RU1822933C - Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said method - Google Patents
Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said methodInfo
- Publication number
- RU1822933C RU1822933C SU904809148A SU4809148A RU1822933C RU 1822933 C RU1822933 C RU 1822933C SU 904809148 A SU904809148 A SU 904809148A SU 4809148 A SU4809148 A SU 4809148A RU 1822933 C RU1822933 C RU 1822933C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- converter
- images
- color
- optical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Использование: дл разведки природных ресурсов4 при визуальных наблюдени х. Сущность изобретени : получают последовательно во времени несколько спектрозональных изображений, окрашивают каждое из разделенных изображений в условные цвета, эти операции повтор ют циклически, анализируют изображени в условных цветах и осуществл ют наблюдение результатов анализа в одном из основных цветов интегрально по времени с посто нной, пре вышающей врем цикла, Устройство содержит жидкокристаллический преобразователь изображений, на входе и выходе которого установлены управл емые электрооптические светофильтры, соединенные с электрической схемой управлени , формирующей циклические последовательности управл ющих импульсов напр жени питани . 2 с. и 3 з,п.ф-лы. 4 ил.Use: for exploration of natural resources4 by visual observation. SUMMARY OF THE INVENTION: several spectrozonal images are obtained sequentially in time, each of the divided images is dyed in conditional colors, these operations are repeated cyclically, the images in conditional colors are analyzed, and the results of the analysis are monitored integrally over time with a constant color constant exceeding the cycle time, the device contains a liquid crystal image converter, at the input and output of which are installed controlled electro-optical filters, connected to a control circuit forming cyclic sequences of control pulses of the supply voltage. 2 sec and 3 s, par. 4 ill.
Description
Изобретение относитс к оптоэлектро- нике и предназначено преимущественно дл аэрокосмической разведки природных ресурсов и других аналогичных исследований .The invention relates to optoelectronics and is intended primarily for aerospace exploration of natural resources and other similar studies.
Цель изобретени - упрощение способа за счет визуального обнаружени в реальном масштабе времени,за также повышение эффективности устройства при визуальном наблюдении.The purpose of the invention is to simplify the method by real-time visual detection, while also increasing the efficiency of the device during visual observation.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение устройства дл спектрозо- нального обнаружени объекта: на фиг.2 - примеры спектральных зависимостей коэффициентов отражени объекта и фона; на фиг.З - примеры зависимостей А Пр в преобразованном изображении от коэффициента отражени в исходном изображении; на фиг.4 - эпюры напр жений, подаваемых на светофильтр и преобразователь.In FIG. 1 is a schematic representation of a device for spectrozonal detection of an object: FIG. 2 shows examples of spectral dependences of the reflection coefficients of an object and background; Fig. 3 shows examples of A Pr dependencies in the converted image on the reflection coefficient in the original image; Fig. 4 is a diagram of the voltages supplied to a light filter and a converter.
Способ включает операции получени р да спектрозональных изображений объекта и их тематическую обработку. При этом осуществл етс последовательна и циклическа смена выдел емых спектрозональных изображений и выполнение тематической обработки , в процессе которой каждый элемент каждого спектрозонального изображени окрашивают в цвет в соответствии с коэффициентом отражени этого элемента, причем участки изображени , имеющие совпадающие с обнаруживаемым объектом спектральные коэффициенты отражени , окрашивают в один из основных цветов и сохран ют этот цвет за такими участками п ри обработке всего р да спектрозональных изображений. Выделение спектрозональных изображений производ т дискретно или плавно, а их циклическую смену и последующую обработку провод тThe method includes operations for obtaining a series of spectrozonal images of an object and their thematic processing. In this case, a sequential and cyclical change of the selected spectrozonal images and thematic processing are carried out, during which each element of each spectrozonal image is colored in accordance with the reflection coefficient of this element, and portions of the image having spectral reflection coefficients coinciding with the detected object are colored into one of the primary colors and preserve this color behind such areas when processing a whole series of spectrozonal images. Spectrozonal images are selected discretely or smoothly, and their cyclic change and subsequent processing is carried out
ЁYo
0000
го ю оgo about
0000
соwith
периодически, причем наблюдение производ т интегрально по времени.periodically, and the observation is performed integrally over time.
