Способ дешифрирования изображений взволнованной поверхности моря Советский патент 1987 года по МПК G01C11/00 

Изобретение относится к аэрофотосъемке и фотограмметрии, предназначено для использования в океанологии при дистанционном изучении топографии дна - по проявлениям на изображениях взволнованной поверхности аномалий статистически однородной структуры ветрового волнения, поиске оптических структурных индикаторов на взволнованной поверхности моря и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1121584.

Цель изобретения - повышение точности определения положения границ обнаруженных аномалий поверхности путем повышения резкости изображения.

На фиг. 1 представлено исходное изображение - взволнованная поверхность моря, сфотографированная в зоне солнечного блика над предполагаемой неоднородностью дна; на фиг. 2 - изображение, полученное при поэлементной фильтрации и регистрации

лией подвергают сглаживанию, уничтожая полутоновую структуру на этом изображении вне зоны скачка. Сглаживание производят, например, используя .метод резкой маски (фотографическое преобразование)

5 либо фильтруя электрический сигнал при развертке изображения до и после зоны скачка суммарной интенсивности. Сглаживание изображения после поэлементной фильтрации с уничтожением полутоновой

10 структуры - новая операция.

5.Формируют пространственно-частотный спектр элемента фильтрации, использованного при проведении операции 1, например, выполняя преобразование Фурье на когерентно-оптической установке. Формирование такого пространственно-частотного спектра - новая операция.

6.Изготовляют пространственно-частотный фильтр, амплитудно-частотная характеристика которого инверсна спектру эле15

суммарной интенсивности согласно извест- 20 мента фильтрации, полученному при про25

ному способу; на фиг. 3 - схема когерентно-оптического устройства, используемого для пространственной фильтрации изображений; на фиг. 4 - пространственно-частотный спектр элемента фильтрации исходного изображения и построенный по нему инверсный пространственно-частотный фильтр; на фиг. 5 - пространственная структура с фиг. 2 после операции сглаживания по предлагаемому способу; на фиг. 6 - пространственная структура с фиг. 4 после фильтрации ЗО с пространственно-частотным фильтром, ин- версным спектру элемента фильтрации.

Способ осушествляют следуюшим образом.

1. Исходное изображение взволнованведении операции 5. Изготовление такого инверсного фильтра - новая операция.

7. Фильтруют с помошью изготовленного инверсного фильтра сглаженное изображение, например, используя когерентно- оптическую установку, в плоскости транспаранта которой устанавливают полученный при проведении операции 6 пространственно-частотный фильтр. Фильтрация сглаженного изображения - новая операция.

8. Измеряют координаты точек отфильтрованного изображения, для которых выявлен контур (граница) обнаруженной аномалии.

Устройство, с помощью которого можно реализовать операцию 7 - фильтрацию

ной поверхности моря, в пределах которого35 сглаженного изображения (фиг. 3) состоит

предполагают наличие аномалии статисти-из оптического квантового генератора 1,

чески однородной структуры ветрового вол-микрообъектива 2, точечной диафрагмы 3,

нения, подвергают поэлементной пространст-коллимирующего объектива 4, транспаранвенно-частотной фильтрации с фильтром,та 5 с изображением, прошедшим операцию

инверсным спектру статистически однород- Q сглаживания полутоновой структуры в преного участка ветрового волнения на исход-делах обнаруженных аномалий, объектива

6 и

ном изображении.

2.Регистрируют суммарную интенсивность отфильтрованного сигнала для каждого из элементов на изображении, формируя новое изображение - пространственное 45 распределение суммарной интенсивности

, отфильтрованного сигнала по каждому элементу. Яркость этого нового изображения пропорциональна степени деформации статистически однородной структуры взволнованной поверхности моря на исходном изображении.

3.Обнаруживают аномалии пространственной структуры статистически однородного ветрового волнения по области скачка

50

фильтра 7, инверсного пространственно-частотному спектру элемента фильтрации исходного изображения объектива 8 и фоторегистратора 9.

При работе устройства элемента 2-4 формируют широкий пучок когерентного света от генератора 1. Объектив 6 формируют в когерентном свете пространственно- частотный спектр транспаранта 5 в плоскости, в которой расположен фильтр 7, а объектив 8 - отфильтрованное изображение в плоскости фоторегистратора 9.

Пример. Необходимо обнаружить локальную подводную структуру типа подводной гряды на изображении взволнованной

суммарной интенсивности отфильтрованно-55 поверхности моря в зоне солнечного блика,

го сигнала.приведенном на фиг. 1. Согласно известному

4. Полученное при поэлементной фильт-способу дешис|)рирования изображений

рации изображение с обнаруженной анома-взволнованной поверхности моря исходное

лией подвергают сглаживанию, уничтожая полутоновую структуру на этом изображении вне зоны скачка. Сглаживание производят, например, используя .метод резкой маски (фотографическое преобразование)

либо фильтруя электрический сигнал при развертке изображения до и после зоны скачка суммарной интенсивности. Сглаживание изображения после поэлементной фильтрации с уничтожением полутоновой

структуры - новая операция.

5.Формируют пространственно-частотный спектр элемента фильтрации, использованного при проведении операции 1, например, выполняя преобразование Фурье на когерентно-оптической установке. Формирование такого пространственно-частотного спектра - новая операция.

6.Изготовляют пространственно-частотный фильтр, амплитудно-частотная характеристика которого инверсна спектру эле

мента фильтрации, полученному при про

ведении операции 5. Изготовление такого инверсного фильтра - новая операция.

