Способ дешифрирования изображений взволнованной поверхности моря Советский патент 1984 года по МПК G01C11/00 

ел

оо 4; 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 изо ражений подстилающей поверхности, включакяций поэлементное получение пространственно-частотных спектров изображений J. Наиболее близким к изобретению является способ дешифрования изобра жений подстилающей поверхности, вкл чающий поэлементную пространственно частотную фильтрацию изображения, регистрацию суммарного отфильтрован ного сигнала в пределах фиксировани пространственно-частотных диапазонов и синтез структурозональных изо ражений Е23. Однако известные способы не позволяют выявить локальные неоднородности дна из-за того, что малые структурные изменения на случайно о неродном изображении ими обнаружить невозможно. Целью изобретения является расширение 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 пространственно-частотную фильтраци изображений, регистрацию суммарной тенсивности отфильтрованного сигнал для каждого из элементов, изготовле ние пространственно-частотного филь ра осуществляют с пространственночастотной характеристикой, инверсно с Пространственно-частотным спектро изображения участка моря, на которо отсутствует локальная неоднородност дна., и измеряют координаты элементов, для которых имеет место скачок суммарной интенсивности. Наличие локальной неоднородности дна нарушает статистически однородную структуру волнения, причем эти изменения максимальны/ над неоднородностью дна и убывают по мере удаления от нее. При значительных глубинах неоднородности и при реал IHOM, существенно трехмерном волнени визуально обнаруживать изменения структуры волнений и локализовывать ИЗ& практически невозможно, В то же время, последовательно регистрируя интенсивность сигнала, прошедшего через пространственно-частотный фильтр, сбгласоваиньй: со спектро м изображения, статистически oднoix5дного участка того же ветрового в&лн ния, определяют пр изменению интенсивности направление на локальную неоднородность, а ее контуры - по скачку интенсивности. На фиг,1 изображена взволнованная поверхность моря в районе предполагаемой неоднородности и на статистически однородном участке - чЦ и, S соответственно) на фиг.2 - спектры взволнованной поверхности моря, полученные в виде негативного изображения на когерентной оптической установке (а) и в виде позитива (б) на фиг.З - 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 локаль,ных 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(KfKy) , например, выполняя двумерное преобразование Фурье на когерентной оптической установке или с помощью ЭВМ. 4.Изготовление пространственночастотного фильтра, амплитудночастотная характеристика которого инверсна пространственно-частотному спектру изображения В(,,). Инверсность фильтра обеспечивается, например, выполнением пространственно-частотного фильтра в виде негатива спектра или синтезом на ЭВМ. 5.Формирование пространственночастотного спектра F(,X3) сканируемого последовательно по элементам исследуемого изображения над шельфом. 6.Регистрирование синхронно со сканированием функции пространственных координат, т.е. функции суммарной интенсивности фильтрованного сигналаJ 7.Измерение координатов элементон, для которых имеет место скачок .суммарной интенсивности Н( ,з)г определяя этим контур локальной неоднородности. Устройство для реализации операций 5 и б включает когерентную оптическую установку (фиг.З). состоящую из оптического квантового генератора 1, транспаранта 2 с изображением взволнованной поверхности в исследуемой области моря, объектива 3, плоскости спектра исследуемого изоб ражения 4 и фотодетектора 5, а такж второго объектива 6, При работе установки свет от опт ческого квантового генератора прохо дит через транспарант 2 и через объ ектив 3 формирует пространственночастотный спектр в плоскости 4, где устанавливается пространственночастотный фильт;р. Прошедшее через пространственно-частотный фильтр из лучение фокусируется объективом б в плоскости фотодетектора 5. Пример . Для обнаружения локальной подводной структуры типа песчаной банки производят аэрофотосъемку зоны солнечного блика на взволнованной поверхности моря (фиг.1), в районе шельфа, где предполагается наличие такого образования. Съемку производят широкоуголь ной камерой (например, АФА-ТЭ-50) таким образом, чтобы зона блика попа ла на периферию кадра. Также снимаю поверхность.моря в условиях такого же волнения, но там, где отсутствуе локальная неоднородность дна (фиг.1 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 новки изображение пространственночастотного спектра второго,изображения, который таким образом инверсен с пространственно-частотнь спектром. Спектр изображен на фиг.2а а фильтр, инверсный с ням, на фиг.2б. Полученный таким образом про(транственно-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 (движение показано стрелкой) на фотодетектор 5 поступает синхронно со сканированием суммарная интенсивность прошедшего через фильтр 4 света. Фотодетектор фиксирует таким образом функцию й((к,к,м)-в(к,ц),,.которая изображена на фиг.4. По области скачка значений функции суммарной интенсивности И 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 локализовывают ее при анализе соседнего участка(кадjpal Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известньм способсян возможность обнаружения кон1туров локальных неоднородностей дна и оптических структурных индикаторов на взволнованно,й поверхности моря, позволяет автоматизировать дешифриро вание случайно однородных изображений подстилающей поверхности и использовать в этом прюдессе методы современной .вычислительной техники.

,. .,

. ;.( . :

a

.: W

Лгг. V :

; --i;

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.

фиг. Ч