ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ЧАСТОТНО-КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОГО  ПОКАЗАТЕЛЯ  ДЛЯ  ОЦЕНКИ  ФОТОИЗОБРАЖЕНИЙ  ПРИ  ПРОВЕДЕНИИ  ЛЕТНЫХ  ИСПЫТАНИЙ  АЭРОФОТОСИСТЕМ

Молчанов  Андрей  Сергеевич

соискатель  ученой  степени  кандидата  технических  наук,  ГЛИЦ  им.  В.П.  Чкалова,  г.  Ахтубинск

E-mail: 

USING  FREQUENCY-COLORIMETRIC  INDICATOR  TO  EVALUATION  IMAGES  DURING  FLIGHT  TEST  AEROFOTOSYSTEMS

Molchanov  Andrei

Competitor  of  the  degree  of  candidate  of  technical  sciences,  State  Flight  Test  Center  them.  Chkalov,  Akhtubinsk

E-mail:  9171900070@rambler.ru

АННОТАЦИЯ

Рассмотрена  возможность  применения  частотно-колориметрического  показателя  для  оценки  фотоизображений.  Показана  целесообразность  его  использования  при  проведении  испытаний  по  оценке  аэрофотосистем  военного  назначения.

ABSTRACT

The  possibility  of  using  frequency-colorimetric  indicator  to  assess  the  facsimiles.  The  expediency  of  its  use  in  flight  tests  to  assess  military  aerofotosystems.

Ключевые  слова:  аэрофотосистема;  фотоизображение;  показатель;  испытания.

Keywords:  aerofotosystem;  photo;  index;  test.

Поскольку  информация,  зарегистрированная  на  аэрофотоматериал,  предназначена  для  дешифрования  человеком,  то  при  оценке  фотоизображений  необходимо  учитывать  особенности  процессов  зрительного  восприятия  цветного  изображения.  Перечислим  основные  особенности  процесса  зрительного  восприятия  [3,  4,  6,  8]:

1.зрительный  анализатор  можно  представить  в  виде  модели  Фурье-фильтра,  где  каждый  канал  настроен  на  выделение  решетки  с  определенной  пространственной  частотой;

2.зрительная  система  человека  обладает  способностью  к  инвариантному  распознаванию  объектов,  т.  е.  может  узнавать  их  несмотря  на  изменения  яркости,  контраста,  цвета,  изменения  размера  и  искажения  формы.  При  этом  форма  и  цвет  распознаются  независимо;

3.зрительная  система  человека,  благодаря  механизму  адаптации,  может  работать  в  диапазоне  освещенностей,  составляющем  10  логарифмических  единиц.  Когда  глаз  адаптирован  к  некоторому  уровню  освещенности,  его  динамический  диапазон  составляет  примерно  две  логарифмические  единицы  [4];

4.уменьшение  угловых  размеров  объекта  приводит  к  изменению  ощущения  его  цветности.  При  малых  угловых  размерах  (10'≤≤60')  возникает  цветовое  зрение,  при  котором,  вследствие  выпадения  синеощущающего  аппарата,  дешифровщик  видит  все  разнообразие  цветов  как  смесь  оранжево-красных  цветов  с  зелено-голубыми.  При  ≤10'  глаз  не  различает  цветов  и  воспринимает  детали  изображения  как  черно-белые  [4].

В  настоящее  время  в  качестве  основных  показателей  оценки  АФС  применяются  [7]:  захват  при  аэрофотографировании,  высоты  боевого  применения,  масштаб  изображения,  допустимый  диапазон  отношения  путевой  скорости  к  высоте  полета  летательного  аппарата,  угол  обзора  АФС,  спектральный  диапазон  работы  АФС,  величина  ошибки  измерения  координат,  вероятность  обнаружения  (распознавания)  объекта.

Все  перечисленные  показатели,  полученные  в  процессе  летных  испытаний,  ориентированы  на  анализ  конечного  исхода.  Недостатком  этих  показателей  АФС  является  то,  что  эти  оценки  получены  при  соблюдении  определенной  совокупности  условий  проведения  летного  эксперимента.  Изменение  одного  или  нескольких  из  них  может  существенно  повлиять  на  показатель  оценки.  Необходимо  всегда  оговаривать  условия,  в  которых  АФС  оценивалась.

Одним  из  показателей  при  оценке  цветных  изображений  может  стать  величина  цветового  различия  между  объектом  и  фоном  в  равноконтрастной  системе,  рекомендованной  к  применению  Международной  колориметрической  организацией  (МКО).  В  основе  этого  показателя  лежит  система  координат  цвета,  в  которой  равным  отрезкам  линии,  проведенной  между  точками,  изображающими  любые  два  цвета  соответствовали  бы  равные  цветовые  контрасты  —  равные  числа  порогов  [1].

