PL104656B1 - Urzadzenie do rejestracji obrazow z satelitow meteorologicznych - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 30.04.1980 104 656 Int. Cl2. Gl IB 7/00 CZYTELNIA Urzedu Patentowego WHiti) totiyywitlutj Uttitj Twórcywynalazku: Jan Stefanski, Jacek Kibinski Uprawniony z patentu : Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, ¦v"l Warszawa (Polska) Urzadzenie do rejestracji obrazów z satelitów meteorologicznych Przedmiotefti wynalazku jest urzadzenie do rejestracji obrazów z satelitów meteorologicznych, transmitujacych obrazy w dwu lub wiecej zakresach widma optycznego.

Meteorologiczne dane satelitarne w postaci obrazów (zdjec) powierzchni Ziemi i pokrywajacych ja pól chmurowych sa od kilku lat odbierane i wykorzystywane przez ^luzby hydrometeorologiczne na calym swiecie, dla celów badawczych jak i biezacego dozoru i prognozowania pogody. Systemem satelitarnym, najpowszechniej wykorzystywanym do tych celów, jest system NOAA - DRSR, który w przyszlosci zastapiony bedzie przez system ITOS-APT. W obu przypadkach obraz, przekazywany przez satelite droga bezposredniej transmisji radiowej, sklada sie z dwu zdjec skladowych, pokrywajacych ten sam obszar lecz wykonywanych w dwu zakresach widmowych to jest: widzialnym oraz podczerwonym. W zwiazku z tym fizyczna tresc obu skladników a tym samym ich wyglad róznia sie od siebie, zas wystepujace róznice w zobrazowaniu pola chmurowego w wymienionych zakresach widmowych pozwalaja na wyciaganie istotnych wniosków interpretacyjnych.

Znane konstrukcje urzadzen do rejestracji meteorologicznych obrazów satelitarnych umozliwiaja równoczesny zapis obu^djec skladowych, które otrzymuje sie na jednym arkuszu (kadrze) w postaci pary podobnych geometrycznie odwzorowan, rozmieszczonych obok siebie. Tresc obrazu przedstawiona jest przez gradacje zaczernienia emulsji fotograficznej, od czerni do bieli. Zdjecie kanalu widzialnego jest trescia zblizone do czarno-bialego zdjecia fotograficznego zas zdjecie w podczerwieni odwzorowuje pole temperatury powierzchni widzialnej przez czujnik satelity, w relacji: czern — temperatura najwyzsza, np. nagrzany lad, biel — temperatura najnizsza, np. wierzcholki wysokich chmur. Wizualna ocena takiego dwuskladnikowego obrazu polega na wielokrotnym porównaniu tresci obu zdjec celem wykrycia róznic i podobienstw w odwzorowaniu pola chmurowego na obu zdjeciach skladowych. Czynnosc ta wymaga wyszkolenia i doswiadczenia, jest czasochlonna a ponadto nie gwarantuje uchwycenia wszystkich interesujacych cech obrazu zwlaszcza, gdy chodzi o szczególowa strukture pola chmurowego. Wymienione trudnosci interpretacyjne beda zyskiwaly na znaczeniu w miare wzrostu zdolnosci rozdzielczej obrazów satelitarnych, a zatem liczby widocznych szczególów, jak równiez w odniesieniu do obrazów zawierajacych wiecej niz dwa skladniki widmowe. ;2 104 656 Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyzszych wad i niedoskonalosci. Cel wynalazku zostal osiagniety przez skonstruowanie urzadzenia, w którym zapis wielokanalowego obrazu nastepuje na barwnym materiale swiatloczulym za pomoca ukladu optycznego, w którym zwiazany jest zespól filtrów optycznych barwnych, przelaczanych mechanizmem polaczonym z detektorem impulsów linii poszczególnych skladników wielokanalowego obrazu satelitarnego.

W przypadku przykladu z wybieraniem elementów obrazu w urzadzeniu wedlug wynalazku zapis wielokanalowego obrazu nastepuje na barwnym materiale swiatloczulym za pomoca zródla swiatla zawierajacego co najmniej dwa elementy swiecace róznymi barwami i przelaczane multiplekserem polaczonym z detektorem synchronizagi linii obrazu za pomoca ukladu zegarowego, zas wejscie sygnalu stanowiacego tresc obrazu polaczone jest z pamiecia poprzez uklad dekodujacy wzglednie przetwornik analogowo-cyfrowy, które to jest pamiec i dekoder lub przetwornik, sa polaczone z ukladem zegarowym, przy czym wyjscie odczytu pamieci polaczone jest ze wzmacniaczem zasilajacym zródlo swiatla.