7. Фильтруют с помошью изготовленного инверсного фильтра сглаженное изображение, например, используя когерентно- оптическую установку, в плоскости транспаранта которой устанавливают полученный при проведении операции 6 пространственно-частотный фильтр. Фильтрация сглаженного изображения - новая операция.

8. Измеряют координаты точек отфильтрованного изображения, для которых выявлен контур (граница) обнаруженной аномалии.

Устройство, с помощью которого можно реализовать операцию 7 - фильтрацию

делах обнаруженных аномалий, объектива

6 и

фильтра 7, инверсного пространственно-частотному спектру элемента фильтрации исходного изображения объектива 8 и фоторегистратора 9.

При работе устройства элемента 2-4 формируют широкий пучок когерентного света от генератора 1. Объектив 6 формируют в когерентном свете пространственно- частотный спектр транспаранта 5 в плоскости, в которой расположен фильтр 7, а объектив 8 - отфильтрованное изображение в плоскости фоторегистратора 9.

Пример. Необходимо обнаружить локальную подводную структуру типа подводной гряды на изображении взволнованной

3

изображение подвергают 1 оэлемент}юй npocTpanci seiiHo-частотной фильтрации с фильтром, инверсным спектру статистически однородной структуры взволнованной поверхности моря, регистрируя при этом суммарную интенспЕ ность отфильтрованного сигнала для каждого из элементов фильт- рании в виде лространстве1П1ого рась ределе- ния - изображения, яркость которого нро- порциональна степени деформации статистически однородной структуры, Эго изображение представлено ia фиг. 2. Ан омалию пространстве1{ной структуры волнения обнаруживают по скачку яркости на изображении, представленном на фиг. 2 (видна граница гряды, совпадающая со cкaчкo i яркости на этом изображении).

Методом резкой маски с накоплением производят сглаживание полутоновой структуры на новсш изображении вне зоны скачка су. интенсивности. Изображение после операции сглаживания представлено на фиг. 5.

Для получения пространственно-частотного фил.ьтра согласно операции 6 регистрируют на нс1 ативный фото.материал в сггектральной плоскости Korepeirriio-oiiTii ческого устройства изображение пространственно-частотного спектра элемента (ри,тьтра- ции пря.моугольной формы (фиг. 4а). При этом сам элемент фильтрации в этой операции выполняет роль транспаранта. На /:ега- тивном фотоматериале таким образом фор- .мируется фильтр, амплитудно-частотная- характеристика которого инверсна спектру элемента фильтрации исходного изображения (фильтр изображен на фиг. 46).

Получеппос при сглаживапии изображение устанавливают в плоскости Tpaiicnapan- та 5 когерентно-оптической установки, изображенной па . 3, причем & ллоскосПа

фоторегистраторе 9 при транспаранта когерентным св(том регистрируется изображение, отф..-.а1и;ое фильтр 7, На отфильтрованном изображен ;;-; проявляются KOHTVpiji границь; аномалии туры. по которым ; измеряют коордгпзаты oбнapyжeп ioй подводной грндьг Изображение, получеююс в результате фил Л ра- ции с фильтром, инверсным ciiexTps э.темен- та фильтрации, но которолп производят измерения коорди1 ат -рапи;; аномалии, нредставлено на фиг. 6.

взво.тнованно;; 1:01;оплн.к ти м(

: 0i- bii:ie:b; i ТОЧ jKn/Ti; . (

.и) конт х р; ,TOKa.Tbii();t ;;со дна повыпрения резкс ст i пасиреде.тения cyл: iapиoй liH ге;;С :П)к1Ст; от- фи.-;ьт )оваиного сигна.ла, пере.:, измерением коорди.ят s;;eN;e;;TOB ).7 ;п:П:-о ко;;гура ) С лаживанис нзоог:;. рлс- ирелеления (П-гтемснвиосги отф) ;ьг|и;оанного си иала сре. ог.; ()пт1;ческ ю ::лотпосгь вне г)аниц выявленного контч ра. формиру- -ют 11рострапствоино-частчггнь;й слекг) эле- Meirra фп.тьтрапип, ;3 с}1авлинак1т п юстран- CTBeJiHO-4acTOTHbni фп.тьтр. .тliтy. частотная характерис ика KOi oporo iiHiiepc- на спектру элемента фи.тьтрапии. п фильтруют сглаженное изображение, ьо.тх-чая новое изображение ;сонт ра .тока.тьпой неоднородНОСТ 1 ДН,Й.

.f

И

iiiiiiiiii

II I

Фиг. 4

Фаг.5

Фиг. 6

Составитель В. Подгорное

Редактор А. ОгарТехред И. ВересКорректор А. Тяско

Заказ 7627/39ТиражУЖПодписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к аэрофотосъемке и фотограмметрии и позволяет повысить точность определения положения контура локальной неоднородности дна за счет повышения резкости изображения распределения суммарной интенсивности отфильтрованного сигнала. Для этого перед измерением координат элементов выявленного контура полученное при поэлементной фильтрации изображение с аномалией подвергают сглаживанию с уничтожением полутоновой структуры вне зоны скачка. Затем объективом 6 формируют пространственно- частотный спектр транспаранта 5, инверсный амплитудно-частотной характеристике изготавливаемого пространственно-частотного фильтра 7. С помощью этого фильтра 7 объективом 8 формируют отфильтрованное изображение контура локальной неоднородности дна в плоскости фоторегистратора 9. 6 ил. S N3 00 о ;о 1риг.З N3