Таким  образом,  показатель  оценки  качества  АФС  с  получением  цветофотографических  изображений  должен  прямо  или  косвенно  учитывать  особенности  зрительного  анализатора  дешифровщика  как  конечного  получателя  информации. 

Два  излучения,  имеющих  разные  координаты  цвета,  воспринимаются  глазом  как  разноцветные,  если  разница  в  цвете  равна  или  больше  порога  цветоразличения.  Пороговую  разность  цвета  можно  представить  в  пространстве  в  виде  расстояния  между  концами  векторов  двух  цветов,  различаемых  с  заданной  вероятностью.  Чем  больше  это  расстояние,  тем  больше  их  различие  и  цвета  становятся  более  контрастными.  В  этом  смысле  пороговую  разность  цвета  принято  называть  цветовым  порогом,  а  сверхпороговое  различие,  выраженное  минимальным  числом  цветовых  порогов,  -  цветовым  контрастом.

В  настоящее  время  применяется  равноконтрастная  модель  системы  МКО  —  1976  L*а*b*  .  Цветовое  пространство  L*а*b*    определяется  тремя  координатами  L*,  а*,  b*.  Где  L*  —  светлота,  а*  —  красно-зеленые  цвета  и  b*  —  желто-синие  цвета.

В  цветовом  пространстве  МКО  L*а*b*  каждому  цвету  соответствует  точка,  положение  которой  определяется  тремя  независимыми  координатами:  светлотой  —  L*  и  двумя  хроматическими  координатами  -  а*  и  b*,  связанными  с  координатами  цвета  X,  Y,  Z.  Числовые  значения  цветового  различия  могут  быть  определены  [9]:

 ,  (1)

где:  ΔL*,  Δа*,  Δb*  —  координаты  цвета  равноконтрастного  цветового  пространства;

   (2)

где:  «об»  и  «ф»  —  индексы  цветовых  координат  объекта  и  фона  соответственно.

Цветовые  координаты  можно  определить  [5,  9]:

   (3)

x₀,y₀,z₀  —  координаты  цвета  идеального  рассеивателя  для  выбранного  стандартного  источника  освещения  А,  В,  С,  D₅₀,  D₅₅,  D₆₅,  D₇₅.

Координаты  Х,Y,Z  определяются  из  соотношений  [5]:

   (4) 

где:  —  длина  волны,  мкм;

—  относительное  спектральное  распределение  энергии  источника  света;

—  ординаты  кривых  сложения  цветов  в  системе  XYZ;

—  спектральный  коэффициент  пропускания  образца.

Предложенный  показатель  позволяет  сопоставлять  и  сравнивать  между  собой  различные  АФС  —  чем  больше  величина    в  пределах  требуемого  диапазона  пространственных  частот,  тем  лучше  рассматриваемая  аэрофотосистема.

Оценка  качества  цветных  изображений  по  величине  цветового  различия  между  объектом  и  фоном  позволяет  сопоставлять  между  собой  изображения  различной  цветности  и  яркости  и,  кроме  того,  учесть  особенности  восприятия  цветных  изображений  дешифровщиком.

Список  литературы:

1.Домасев  М.В.,  Гнатюк  С.П.  Цвет,  управление  цветом,  цветовые  расчеты  и  измерения,  СПб.:  ПИТЕР,  2003.  —  224  с.

2.Дубинский  Г.П.,  Кононов  В.И.,  Федоровский  А.Ф.  Методы  оценки  качества  оптических  систем.  —  М.:  Машиностроение,  1978.  —  231  с.

3.Зрительное  опознавание  и  его  нейрофизиологический  механизм.  Под  редакцией  Глезера  В.Д.  —  Л.:  Недра,  1975.  —  272  с.

4.Карпович  И.Н.  Военное  дешифрирование  аэрофотоснимков.  —  М.:  Воениздат,  1990.  —  544  с. 

5.Луизов  А.В.  Цвет  и  свет.  —  Л.:  Энергоатомиздат,  1989.  —  256  с.

6.Новаковский  С.В.  Цвет  в  цветном  телевидении.  —  М.:  Радио  и  связь,  1988.  —  288  с.

7.Ребрин  Ю.К.  Оптико-электронное  разведывательное  оборудование  летательных  аппаратов.  —  Киевское  ВВАИУ,  1988.  —  450  с.

8.Трофимов  Б.Е.,  Куликовский  О.В.  Передача  изображений  в  цифровой  форме.  —  М.:  Связь,  1980.  —  120  с

9.CIE.  Improvement  to  industrial  colour-difference  evaluation.  Vienna:  CIE  Publication  №  142-2001,  Central  Bureau  of  the  CIE;  2001.  —  6  с.