RU169458U1 - Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов - Google Patents
Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU169458U1 RU169458U1 RU2016151102U RU2016151102U RU169458U1 RU 169458 U1 RU169458 U1 RU 169458U1 RU 2016151102 U RU2016151102 U RU 2016151102U RU 2016151102 U RU2016151102 U RU 2016151102U RU 169458 U1 RU169458 U1 RU 169458U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- gradients
- gradient
- photodetector
- shaper
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
Формирователь сигналов изображения содержит объектив, микросканер, фотоприемное устройство, аналого-цифровой преобразователь, формирователь градиентов входных сигналов, двумерный параллельный накопитель. Между аналого-цифровым преобразователем и формирователем градиентов входных сигналов установлен линейный корректор. Технический результат заключается в обеспечении линейной коррекции для повышения качества изображения. 1 ил.
Description
Заявляемая полезная модель относится к формирователям сигналов изображения (ФСИ) с микросканированием, в которых она предназначена для коррекции неоднородности и дефектов элементов матричного фотоприемного устройства (ФПУ) инфракрасного диапазона спектра.
Прототипом заявляемой модели является полезная модель [патент RU 151059 U1]. Прототип содержит последовательно расположенные объектив, микросканер, фотоприемное устройство, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), формирователь градиентов входных сигналов, двумерный параллельный накопитель градиентов.
Отличие заявляемой модели состоит в том, что между АЦП и формирователем градиентов находится корректор входных сигналов, и соответственно формирователь градиентов осуществляет определение градиентов по входным скорректированным кадрам.
Замысел коррекции входных сигналов направлен на уменьшение шума микросканирования, определение этого шума сформулировано в [«Исследование нейронной схемы формирования изображения для ФПУ с микросканированием» Жегалов С.И., Фадеев В.В. // Успехи прикладной физики. 2015, № 6, с. 573-578], там же определяется мера влияния шума микросканирования на качество формируемого изображения.
Как и почему уменьшается шум микросканирования и, как следствие, повышается качество формируемого изображения, поясним с помощью [«Градиентная коррекция неоднородности фотоприемных устройств с микросканированием» Жегалов С.И., Соляков В.Н., Фетюхина В.Г. // Прикладная физика. 2011, № 6, с. 149-154].
Элементом шума микросканирования в градиенте (см. формулу (2) в статье) является компонента An,m⋅dРn+,m+(τ).
Дисперсия этой компоненты σ2(An,m⋅dРn+,m+(τ)) является составляющей частью общей дисперсии ошибки, см. в статье ниже.
σ2(dEn,m/n+,m+)=σ2 (An,m⋅dРn,m/n+,m+)+σ2 (An,m⋅dРn+,m+(τ))+2⋅σ2(SHn,m).
Так как величина dPn+,m+(τ) колеблется около нуля, то очевидно, что с ее уменьшением уменьшается и вклад дисперсии σ2(An,m⋅dРn+,m+(τ)) в общую дисперсию ошибки.
Корректор входных сигналов уменьшает влияние компоненты An,m⋅dРn+,m+(τ) на градиенты за счет вычитания из входных кадров оценки изменения сцены от кадра к кадру. Оценка получается посредством линейной аппроксимации на основании того, что изменение значения сигнала на элементе (пикселе) фотоприемного устройства в зависимости от времени, в течение ближайших нескольких кадров достаточно близко к линейной зависимости.
Задачей предлагаемой полезной модели является построение устройства с линейной коррекцией входных сигналов, обеспечивающего повышение качества формирования изображения.
Задача решается тем, что формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов содержит последовательно расположенные объектив, микросканер, фотоприемное устройство, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), линейный корректор входных сигналов, формирователь градиентов скорректированных входных сигналов, двумерный параллельный накопитель градиентов, сигналы с ФПУ поступают на АЦП, сигналы с АЦП поступают на линейный корректор входных сигналов, сигналы с корректора поступают на формирователь градиентов скорректированных входных сигналов, сигналы с формирователя градиентов подают на двумерный параллельный накопитель градиентов, кадры скорректированного изображения снимают с выхода двумерного параллельного накопителя градиентов.
Сущность полезной модели поясним описанием работы устройства.
Блок-схема устройства заявляемой модели приведена на фиг. 1, где 1 - сцена; 2 - микросканер; 3 - матричное фотоприемное устройство; 4 - аналого-цифровой преобразователь; 5 - линейный корректор входных сигналов; 6 - формирователь градиентов скорректированных сигналов; 7 - двумерный параллельный накопитель градиентов; 8 - скорректированное изображение; 9 - объектив.
