опознавания) на заданной дальности.

Никогда не слышал, чтобы управляли чувствительностью непосредственно фотодатчика. Обычно перед ним просто ставят светофильтр, отсекающий видимую область излучения. Но необходимо, чтобы сам фотодатчик имел ненулевую спектральную чувствительность в интересующем диапазоне, что не всегда выполнимо. Поэтому делают многоканальные системы (чаще - двухканальные), когда в каждом канале используется свой фотодатчик на нужный оптический диапазон. При этом, например, для обнаружения объектов используется ИК канал, а для опознавания - канал с видимым диапазоном длин волн.

Твоя тема: что значит дешифровать изображение в сложных условиях? Изображение кто-то кодирует? Какова "вводная", постановка задачи?

[viton_ 0]

Активно-импульсные системы меня не интересуют, пока что.

Об этом и не слышно, потому что этим никто не занимался, в этом то и новизна.

Вообщем к сути:

Мне необходимо решить задачу: Известны характеристика спектральной чувствительности объекта S(a), атмосферы С(a), фотоприемника P(a) и фона B(a)[a - длина волны "лямбда"].Необходимо синтезировать характеристику фильтра(светофильтра),который оптимизирует отношение полезного сигнала к фону в фотоприемнике. Решение должно быть математическим, т.е. необходимо максимизировать отношение /A(a)k(a)da к /G(a)k(a)da по k(a), где / - интеграл,A(a) = S(a)C(a)P(a),

G(a) = B(a)C(a)P(a).

Я пытался взять производную этого отношения и приравнять к нулю, но производные интегралов стали для меня проблемой, т.к. A(a) и B(a) детерминированные функции, но их то мы все равно не знаем!

Вот в общем моя проблема. Если можете, помогите, в крайнем случае подскажите источники или ссылки, файлы и т.д.

Еще раз спасибо, надеюсь на Вашу помощь.

Виктор.

[Krys 2]

Вообщем,пишу диплом и застопорился на параграфе "Методы управления характеристиками спектральной чувствительности многоэлементных фотоприемников".

Поняв поподробнее, что же вам требуется, зауважал ваш вуз, у вас разрабатывают действительно серьёзные дипломы, а не просто "отмазки". Что за вуз у вас, если не секрет?

Об этом и не слышно, потому что этим никто не занимался, в этом то и новизна.

Ну тогда это, по моему мнению, весьма сложная тема, которая вполне серьёзно может являться главой кандидатской диссертации...

Необходимо синтезировать характеристику фильтра(светофильтра),который оптимизирует отношение полезного сигнала к фону в фотоприемнике. Решение должно быть математическим, т.е. необходимо максимизировать отношение /A(a)k(a)da к /G(a)k(a)da по k(a)

Вот тут ИМХО должно быть немного не так: интеграл должен браться от отношения, а не отношение интегралов. Если быть совсем точным, нужно оперировать понятием контраст: это разность облучённостей фотоприёмника, получающихся от объекта и фона, поделённая на максимум из двух (объекта или фона). В некоторых трактовках разность делится на сумму, но этот контраст удобен, но не совсем контраст.

Таким образом, возвращаясь к сути, вам надо получить и максимизировать интеграл от контраста по длине волны, а не отношение интегралов величин, контраст составляющих

Я пытался взять производную этого отношения и приравнять к нулю, но производные интегралов стали для меня проблемой, т.к. A(a) и B(a) детерминированные функции, но их то мы все равно не знаем!

Интересно, а хотябы остальные функции описываются аналитически (выражениями)? Сомневаюсь. А даже если и описываются, то математический аппарат у вас получится достаточно сложный. И не факт, что вообще найдёте решение в аналитическом виде. Так что вы весьма смелый, раз взялись за такую дипломную работу.

A(a) и B(a) детерминированные функции, но их то мы все равно не знаем!

Я бы предложил получить решение для частных случаев. Например, остановиться на контрасте автомобиля с маскировочной окраской (хакки или как там его, этот защитный цвет) на фоне листвы деревьев или зелёной травы. Спектральные кривые для этих объектов в литературе имеются. Правда, они не аналитические.