Устройство содержит три функционально св занных блока: управл емый светофильтр 1, блок 2, электронно-оптического преобразовател и блок 3 синхронизации, а кроме того фотоприемник 4, объектив 5, полупрозрачное зеркало 6, линзы оборачивающей системы 7, 8, окул р 9.The device contains three functionally connected blocks: a controlled light filter 1, block 2, an electron-optical converter and a synchronization block 3, and in addition a photodetector 4, lens 5, a translucent mirror 6, lenses of the wrapping system 7, 8, eyepiece r 9.
Управл емый светофильтр 1 состоит из пол ризатора 10, анализатора 11, стекл нных подложек. 12,13, прозрачных электродов 14, 15, изолирующей прокладки 16 сло жидкого кристалла 17.The controllable light filter 1 consists of a polarizer 10, an analyzer 11, and glass substrates. 12,13, transparent electrodes 14, 15, insulating strips 16 of the liquid crystal layer 17.
Блок 2 электронно-оптического преоб- разовател состоит из стекл нных подложек 18, 19,. прозрачных электродов 20 ,21, сло фотопроводника 22, диэлектрического зеркала 23, изолирующей прокладки 24, сло жидкого кристалла 25, полупрозрачно- го зеркала 26, пол ризатора 27, анализатора 28, конденсатора 29, осветител 30, источника питани 31.The block 2 of the electron-optical converter consists of glass substrates 18, 19 ,. transparent electrodes 20, 21, a layer of photoconductor 22, a dielectric mirror 23, an insulating gasket 24, a layer of liquid crystal 25, a translucent mirror 26, a polarizer 27, an analyzer 28, a capacitor 29, a lighter 30, a power supply 31.
Блок 3 синхронизации состоит из задающих генераторов 32, 33, блоков коммутации 34, 35, усилителей 36, 37, распределител импульсов 38, генератора импульсов 39. Выходы генераторов 32, 33 соединены со вхо- дами блоков 34, 35, ко вторым входам которых подключены первый и второй выхо- ды распределител 38, вход которого соединен с выходом генератора 39.Synchronization block 3 consists of master oscillators 32, 33, switching blocks 34, 35, amplifiers 36, 37, pulse distributor 38, pulse generator 39. The outputs of generators 32, 33 are connected to the inputs of blocks 34, 35, to the second inputs of which the first and second outputs of the distributor 38, the input of which is connected to the output of the generator 39.
Представленные на фиг.2 крива 40 - спектральный коэффициент отражени объекта , крива 41 - спектральный коэффици- ент отражени фона.Curve 40 shown in Fig. 2 is the spectral reflectance of the object, curve 41 is the spectral reflectance of the background.
,э уиг. 3 приведены зависимости длины волны Я Пр в преобразованных псевдоок- рашенных изображени х от коэффициента отражени г соответствующих элементов исходного изображени дл зон А - крива 42, Б - крива 43, В - крива 44.uh wig. Figure 3 shows the dependences of the wavelength H Pr in the converted pseudo-colored images on the reflection coefficient g of the corresponding elements of the original image for zones A — curve 42, B — curve 43, C — curve 44.