Przedmiot wynalazku w przykladzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyklad z wybieraniem linii obrazu, zas fig. 2- przyklad z wybieraniem elementów obrazu.

Urzadzenie wedlug wynalazku, w przykladzie pierwszym (fig. 1), sklada sie z ukladu synchronizacji i fazowania 1 /odpowiedniego do danego systemu transmisji satelitarnej, mechanizmu transportu nosnika obrazu 2, nosnika obrazu podlegajacego, ekspozycji 3 bedacego, przykladowo, barwna blona fotograficzna, ukladu optycznego 4 formujacego plamke naswietlajaca na powierzchni nosnika obrazu, zródla swiatla 5. Natezenie swiatla zródla, jest modulowane sygnalem wizyjnym przez wzmacniacz 8, sterowany demodulatorem 7, na którego wejscie 6 podawany jest sygnal z satelity. Sygnal ten wchodzi równolegle do detektora impulsów poczatku linii poszczególnych skladników obrazu 9. Detektor 9 steruje mechanizm przelaczenia filtrów optycznych 10, napedzajacy zespól filtrów 11, zwiazanych z optycznym ukladem naswietlajacym 4.

Urzadzenie wedlug wynalazku, w przykladzie drugim (fig. 2) sklada sie z zespolów 1 do 3 analogicznych jak w wariancie pierwszym, to jest ukladu synchronizacji i fazowania 1, mechanizm transportu nosnika obrazu 2 oraz nosnika obrazu 3. Wejscie sygnalu satelitarnego 6 polaczone jest z detektorem impulsów poczatku linii 9 i z przetwornikiem analogowo-cyfrowym 10. Sygnal cyfrowy podawany jest do pamieci 11 sterowany ukladem zegarowym 12, który polaczony jest z detektorem sychronizacji linii 9. Zarejestrowane w pamieci znaki odpowiadajace elementom obrazu podawane sa na przetwornik cyfrowo-analogowy 7, który steruje wzmacniacz zasilajacy zródla swiatla 8. Zródlo swiatla 5 zawiera co najmniej dwa elementy swiecace o róznych barwach, których swiatlo jest ogniskowane na powierzchni nosnika obrazu 3 za pomoca ukladu optycznego 4. Wybieranie elementu swiecacego, przykladowo diody luminescencyjnej o danej barwie, nastepuje multiplekserem 13, sterowanym przez uklad zegarowy 12, który równoczesnie wybiera odpowiedni element obrazu zarejestrowany w pamieci 11. Pojemnosc pamieci 11 winna byc co najmniej równa liczbie elementów obrazu wzdluz linii obrazu, to jest przykladowo, 1 K znaków dla kazdego skladnika widmowego (kanalu) obrazu.

Dzialanie urzadzenia wedlug przykladu pierwszego (fig. 1) polega na tym, ze sygnal z satelity z wejscia 6 moduluje natezenie zródla swiatla 5 za pomoca demodulatora wizji 7 i wzmacniacza 8. Uklad synchronizacji 1, sterujacy mechanizmem 2, zapewniaja ruch plamki naswietlajacej wzgledem nosnika 3 z wymagana czestotliwoscia linii. W znanych systemach dwukanalowej transmisji obrazu z satelitów meteorologicznych, jak NOAA—DRSR, podzial obrazu na skladniki nastepuje w czasie tak, ze kazda pelna linia obrazu zawiera dwie symetrycznie rozlozone linie odpowiadajace obu skladnikom.

Jezeli czestotliwosc linii odbiornika obrazu bedzie równa podwójnej czestotliwosci linii, transmitowanej z satelity, odcinki linii skladników obrazu beda zapisywane naprzemianlegle tworzac dwa nalozone na siebie obrazy, przy czym równoczesnie nastepuje dwukrotne powiekszenie geometrycznie zapisywanego obrazu.

