Способ контроля качества изображения, формируемого визуальными оптикоэлектронными системами Советский патент 1989 года по МПК G01J1/42 

выходного сигнала при равномерной яркости тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегнием; и - значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе при возведении сигнала в квадрат перед ин

Изобретение относится к области измерений характеристик изображений. Цель изобретения - повышение точности контроля качества изображений. Способ заключается в проецировании изображения синусоидального тест-объекта с выхода контролируемой системы в плоскость анализатора изображения, согласованной с тест-объектом пространственной фильтрации изображения путем сканирования, преобразовании потока излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтрации электрического сигнала, определении максимальных за время сканирования значений выходного сигнала, вычислении по ним отношения сигнал/шум и суждении по нему о качестве изображения. Перед преобразованием потока излучения осуществляют спектральную фильтрацию потока излучения. После фильтрации электрического сигнала его возводят в квадрат и интегрируют по времени, снимают отсчеты выходного сигнала при параллельном направлению сканирования в визуальной оптико-электронной системе расположении полос синусоидального тест-объекта и анализатора, при перпендикулярном направлению сканирования их расположении, при равномерной по площади яркости тест-объекта и равномерном пропускании анализатора и при непрозрачном анализаторе, при этом отношения сигнал/шум вычисляют по формулам Ψ_II=U₃-U₅/√T(VU₂-U₇-U₁²/T-√U₆-U₇-U₅/T²+(U₁-U₃)²

Ψ₁=U₃-U₅//√T(√U₄-U₇-U₃/T-√U₆-U₇-U₅/T), где Ψ_II - отношение сигнал/шум при параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта

Ψ_I - отношение сигнал/шум при перпендикулярном направлению сканирования расположении полос тест-объекта

U₁ - максимальное значение выходного сигнала при параллельном направлению сканирования расположении полос тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U₂ - то же при возведении в квадрат перед интегрированием

U₃ - максимальное значение выходного сигнала при перпендикулярном направлению сканирования расположении полос тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U₄ - то же при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

U₅ - значение выходного сигнала при равномерной яркости тест-объекта без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием

U₆ - то же при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

U₇ - значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе при возведении сигнала в квадрат перед интегрированием

T - время интегрирования. 1 ил.

рированием; Ug - то же,при возведении , .тегрированием Т - время интегриро„,, л

сигнала в квадрат перед интегрировавания. 1 ил.

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использован для контроля качества изображения оптико-электронных систем.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из осветителя, включающего источник 1 излучения,конденсатор 2 и матовый рассеиватель 3, тест-объекта 4, контролируемой визуальной оптико-электронной системы 5, проекционной системы 6, анализатора 7. изображения, светофильтра 8, приемника 9 излучения, усилителя 10, апериодического звена 11, интегратора 12, квадратора 13, второго интегратора 14, регистрирующего блока 15.

Излучение от источника 1 через конденсатор 2 попадает на матовый рассеиватель 3, расположенньй вплот- ную к тест-объекту 4, таким образом осветитель равномерно подсвечивает тест-объект 4. Контролируемая визуальная оптико-электронная система 5 формирует изображение тест-объекта, например, на телевизионном экране. Проекционная система 6 переносит изображение тестгобъекта, сформированное контролируемой визуальной оптико-электронной системой 5, в плос кость анализатора 7 изображения, который сканирует в плоскости изобра- ження в двух ортогональных, направлениях. Поток излучения фильтруется после анализатора 7 изображения светофильтром 8 (корректируется спектральная чувствительность приемника 9 излучения для воспроизведения кривой видимости глаза человека-оператора) . Приемник 9. излучения преобразует поток излучения в электрический сигнал, который усиливается усилите- лем 10, фильтруется апериодическим звеном 11, имеющим постоянную време- ни, равную постоянной времени глаза Затем сигнал поступает на интегратор

л

вания. 1 ил.

12, интегрируется и регистрируется регистрирующим блоком 15. Кроме того сигнал с апериодического звена 11 возводится в квадрат квадратором 13, затем интегрируется на втором интеграторе 14 и регистрируется регистрирующим блоком 15. С помощью устройства проводятся измерения величин:

и, - максимальное значение выходного сигнала,достигаемое при сканировани изображения тест-объекта 4 в виде полос с синусоидальным распределением яркости анализатором 7 изображения в виде полос с синусоидальным распределением пропускания при расположении полос тест-объекта 4 и анализатора 7 изображения параллельно направлению сканирования в контролируемой визуальной оптико-электронной системе без возведения выходного сигнала в квадрат перед интегрированием на интеграторе 12; U2 - то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13; Us - максимальное значение выходного сигнала, достигаемое при сканировании изображения тест-объекта 4 в виде полос с синусоидальным распределением яркости анализатором 7 изображения в виде полос с синусоидальным распределением пропускания при расположении полос тест-объекта 4 и анализатора 7 изображения перпендикулярно направлению сканирования в контролируемой оптико-электронной системе без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием ка интеграторе 12;