Устройство работает следующим образом . С помощью управл емого светофильтра 1 из исходного изображени , на котором находитс объект 0, последовательно выдел ют р д спектрозональных изображений, затем с помощью блока 3 электронно-оптического преобразовател , воспроизвод т в условных цветах, при этом каждый элемент спектрозонального изображени окрашивают в цвет в соответствии с коэффициентом отражени этого элемента, причем участки изображений, имеющие совпадающие с обнаруживаемым объектом спектраль- ные коэффициенты отражени , окрашивают в один из основных цветов и сохран ют этот цвет за такими участками при обработке всего р да спектрозональных изображений. Дл удобства визуального наблюдени циклически повтор ют последовательное выделение спектрозональных изображений и последующую их обработку со скоростью не ниже 20 циклов в секунду, наблюдение же провод т интегрально по времени с посто нной , превышающей врем цикла. При этом, если какой-либо элемент изображени имеет совпадающие с обнаруживаемым объектом коэффициенты отражени на всех спектрозональных изображени х, то при быстрой их смене наблюдатель Н будет воспринимать этот элемент окрашенным в выбранный основной цвет. Если же хот бы в одной из спектральных зон коэффициент отражени элемента изображени отличаетс от коэффициента отражени обнаруживаемого объекта, то результирующий цвет этого элемента, воспринимаемый наблюдателем, будет отличатьс от выбранного основного цвета. Причем, поскольку выбранный цвет вл етс основным, т.е. цветом, который невозможно получить смешением каких-либо других цветов, то никака ина комбинаци коэффициентом отражени обнаруживаемого объекта, не дает в результате смешени соответствующих этим коэффициентам цветов выбранного основного цвета. Следовательно , в выбранный основной цвет будут окрашены только области, неразличимые по спектральным коэффициентам отражени с обнаруживаемым объектом.The device operates as follows. Using a controlled light filter 1, a number of spectrozonal images are sequentially extracted from the original image on which object 0 is located, then using the block 3 of the electron-optical converter, they are reproduced in conventional colors, and each element of the spectrozonal image is painted in color in accordance with the reflection coefficient of this element, and portions of images having spectral reflection coefficients coinciding with the detected object are painted in one of the primary colors and en by the color of such sites in the processing of the entire series of multispectral images. For the convenience of visual observation, the sequential extraction of spectrozonal images and their subsequent processing at a speed of at least 20 cycles per second are cyclically repeated, while the observation is carried out integrally in time with a constant exceeding the cycle time. In this case, if any image element has reflection coefficients that coincide with the detected object on all spectrozonal images, then when they are quickly changed, observer H will perceive this element colored in the selected primary color. If, at least in one of the spectral zones, the reflection coefficient of the image element differs from the reflection coefficient of the detected object, then the resulting color of this element, perceived by the observer, will differ from the selected primary color. Moreover, since the selected color is primary, i.e. with a color that cannot be obtained by mixing any other colors, no other combination of the reflection coefficient of the detected object results in the mixing of the colors of the selected primary color corresponding to these coefficients. Consequently, only areas that are indistinguishable by spectral reflection coefficients with the detected object will be painted in the selected primary color.
Синхронна работа управл емого светофильтра 1 и блока 22 электронно-оптического преобразовател обеспечиваетс при помощи блока 3 синхронизации. Синусоидальное напр жение с задающих генераторов 32, 33 приобретает необходимую форму после прохождени через управл емые усилители , образованные блоками коммутации 34, 35 и усилител ми мощности 36, 37. Бло- . ки коммутации 34, 35 выполнены в виде р да электронных ключей, коммутирующих регулируемые делители напр жени . Циклическое включение ключей осуществл етс с помощью распределител импульсов 38, выполненного на основе сдвигового регистра и управл емого генератором импуль- сов 39.The synchronized operation of the controlled light filter 1 and the block 22 of the electron-optical converter is provided by the block 3 synchronization. The sinusoidal voltage from the master oscillators 32, 33 takes on the necessary form after passing through controlled amplifiers formed by switching units 34, 35 and power amplifiers 36, 37. Bloc. Switching kits 34, 35 are made in the form of a series of electronic switches commuting adjustable voltage dividers. The keys are cycled by means of a pulse distributor 38 made on the basis of a shift register and controlled by a pulse generator 39.
При изменении освещенности фона, на котором находитс наблюдаемый объект, интенсивность падающего на блок 2 электронно-оптического преобразовател светового потока измен етс и соответственно происходит отклонение режима работы блока 2 электронно-оптического преобразовател . При этом цвет наблюдаемого объекта отклон етс от выбранного основного цвета . Дл устранени этого эффекта в схему устройства дополнительно фотопри- емник 4. устанавливаем m п г - гопом потоке . отраженном от наблюдаемого фона. Сигнал с фотоприемника 4,пропорциональный освещенности фона, подаетс на блок 3 синхронизации и учитываетс при формировании режима блока 2 электронно-оптического преобразовател .When the illumination of the background on which the observed object is changed, the intensity of the light flux incident on the block 2 of the electron-optical converter changes and, accordingly, the operation mode of the block 2 of the electron-optical converter deviates. The color of the observed object deviates from the selected primary color. To eliminate this effect, an additional photodetector 4. is installed in the circuitry of the device. We install m p g - hop flow. reflected from the observed background. The signal from the photodetector 4, proportional to the background illumination, is supplied to the synchronization unit 3 and is taken into account when forming the mode of the electron-optical converter unit 2.
