Способ обнаружения изменений объектов Советский патент 1985 года по МПК G01C11/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к оптической обработке информации, и быть использовано в аэрофотосъем ке, в системах обработки изображений Известны способы обнаружения изме йений объектов, в основе которых лежат голографические, интерференционные и поляризационные методы ij . Недостатком этих способов является необходимость использования при их реализации либо источников света с высокой когерентностью, либо квази монохрома тичёских источников. Кроме этого, процесс реализации голографических способов обнаружения различий фотографических изображений объектов является многоступенчатым, так как необходимо предварительно получить голограммы сравниваемых фотоизображений. Данные способы не могут быть использованы при обработке изоб ражений в реальном масштабе времени При реализации интерференционных способов результирующее изображение промодулировано пространственной несущей частотой, что уменьшает разрешающую способность. Поляризационные, способы отличаются низким свето вым КПД в зависимости от угла между плоскостями наибольшего пропускания поляризаторов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ обнаружения изменений объектов, включающий изготовление с одного из сравниваемых негативов диапозитива, дополняющего негатив до постоянной оптической плотности, освещение диапозитива и второго негатива полихроматическим излучением, совме щение диапозитива с негативом, формирование совмещенного и,зображения этих носителей и выявление.различий фотографических изображении объектов по яркостному контрасту фрагментов совмещенного изображения 2 . Данному способу присущи недостаточная информационная емкость совме щенного изображения, так как в нем отсутствует информация о неизменной картине; невозможность обработки фотографических изображений объектов в реальном масштабе времени, так как предварительно необходимо получитьобращенное изображение одного из негативов; большое время обнаружения различий из-за малого яркостного контраста фрагментов совмещенного изображения. Целью изобретения является повышение производительности способа и увеличение информационной емкости результирующего изображения. Для достижения поставленной цели согласно способу обнаружения изменений объектов, включающему освещение носителей фотографических изображений объектов излучением, формирование совмещенного изображения носителей, выявление изменений объектов по различию фрагментов совмещенного изображения, освещают первое фотографическое изображение окрашенным излучением, одновременно освещают второе изображение излучением с цветом, являющимся дополнительным до белого, и выявляют изменением объектов по цветности фрагментов совмещенного изображения. Поскольку для осуществления обработки фотографических изображений и выявления различий не требуется получение обращенного изображения с одного из негативов, то обработка может проводиться в реальном масштабе времени. Кроме этого, повышается информационная емкость результирующего изображения благодаря наличию в нем ахроматической неизменной картины. На фиг. 1 изображена функциональная оптическая схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - зависимость времени обнаружения различий от цветового различия фрагментов совмещенного изображения; на фиг. 3 транспаранты с различными фотографическими изображениями; на фиг. 4 цветовой график с результатами экспериментальной проверки способа; на фиг. 5 - зависимости цветового различия от различия фотографических изображений объектов. Устройство представляет собой двухканальную проекционную систему, которая содержит источник света 1, конденсоры 2, зеркала 3; цветные светофильтры 4 и 5, кадровые окна 6, проекционные объективы 7, зеркало 8, полупрозрачное зеркало 9 и экран 10. Устройство работает следующим образом. Носители фотографических изображений устанавливают в кадровые окна бис помощью источника 1, конденсоров, зеркал 3 и цветовых светофильтров 4 и 5 освещают излучениями,

окрашенными в дополнительные цвета. Проекционные объективы 7 формируют окрашенные изображения носителей, которые с помощью зеркала 8 и полупрозрачного зеркала 9 совмещают на экране 10, в результате чего на экране формируется совмещенное многоцветное изображение.