Ц, - то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед интегрированием на втором интеграторе 14;

и 5 - значение выходного сигнала при равномерной по площади яркости те;ст-объекта 4 и равномерном.пропускании анализатора 7 изображения (при этом анализатор 7 изображения неподвижен) без возведения сигнала в квадрат перед интегрированием на интегра- торе 12;

51

U - то же, при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед

интегрированием на втором интеграторе 14,

и, - значение выходного сигнала при непрозрачном анализаторе 7 изображения при возведении сигнала в квадрат на квадраторе 13 перед интегрированием на втором интеграто- ре 14.

Возможностью замены реального объекта синусоидальным тест-объектом при контроле качества изображения, формируемого визуальными оптико- электронными системами, обусловлена их адекватность в смысле обнаружения и опознавания в зашумленном изображении человеком-оператором. Отношения сигнал/шум (V ,71 определяют ка- чество изображения для двух различных положений тест-объекта по отношению к направлению строчного сканирования в контролируемой визуальной оптико-электронной системе.

Последовательность действий с измерением значений выходных сигналов позволяет раздельно определить энергию сигналов, а также средний квадрат энергии аддитивного шума отфильтрованного согласованным фильтром, и средний квадрат энергии шума пространственной дискретизации, отфильтрованного согласованным фильтром, и рассчитать отношения сигнал/ /шум. При этом по разности значений if и - можно судить о влиянии шумов пространственной дискретизации изображения в визуальной сканирующей оптико-электронной системе на качест во изображения.

Вычисление отношения сигнал/шум позволяет при измерениях учесть влияние постоянной яркости фона в изображении и влияние собственных адди- тивных шумов приемника излучения в. устройстве для реализации предлагаемого способа на точность измерений.

Формула изобретения

Способ контроля качества изображения, формируемого визуальными оптико- электронными системами, заключающийся в том, что изображение тест-объек- та в виде полос с синусоидальным распределением яркости проецируют в плоскость анализа изображения, осуществляют сканированием согласованную

536

пространственную фильтрацию изображения тест-объекта, преобразуют поток излучения на выходе анализатора в электрический сигнал, фильтруют электрический сигнал, определяют максимальные достигаемые при сканировании значения выходного сигнала, вычисляю по ним отношение сигнал/шум и судят по нему о качестве изображения, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед преобразованием потока излучения в электрический сигнал осуществляют его спектральную фильтрацию, устанавливают тест-объект и аналогичный ему анализатор изображения так, что полосы параллельны направлению сканирования в контролируемой визуальной оптико-электронной системе, и после фильтрации электрического сигнала ег интегрируют по времени, при этом регистрируют максимальное значение выходного сигнала U,, электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя При этом максимальное значение выходного сигнала Uj, устанавливают тест-объект и анализатор так, что полосы перпендикулярны направлению сканирования, и после фильтрации электрического сигнала его интегрируют по времени и регистрируют максимальное значение выходного сигнала Uj, электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя при этом максимальное значение выходного сигнала U, устанавливают тест-объект имеющий равномерную яркость, равную среднему уровню яркости тест-объекта с синусоидальным распределением яркости, и анализатор изображения, имеющий равномерное пропускание, равное среднему уровню пропускания анализатора изображения с синусоидальным распределением пропускания, и после фильтрации электрического сигнала его интегрируют по времени и регистрируют значений выходного сигнала Ujf электрический сигнал возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируя при этом значение выходного сигнала U., устанавливают непрозрачный анализатор изображения, после фильтрации электрического сигнала его возводят в квадрат и интегрируют по времени, регистрируют значение выходного сигнала U-, , при этом отношение сигнал/шум вычисляют по формулам

1520353 из - U5

VTCV U -UT-UJ/T -YUg-U -Us/T j

Vj

Uj-Uf

{T(VUi-U7-u /T -/ur-V-uf/T) + (u,-uV)

(f - - отношение сигнал/шум при расположении полос тест- объекта параллельно I. ,. направлению сканирования в контролируемой визуальной оптикоэлектронной системе;

Редактор И. Шулла

Составитель В. &арнавский

Техред А.Кравчук Корректор, В. Кабаций

Заказ 6746/42

Тираж 466

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

It - отношение сигнал/шум при расположении полос тест- объекта перпендикулярно направлению сканирования в контролируемой визуальной оптикоэлектронной .системе;

Т - время интегрирования.

Подписное