Устройство работает следующим образом. Пояснение даем на примере микросканирования по 4-м направлениям.
Микросканер, как и в прототипе, осуществляет четырехпозиционную траекторию микросканирования: 4-ем очередным сдвигам изображения сцены относительно матрицы фотоприемного устройства на полпиксела - вправо, вниз, влево и вверх соответствуют 4 очередных сдвиговых кадра изображения с выхода фотоприемного устройства. К очередным 4-ым сдвиговым кадрам с фотоприемного устройства получают и бессдвиговый кадр, когда сцена через объектив и микросканер проецируется на фотоприемное устройство без сдвига. Получение этих очередных 5 кадров называем циклом микросканирования.
Формируются скорректированные очередные 5 входных кадров, бессдвиговый и сдвиговые.
Формируются очередные 4 градиентных кадра по скорректированным входным кадрам, как попиксельные разности очередных 4-х скорректированных сдвиговых кадров относительно основного - скорректированного бессдвигового кадра. Двумерным параллельным накоплением очередных 4-х градиентных кадров формируется очередной выходной кадр.
Скорректированные входные кадры формируются следующим образом.
Обозначим через S(i),SL(i),SV(i),SP(i),SN(i),S(i+1),… последовательность кадров с АЦП очередного цикла, i-го цикла микросканирования, где
S(i) - бессдвиговый кадр i 1-го цикла микросканирования;
SL(i) - сдвинутый влево кадр i+1-го цикла микросканирования;
SV(i) - сдвинутый вверх кадр i+1-го цикла микросканирования;
SP(i) - сдвинутый вправо кадр i+1-го цикла микросканирования;
SN(i) - сдвинутый вниз кадр i+1-го цикла микросканирования;
S(i+1) - бессдвиговый кадр i+1-го цикла микросканирования.
Формируется разность бессдвиговых кадров dS(i+1, i)=S(i+1)-S(i).
Формируются скорректированные входные кадры очередного цикла
SК(i)=S(i);
SLК (i)=SL(i) - dS(i+1, i) * 0.2;
SVК(i)=SV(i)-dS(i+1,i)*0.4;
SPК(i)=SP(i) - dS(i+1,1)*0.6;
SNК=SN(i)-dS(i+1, i)*0.8.
5 выходных кадров получаются последовательно с двумерного параллельного накопителя градиентов:
1-й выходной кадр - по результатам накопления градиентов dS0L(i),dS0V(i),dS0P(i),dS0N(i), разностей скорректированного бессдвигового кадра (нулевого - нулевой сдвиг) и скорректированных сдвиговых кадров;
2-й выходной кадр - по результатам накопления градиентов dSL0(i),dSLV(i),dSLP(i),dLSN(i), разностей скорректированного влево сдвинутого кадра с остальными 4 скорректированными входными кадрами;
и т.д.,
5-й выходной кадр - по результатам накопления градиентов dSN0(i),dSNL(i),dSNV(i),dNP(i), разностей скорректированного вниз сдвинутого кадра с остальными.
В качестве инструмента для подтверждения работоспособности и подтвеждения эффективности заявляемой полезной использовалась полунатурная модель микросканирования с градиентной обработкой изображения [«Исследование нейронной схемы формирования изображения для ФПУ с микросканированием» Жегалов С.И., Фадеев В.В.//Успехи прикладной физики. 2015, № 6, с. 573-578].
В качестве сцены использовались записи выходных кадров с переносного тепловизора, наблюдалась местность с движущимися объектами, дополнительный элемент подвижности сцены вносили колебания тепловизора.
Источником информации для модели ФПУ являлись измерения сигналов реального ФПУ по входным сигналам с АЧТ для диапазонов температур и времен накопления. По измерениям определялись коэффициенты усиления и смещения постоянной составляющей элементов ФПУ, дефектные элементы, параметры временного шума.
Результаты с микросканированием с двухточечной коррекцией тех же последовательностей кадров по опорным сигналам, сопоставление осуществлялось по коэффициенту корреляции выходных и кадров сцены.
Результаты показаны в таблице.