[viton_ 0]

1.ВУЗ - Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет В.И.Ленина ("ЛЭТИ").

2. Именно о оптимизации контраста и идет речь (грубо говоря).

3. Вопрос! Почему интеграл должен браться от отношения, а не отношение интегралов? И почему надо получить и максимизировать интеграл от контраста по длине волны, мне ведь надо синтезировать х-ку фильтра, т.е. она одна неизвестная ф-ия, по ней и надо максимизировать (а она, в свою очередь, зависит от длины волны)!?

4. Вот именно, что ф-ии не описиваются аналитическими выражениями, а нужны чисто математические выкладки.

5. Я решил, что х-ка фильтра будет ограничена на участке длин волн, и так П-образными кусками можно "выстроить" оптимальную х-ку, но опять мат аппарат все-равно сложный.

6. Если Вас не затруднит ссылочку на литер-ру. Про цвет хаки мне понравилось.

P.S. Если еще какие-нибудь идеи имеются или появяться, то надеюсь они не остануться без внимания.

[Krys 2]

1.ВУЗ - Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет В.И.Ленина ("ЛЭТИ")

О-оооо! Был там на конференции в 2002 году "Телевидение: передача и обработка изображений". Передаю привет вашему вузу от нашего :)) Я из Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). А с какой вы кафедры? Кто руководитель работы? Я знаю многих с кафедры теле- и видеотехники.

2. Именно о оптимизации контраста и идет речь (грубо говоря).

Почему грубо то? Я думал именно о контрасте как о одной из самых важных и фундаментальных характеристик изображения. И не об оптимизации контраста, А о его максимизации. А оптимизация делается для характеристики вашего фильтра, наверное. Если быть более точным в терминах.

3. Вопрос! Почему интеграл должен браться от отношения, а не отношение интегралов?

Вам надо максимизировать контраст на всём интервале длин волн. Вот от контраста и берёте интеграл. На интегральной функции ищете экстремум в зависимости от формы фильтра.

И почему надо получить и максимизировать интеграл от контраста по длине волны, мне ведь надо синтезировать х-ку фильтра, т.е. она одна неизвестная ф-ия, по ней и надо максимизировать (а она, в свою очередь, зависит от длины волны)!?

Как действовать в данной ситуации и почему именно так? Я думаю, вам поможет разобраться в данном способе метод наименьших квадратов. Просто попробуйте разобраться, каким образом метод наименьших квадратов получает заданный вид кривой. В двух словах. Пусть надо подобрать прямую, наиболее близко проходящую к полученным экспериментальным точкам (предполагается, что точки с учётом разброса из-за погрешности эксперимента должны укладываться на прямой). У прямой есть 2 параметра: наклон и смещение от центра координат. Записывается система уравнений, описывающая рассотяние от каждой экспериментальной точки до предполагаемой прямой (2 параметра которой пока остаются неизвестными - переменными). От этих расстояний вычисляется среднее квадратичное отклонение. И уже это отклонение как целевая функция минимизируется, т.е. от неё ищется экстремум в зависимости от 2 параметров прямой. У вас полная аналогия: исходные отклонения заменяются контрастом как характеристикой изображения; целевая функция среднего квадратического заменяется на интеграл, т.к. у вас интервал длин волн непрерывный, а контраст предполагается однополярной функцией. Теперь от целевой функции совершенно аналогично ищется экстремум в зависимости не от 2 параметров прямой, а от параметров кривой спектральной характеристики твоего фильтра. Кривая может быть произвольная. Например, кубические сплайны или полином 10 порядка. Для последнего будет не 2, а 11 параметров и т.д.

Я изучал метод наименьших квадратов по этой книжке: Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. – Томск: МП «РАСКО», 1991. – 272 с.

4. Вот именно, что ф-ии не описиваются аналитическими выражениями, а нужны чисто математические выкладки.