Поскольку основных цвета три, то предлагаемым способом можно вести наблюдение одновременно за трем различными объектами. Дл этого нужно включить преобразователь 2 в такой режим, чтобы обнаруживаемые объекты были окрашены соответственно в красный, зеленый и синий цвета.Since there are three primary colors, the proposed method can be used to simultaneously monitor three different objects. To do this, turn converter 2 on in such a way that the detected objects are colored red, green and blue, respectively.
Дл проверки эффективности предлагаемых способа и устройства был изготовлен опытный образец устройства. В качестве светофильтра 1 был использован жидкокристаллический управл емый светофильтр с работающим в нем электрооптическим ори- ентационным эффектом S-типа. Светофильтр представл ет собой структуру, состо щую из сло ориентированного жидкого кристалла, заключенного между двум стекл нными подложками с нанесенными на них прозрачными электродами. Эта структура помещаетс между двум пол ризаторами , а к электродам подводитс переменное напр жение с частотой (0,1-5) кГц. Управление спектральным пропусканием светофильтра осуществл етс изменением амплитуды питающего напр жени .To test the effectiveness of the proposed method and device, a prototype device was manufactured. As a filter 1, a liquid-crystal controlled filter with an S-type electro-optical orientation effect working in it was used. A light filter is a structure consisting of a layer of oriented liquid crystal enclosed between two glass substrates with transparent electrodes deposited on them. This structure is placed between two polarizers, and an alternating voltage with a frequency of (0.1-5) kHz is applied to the electrodes. The spectral transmission of the filter is controlled by changing the amplitude of the supply voltage.
В качестве преобразовател 2 был использован жидкокристаллический модул тор света, считывание информации с которого осуществл етс коллимирован- ным пол ризованным потоком белого света от лампы накаливани . Чувствительность модул тора - (1-Ю) мкВт/см2, в области спектра (0,4-0,9) мкм, разрешающа способность - 20 лип/мм. Питание модул тора осуществл лось переменным напр жением с частотой (0,1-5) кГц. Режим преобразовани устанавливалс изменени м частоты и амплитуды питающего напр жени .As the converter 2, a liquid crystal light modulator was used, the information from which was read by a collimated polarized stream of white light from an incandescent lamp. The sensitivity of the modulator is (1-10) μW / cm2, in the spectral region (0.4-0.9) μm, the resolution is 20 lip / mm. The modulator was supplied with alternating voltage with a frequency of (0.1-5) kHz. The conversion mode was set by changes in the frequency and amplitude of the supply voltage.
Синхронна работа светофильтра 1 и преобразовател 2 обеспечивалась при помощи синхронизатора 3, блок-схема которого приведена на фиг.1. Синусоидальное напр жение с задающих генераторов 32, 33 приобретало необходимую форму после прохождени через управл емые усилители , образованные блоками 34, 35 и усилител мощности 36, 37. Блоки 34, 35 выполнены в виде р да электронных ключей, коммутирующих регулируемые делители напр жени . Циклическое включение ключей осуществл лось с помощью распределител импульсов 38, выполненного на основе сдвигового регистра и управл емого генератором импульсов 39The synchronous operation of the filter 1 and the converter 2 was provided using a synchronizer 3, a block diagram of which is shown in Fig. 1. The sinusoidal voltage from the master oscillators 32, 33 acquired the necessary shape after passing through the controlled amplifiers formed by blocks 34, 35 and the power amplifier 36, 37. The blocks 34, 35 are made in the form of a series of electronic switches commuting adjustable voltage dividers. The keys were cycled by means of a pulse distributor 38 made on the basis of a shift register and controlled by a pulse generator 39
На фиг, 4 приведены характерные Формы амплитуд Uoi и (Jos управл ющих напр жений , подаваемых соответственно на светофильтр 1 и преобразователь 2 при ра5 боте устройства в трех спектральных зонах. Испытани показали, что устройство хорошо реализует предлагаемый способ наблюдени . Быстродействие элементов устройства обеспечивает воспроизведениеFigure 4 shows the characteristic Forms of amplitudes Uoi and (Jos of the control voltages supplied to the filter 1 and the converter 2, respectively, when the device operates in three spectral zones. Tests have shown that the device implements the proposed observation method well. The performance of the device elements ensures reproduction
10 преобразованных псевдокрашенных изображений без мельканий.10 converted pseudo-colored images without flickering.