Claims (1)
- Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов, содержащий последовательно расположенные объектив, микросканер, фотоприемное устройство (ФПУ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), двумерный параллельный накопитель градиентов, отличающийся тем, что между АЦП и двумерным параллельным накопителем градиентов последовательно расположены линейный корректор входных сигналов и формирователь градиентов скорректированных входных сигналов, сигналы с ФПУ поступают на АЦП, сигналы с АЦП поступают на линейный корректор входных сигналов, сигналы с корректора поступают на формирователь градиентов скорректированных входных сигналов, сигналы с формирователя градиентов подают на двумерный параллельный накопитель градиентов, кадры скорректированного изображения снимают с выхода двумерного параллельного накопителя градиентов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151102U RU169458U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151102U RU169458U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU169458U1 true RU169458U1 (ru) | 2017-03-21 |
Family
ID=58449847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151102U RU169458U1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU169458U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644139A (en) * | 1995-03-02 | 1997-07-01 | Allen; Ross R. | Navigation technique for detecting movement of navigation sensors relative to an object |
RU85781U1 (ru) * | 2009-05-20 | 2009-08-10 | ООО Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров | Устройство электронной обработки сигналов матричных фотоприемных устройств |
RU2367109C2 (ru) * | 2004-08-23 | 2009-09-10 | Сони Корпорейшн | Устройство формирования изображения, способ обработки изображения и интегральная схема |
RU151059U1 (ru) * | 2014-09-02 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов |
-
2016
- 2016-12-23 RU RU2016151102U patent/RU169458U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644139A (en) * | 1995-03-02 | 1997-07-01 | Allen; Ross R. | Navigation technique for detecting movement of navigation sensors relative to an object |
RU2367109C2 (ru) * | 2004-08-23 | 2009-09-10 | Сони Корпорейшн | Устройство формирования изображения, способ обработки изображения и интегральная схема |
RU85781U1 (ru) * | 2009-05-20 | 2009-08-10 | ООО Научно-исследовательский центр супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров | Устройство электронной обработки сигналов матричных фотоприемных устройств |
RU151059U1 (ru) * | 2014-09-02 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102254994B1 (ko) | 화상 처리 장치, 화상 처리 방법, 전자 기기, 및 프로그램 | |
TWI668998B (zh) | 高動態範圍影像感測器 | |
US8319862B2 (en) | Non-uniformity correction of images generated by focal plane arrays of photodetectors | |
US7796239B2 (en) | Ranging apparatus and ranging method | |
US7807952B2 (en) | Gain calibration in EMCCD cameras | |
CN109489940B (zh) | 一种光学成像系统精确延时的测量方法 | |
US20080278613A1 (en) | Methods, apparatuses and systems providing pixel value adjustment for images produced with varying focal length lenses | |
US9905018B2 (en) | Imaging apparatus, image processing method, and medium | |
JP2015226284A (ja) | 赤外線カメラ | |
RU169458U1 (ru) | Формирователь сигналов изображения на основе матричного фотоприемного устройства с градиентной коррекцией неоднородности и дефектов фоточувствительных элементов | |
JPWO2016103566A1 (ja) | 画像処理方法及び画像処理装置 | |
CN105092043A (zh) | 一种基于场景的变积分时间的非均匀性校正方法 | |
CN106716990A (zh) | 红外线摄像装置、固定图案噪声计算方法及固定图案噪声计算程序 | |
CN105681693A (zh) | Tdi-cmos图像传感器fpn校正方法 | |
Pezoa et al. | Spectral model for fixed-pattern-noise in infrared focal-plane arrays | |
JP6039381B2 (ja) | 焦点検出装置、撮像装置、撮像システム、および、焦点検出方法 | |
JP4672470B2 (ja) | 赤外線撮像装置 | |
KR101301069B1 (ko) | Hdr 영상 시스템에서 영상 간의 전역 움직임을 추정하기 위한 장치 및 그 방법 | |
CN108830904B (zh) | 一种参数优化的相机响应曲线定标方法 | |
US9262806B2 (en) | System and method for resolution enhancement | |
Liu et al. | A Nonuniformity Correction Method Based on Gradient Scene Calibration | |
Kao et al. | Automatic sensor and mechanical shutter calibration for digital still cameras | |
Hunt et al. | A Radiometric Uncertainty Tool for OLCI | |
LaVeigne et al. | A hybrid approach to non-uniformity correction of large format emitter arrays | |
RU2639680C2 (ru) | Способ и система определения в реальном времени сигналов, подлежащих суммированию, среди множества принятых сигналов |