Время наблюдения, требуемое для обнаружения объекта на фоне других объектов, зависит от цветового различия между объектами. Цветовое различие определяется как расстояние в трехмерном цветовом пространстве, в качестве двух координат которого приняты координаты, характеризующие цветность излучения х, у в системе xyz, а в качестве третьей координаты - светлота L:

.E(u:-u,f4 :-v f4u:-Lif,

и 13- L. (U-UQ ); v (V-VQ );

, и.зА: ;

-2x+12 y +3

L - относительная яркость цвета в процентах, нормированная относитель -но яркости источника света,

(т -l cb C-X -IcC-xVk.ti.P( (( л

VFPl l ceiW{iW+4(NUz№ -k- :2- p((ft)(A)

cr PUVi c6.C VJ NV -bu- KXVc)c62U-4(

С,-6 P(.гcвЛ v x l)+у UU г X- i aePUVScbz Ul X W IXV W

-c,.6PC7C.te6,C7vV(XHk-i a- P(-AVoce,

gPUv c8.(NVccaiUVS()

еРЫ- свЛ W у l гЫ k ePUvtc,(VL5f((

P(AVtce,UVgUHU.P( Vbc9a(V4(

S ePUVCcg { v xcxvyiT V u k-ePUVteej, гl)

) Осе, ш уСли k ePUvctet ( (л1

где (-) - спектральное распределе 55первого и второго каналов чПроекционние энергии излучения источника светакого устройствга;

.)- спектральные коэффициен- - УДельные цветовые коорты пропускания цветных светофильтровдинаты;

1134887

На фиг. 2 приведены зависимости времени обнаружения от цветового различия ЛЕ между цветом искомого объекта и цветом других объектовр полученные экспериментальным путем для трех различных случаев обнаружения объекта: 1) общее количество объектов равно М 60, из которых Имеют цвет искомого объекта (сплошная линия); 2) , но цвет искомого объекта отличается от цвета других объектов, т.е. (пунктир) 3) , .

Различие в коэффициентах пропускания фрагментов двух сравниваемых транспарантов (см. фиг. 3) в известном способе выражается лишь различием в яркостях фрагментов совмещенного изоб15ажения

1,ИОО La- OQ-o y.i2j

(ooVH -2f)

Цветовое различие JiE фрагментов совмещенного изображения определяется различием в их цветности и яркости. На основании известных в цветоведении формул получены выражения для координат цветности х, у и относительной яркости L окрашенных фрагмен тов и координат цветности xg, yg и относительной яркости Lj ахроматических фрагментов совмещенного изображения, получаемого при реализации

35 изобретения; k - коэффициент, который orf ределяет необходимое для получения белого цвета в изображении П1зи |) соотношение световых потоков в. первом и втором каналах и изменяет ся при помощи апертурной диафрагмы проекционного объектива в одном из каналов. Результаты экспериментальной проверки способа обнаружения различий фотографических изображений объектов приведены на фиг, 4 и 5. Два носителя фотографических изображений (Объектов освещались излучениями, окрашенными в дополнительные (синий и оранжевый) цвета, выделенными из све тового потока лампы накаливания с цветовой температурой К цветными фильтрами из цветного стекла СЗС8 и ОС13. На цветовом графике X, у (фиг. 4) нанесены точки цветноетей освещающих излучений и белого цвета, получающегося при соотношении световых потоков излуче сенЗ

toSH. 1 876 ния при К 0,25. Пунктиром обозначена область цветности, воспринимаемая человеком белой. На фиг. 5 показаны рассчитанные по формулам (1-8) зависимости цветового различия &Е от отношения2- /С л / .21 при On, ь 1: сплошная линия зависимость цветового различия между белым и синим фрагментами изображения, получаемого при реализации изобретения; пунктир - зависимость цветового различия между ахроматическими фрагментами изображения, получаемого при реализации известного способа. Как видно из фиг. 2 и 5 при применении изобретения время обнаружения малых различий фотографигческих изображений объектов значительно сокращается: например, при tg/c 0,7 время обнаружения различий сокращается с 6 до 5 с (, ); с 3 с до 5 с (, 1 1) и с 2 до 0,5 с (, ).

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ( ОБЪЕКТОВ, включающий освещение носите лей фотографических изображений объектов излучением, формирование совмещенного изображения носителей, выявление изменений объектов по различию фрагментов совмещенного изображения, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности способа и увеличения информационной емкости результирующего изображения, освещают первое фотографическое изоб ражение окрашенным излучением, одновременно освещают второе изображение излучением с цветом, являющимся дополнительным до белого, и выявляютизменения объектов по цветности фраг.ментов совмещенного изображения. 9 ю

Фцг.З