В то же врем испытани вы вили следующую особенность устройства. При изменении освещенности сцены, на которойAt the same time, the tests revealed the following feature of the device. When changing the brightness of the scene on which
5 находитс наблюдаемый объект, интенсивность падающего на преобразователь 2 светового потока измен етс и соответственно происходит отклонение режима преобразо - вател 2 от режима, предписываемого5 there is an observed object, the intensity of the light flux incident on the transducer 2 changes and, accordingly, the mode of the transducer 2 deviates from the mode prescribed
0 предлагаемым способом. При этом цвет наблюдаемого объекта отклон етс от выбранного основного цвета. Дл устранени этого эффекта в схему устройства целесообразно дополнительно ввести фотоприемник0 by the proposed method. The color of the observed object deviates from the selected primary color. To eliminate this effect, it is advisable to additionally introduce a photodetector into the device circuit
5 4, устанавливаемый в световом потоке, отраженном от наблюдаемой сцены. Сигнал с фотоприемника 4, пропорциональный освещенности сцены, подаетс на синхронизатор 3 и учитываетс при формировании5 4 installed in the light flux reflected from the observed scene. The signal from the photodetector 4, proportional to the illumination of the scene, is fed to the synchronizer 3 and taken into account when forming
0 режима преобразовател 2.0 converter mode 2.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904809148A RU1822933C (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904809148A RU1822933C (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1822933C true RU1822933C (en) | 1993-06-23 |
Family
ID=21505531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904809148A RU1822933C (en) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1822933C (en) |
-
1990
- 1990-04-02 RU SU904809148A patent/RU1822933C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Союз-22 исследует Землю. - М.: Наука, 1980, с.17. Авторское свидетельство СССР М: 483575, кл. G 01 С 11/00, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2534846A (en) | Color filter | |
US3759618A (en) | Methods of and apparatus for effecting optical measurement and analysis | |
RU1822933C (en) | Method spectrum-zone determination of object and device for implementation of said method | |
US4812019A (en) | Method for producing the first differential of a two-dimensional image and optical structural element for performing the method | |
KR100357716B1 (en) | An optical image projection system using simple electronic color switchs | |
JP3785768B2 (en) | Image forming system and projection display device | |
GB1193713A (en) | Colour Video Signal Generating Apparatus | |
US20050185147A1 (en) | Method and apparatus to increase the color gamut produced by LCoS and other projection systems | |
CN106597790B (en) | A kind of laser-projector display device | |
US3450461A (en) | Color picture projecting system | |
RU2154302C2 (en) | Image identifying device | |
JPS63123018A (en) | Projection type liquid crystal display device | |
RU2786365C1 (en) | Color reproduction method based on polychromatic acousto-optic filtering of broadband radiation | |
Bitou et al. | Fast response PROM using GaAs single crystal | |
SU1108476A1 (en) | Device for detecting radiation minimums in object image | |
GB2224351A (en) | Camera for optically processing 2-D image information by means of optical characteristics that involve image analysis | |
JPH1132242A (en) | Optical system | |
JPS63318517A (en) | Method and equipment for transmitting color image | |
RU2082281C1 (en) | Color video projector | |
Bartelt | Spatial frequency coloring and feature coloring | |
RU1775040C (en) | Method of examining sun atmosphere and device therefor | |
KR100635040B1 (en) | Apparatus and Method of Projection Display | |
SU1564663A1 (en) | Method of representation of information of the same type from phase light panel | |
SU1075074A1 (en) | Method and device for determination of optical thickness of fabri-perrault scanning interferometer | |
GB1574249A (en) | Additive colour-synthesis apparatus |