Будьте готовы, что вообще математических выражений может не получиться, это же непаханное поле, никто не знает, что получится. Тогда надо найти решение хотябы численными методами для конкретных условий (для нескольких вариантов - это будет и полезно, и этого будет достаточно). Либо пытаться аппроксимировать как зависимости характеристик отражения объекта и фона (да и фотоприёмника), так и зависимость вашего оптимизируемого фильтра более-менее простыми аналитическими выражениями с надеждой на аналитический результат.

5. Я решил, что х-ка фильтра будет ограничена на участке длин волн, и так П-образными кусками можно "выстроить" оптимальную х-ку, но опять мат аппарат все-равно сложный.

Грубо говоря, вы решили сделать характеристику фильтра дискретной? Почему именно так? Не самое лучшее решение, но, возможно, на первоначальном этапе именно это поможет приблизиться к более точному решению вашей задачи.

6. Если Вас не затруднит ссылочку на литер-ру. Про цвет хаки мне понравилось.

Я уже точно и не припомню, в какой из книжек я это мог видеть... Сейчас перечислю целый ряд, где это могло встречаться:

1. Берковский А.Г., Гаванин В.А., Зайдель И.Н. Вакуумные фотоэлектронные приборы. – 2-е изд., перераб. и доп. М: Радио и связь, 1988. – 272 с.

2. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. – М.: ООО «Недра-Бизнессцентр», 1999. – 286 с.

3. Грязин Г.Н. Системы прикладного телевидения: Учеб. пособие для вузов. – СПб.: Политехника, 2000. – 277 с.

4. Достижения в технике передачи и воспроизведения изображений. Т. 1 / Под. ред. Б. Кейзана. – М.: Мир, 1978. – 335 с.

5. Изнар А.Н., Павлов А.В., Федоров Б.Ф. Оптико-электронные приборы космических аппаратов. – М.: Машиностроение, 1972. – 368 с.

6. Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 352 с.

7. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1984. – 480 с.

8. Сигналы и помехи в лазерной локации / В.М. Орлов, И.В. Самохвалов, Г.М. Креков и др.; Под ред. В.А. Зуева. – М.: Радио и связь, 1985. – 264 с.

9. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа. – М.: Логос, 2004. – 444 с.

10. Якушенков Ю.Г. Теория и расчёт оптико-электронных приборов: Учебник для студентов вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Логос, 1999. – 480 с.

На самом деле эти кривые много где должны быть, не такая уж это и секретная информация :))

[viton_ 0]

Вообще-то, я с кафедры микрорадиоэлекироники и технологий радиоаппаратуры, но диплом пишу на кафедре телевидения и видиотехники у Манцветова А.А.

Ваши идеи хороши, теперь буду пытыться их применнить, надеюсь что-нибудь выйдет.

Мне тут еще посоветовали из института оптики (ГОИ) посмотреть книгу "Теоретические основы оптико-электронных приборов", Мирошников М.М . Говорят там описано как находится характеристика фильтра, когда известна реальная спектральная характеристика выбранного (а не синтезированного) приемника, реальная спектральная излучательная (отражательная) характеристика объекта, теоретическая (или реальная) спектральная характеристика пропускания атмосферы.Практически все данные реально имеются (или выбираются из известных. Остается подобрать оптимальный фильтр. Надо посмотреть и ее. Вобщем надо начинать что-нибудь делать.

Изменено 6 мая, 2006 пользователем viton_

[Krys 2]

Манцветова знаю! Общался с ним на конфереции. Не знаю уж, помнит он меня или нет... даже фотка где-то была... Он когда-то тоже активно-импульсными телевизионными системами занимался.

[viton_ 0]

Ну по этому поводу ничего сказать не могу. А так по-моему он всем на свете занимается (приминимо к ТВ естественно). В общем он грамотный человек. Кстати, возможно посмотреть какие-нибудь материалы по современным АИ ТВС, как я понял Вы именно этим занимаетесь!

Изменено 7 мая, 2006 пользователем viton_

[Krys 2]

Зайдите в эту тему: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=15200&st=0

Там на первой странице я давал кучу ссылок.