Detektor impulsów linii 9 wybiera linie obu skladników i steruje, za pomoca mechanizmu 10, zespolem filtrów optycznych o dwu barwach 11. Filtry zwiazane sa z optycznym ukladem naswietlajacym 4 powodujac naswietlenie nosnika 3 swiatlem o jednej barwie podczas linii jednego skladnika obrazu oraz o drugiej barwie dla drugiego skladnika. Dobór barw jest w zasadzie dowolny, jednak pozadane jest aby byly to barwy dopelniajace co zapewnia uzyskanie maksymalnego kontrastu barwnego i najlepsza wizualna rozróznialnosc skladników dwubarwnego obrazu.

Dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku przyklad drugi (fig. 2) polega na tym ze sygnal z satelity badz odbierany jest w formie cyfrowej badz tez przetwarzany jest na sygnal cyfrowy przez przetwornik analogowo-cyfrowy 10. Sygnal cyfrowy odpowiadajacy kazdej pelnej linii obrazu, skladajacej sie z poszczególnych linii skladowych, zapisywany jest w pamieci buforowej 11. Ladowanie pamieci, a takze jej pózniejszy odczyt, synchronizowane jest ukladem zegarowym 12, sterowanym przez detektor synchronizacji linii 9. Odczyt z pamieci 11 nastepuje tak, ze sasiadujace ze soba geometrycznie elementy obrazu róznych skladników widmowych odczytywane sa bezposrednio po sobie zas sygnal cyfrowy z pamieci 11 steruje wzmacniacz104 656 3 zasilajacy zródlo swiatla 8 za pomoca przetwornika cyfrowo-analogowego 7. Stosownie do tego, którego skladnika widmowego dotyczy dany element obrazu, uklad zegarowy 12 wybiera element zródla swiatla odpowiedniej barwy za pomoca multipleksera 13.

Urzadzenie wedlug przykladu pierwszego przeznaczone jest do otrzymywania obrazów barwnych o sredniej zdolnosci rozdzielczej z aktualnych satelitów NOAA system DRSR oraz przyszlego satelity T1ROS-N system AFT. W obu przypadkach obrazy sa dwuskladnikowe, a transmisja nastepuje droga analogowa.

Urzadzenie wedlug przykladu drugiego przeznaczone jest do zapisu obrazów o wysokiej zdolnosci rozdzielczej, transmitowanych zarówno technika analogowa jak i cyfrowa w wiekszej liczbie kanalów, przykladowo z satelity TIROS-N, system AVRR. Urzadzenie wedlug tego przykladu jest bardziej zlozone niz wedlug przykladu pierwszego, natomiast nie stawia ograniczen co do liczby skladników widmowych obrazu oraz sposobu, w jaki te skladniki sa rozdzielone w sygnale transmitowanym z satelity.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie do rejestracji obrazów z satelitów meteorologicznych, znamienne tym, ze ma przeznaczony do zapisu wielokanalowego obrazu na barwnym materiale swiatloczulym (3) uklad optyczny (4), z którym zwiazany jest zespól filtrów optycznych barwnych (11), przelaczanych mechanizmem (10), polaczonym z detektorem impulsów linii poszczególnych skladników wielokanalowego obrazu satelitarnego (9).

2. Urzadzenie do rejestracji obrazów z satelitów meteorologicznych, znamienne tym, ze ma przeznaczony do zapisu wielokanalowego obrazu na barwnym materiale swiatloczulym (3), zródlo swiatla (5), zawierajace co najmniej dwa elementy swiecace róznymi barwami, przelaczane multiplekserem (13), polaczonym z detektorem synchronizacji linii obrazu (9) za pomoca ukladu zegarowego (12), zas wejscie sygnalu stanowiacego tresc obrazu (6) polaczone jest z pamiecia (11), poprzez uklad dekodujacy wzglednie przetwornik analogowo-cyfrowy (10), które to jest pamiec (11) i dekoder lub przetwornik (10) sa polaczone z ukladem zegarowym (12), przy czym wyjscie odczytu pamieci(ll) polaczone jest poprzez przetwornik cyfrowo-analogowy (7) ze wzmacniaczem (8) zasilajacym zródlo swiatla (5). Z.-JL v* N t-u* >- v* Ls Ki «x 1 , Ti v* a *—\A R»l Fug Z