RU2574522C1 - Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов - Google Patents
Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574522C1 RU2574522C1 RU2014141816/28A RU2014141816A RU2574522C1 RU 2574522 C1 RU2574522 C1 RU 2574522C1 RU 2014141816/28 A RU2014141816/28 A RU 2014141816/28A RU 2014141816 A RU2014141816 A RU 2014141816A RU 2574522 C1 RU2574522 C1 RU 2574522C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation detector
- pixels
- binning
- matrix
- array
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов использует астрономический или иной оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения. Эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив. При каждом новом экспонировании и считывании в данном способе бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению. Технический результат - повышение вероятности правильной регистрации малоконтрастных точечных объектов. 5 ил., 4 табл.
Description
Изобретение относится к оптической и оптико-электронной технике и может быть использовано для регистрации малоконтрастных точечных объектов, например искусственных и естественных небесных тел.
Известны способы регистрации точечных объектов, заключающиеся в формировании оптических изображений объектов на светочувствительной поверхности многоэлементного матричного приемника излучения, например ПЗС-матрицы, однократным экспонированием в течение выбранного временного интервала и считыванием накопленных зарядов. Оптические изображения точечных объектов, представляющих собой кружки рассеяния, в которых полезные фотоны, как правило, распределены по нормальному закону, проектируются на конкретные элементы - пиксели ПЗС-матрицы. Каждый из этих пикселей фактически представляет собой обособленный преобразователь фотонов в фотоэлектроны, т.е. является элементарным приемником излучения. Для получения более полной информации об объектах, в частности для повышения точности измерения их координат, размеры пикселей выбирают меньшими, чем кружки рассеяния. При этом полезные фотоны, т.е. фотоны от объектов, делятся между засвеченными пикселями. Вследствие чего для малоконтрастных объектов отношение сигнал/шум на выходе одного пикселя мало и вероятность правильной регистрации объектов невысока.
Для повышения вероятности правильной регистрации вместо однократного экспонирования и считывания зарядов применяют многократное экспонирование и считывание, т.е. выполняют несколько регистрации одних и тех же объектов. Считается, что при N-кратном экспонировании и считывании, т.е. при увеличении числа регистраций в N раз, чувствительность регистрирующего прибора увеличивается в N1/2 раза - описано в издании «Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех», автор Шестов Н.С. - М.: Сов. Радио, 1967, стр. 145. Однако при обнаружении объектов в условиях дефицита времени на число N накладываются ограничения, что снижает результативность регистрации.
Известен также способ регистрации объектов, заключающийся в использовании бинирования фоточувствительных элементов ПЗС-матрицы. При бинировании заряды считываются не с каждого отдельного элементарного пикселя, а с массива элементов с заданными размерами, например 2×2 пикселя, т.е. пиксели объединяются в группы и считывается просуммированный заряд. Как правило, применяют независимое бинирование по двум координатам с коэффициентами 2, 3, 4 и т.д. При таком бинировании накопленные в элементарных пикселях заряды объединяются, что увеличивает количество полезных фотоэлектронов. Так, например, при времени экспонирования 1 секунда бинирование повысило проницание телескопа АЗТ-8 с 16,5m до 17,0m, по данным пробных экспериментов на АЗТ-8 в Евпатории, автор Молотов И., ссылка на статью - lfVn.astronomer.ru/optic/evpatoria/exp2006/index.httm.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является способ регистрации точечных объектов, описанный в разд. 2, разд. 4.2 методического издания «Определение положения астрономического объекта по наблюдениям с прибором зарядовой связи», авторы Куимов К.В., Амирханян В.Р., Соколова А.Ю., ссылка на статью - http://heritage.sai.msu.ru/ucheb/Kuimov/. Для осуществления этого способа используют оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив, причем экспонирование и считывание с бинированием происходит в неизменном режиме.
Однако при данном способе регистрации малоконтрастных точечных объектов, например звезд, расположенных случайным образом на небесной сфере, эти звезды находятся не в равных условиях. Если изображение звезды по площади занимает четыре пикселя матричного приемника излучения, то это изображение может попасть на пиксели таким образом, что заряды от слабой звезды при бинировании считаются за один раз. При этом произойдет суммирование полезных фотоэлектронов и отношение сигнал/шум в считанном сигнале будет высоким, что обеспечит более надежную регистрацию звезды. Но с такой же вероятностью изображение звезды может попасть на четыре пикселя матричного приемника излучения таким образом, что при бинировании сложение полезных фотоэлектронов не произойдет и отношение сигнал/шум останется низким, т.е. бинирование не только не улучшит условия регистрации, но даже ухудшит, так как количество мешающих электронов возрастет за счет того, что эти электроны просуммируются. Использование многократного, например четырехкратного, экспонирования и считывания повысит вероятность правильной регистрации, но в равной степени для всех звезд. И те звезды, у которых при бинировании полезные фотоэлектроны с пикселей матричного приемника излучения объединяются не лучшим образом, т.е. отношение сигнал/шум для них окажется низким, так и останутся в невыгодных условиях.
Задачей заявляемого изобретения является повышение технических характеристик при регистрации малоконтрастных точечных объектов.
Технический результат - повышение вероятности правильной регистрации малоконтрастных точечных объектов.
Это достигается тем, что в способе регистрации малоконтрастных точечных объектов используют оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив, в отличие от известного, в данном способе регистрации при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению.
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 схематично изображены процессы регистрации малоконтрастных точечных объектов при однократном и четырехкратном экспонировании и считывании без бинирования и с бинированием. На фигурах представлен фрагмент светочувствительной поверхности матричного приемника, на которую попали изображения четырех малоконтрастных точечных объектов. На фигурах обозначено: изображение первого точечного объекта 1, изображение второго точечного объекта 2, изображение третьего точечного объекта 3, изображение четвертого точечного объекта 4, пиксели 5 матричного приемника излучения, бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения. Предполагается, что размер изображений точечных объектов равен размеру четырех пикселей матричного приемника излучения. Например, диаметр изображения 1 первого, диаметр изображения 2 второго, диаметр изображения 3 третьего и диаметр изображения 4 четвертого точечных объектов составляет 0,024 мм, размеры пикселей 5 матричного приемника излучения составляют 0,012×0,012 мм2, размеры бинируемых массивов 6 матричного приемника излучения составляют 0,024×0,024 мм2. Все точечные объекты имеют примерно одинаковый блеск и являются малоконтрастными. Из-за случайного распределения изображений по светочувствительной поверхности матричного приемника излучения изображение конкретного точечного объекта может попадать в лучшем случае на четыре пикселя, в худшем случае - на девять пикселей матричного приемника излучения. При этом полезные фотоэлектроны разделятся между пикселями.
На фиг. 1 изображен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при однократном экспонировании и считывании накопленных зарядов без бинирования.
На фиг. 2 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при четырехкратном экспонировании и считывании накопленных зарядов без бинирования в неизменных режимах - а, б, в, г.
На фиг. 3 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при однократном экспонировании и считывании накопленных зарядов с бинированием, т.е. с группированием четырех соседних пикселей 5 в бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения. Процесс бинирования начинается с первого пикселя 5 первой строки матричного приемника излучения и заключается в том, что в первый бинируемый массив 6 группируют первый и второй пиксели 5 первой строки и первый и второй пиксели 5 второй строки, во второй объединенный пиксель 6 группируют третий и четвертый пиксели 5 первой строки и третий и четвертый пиксели 5 второй строки матричного приемника излучения и т.д.
На фиг. 4 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при четырехкратном экспонировании и считывании накопленных зарядов с бинированием при условии, что процедура бинирования повторяется четыре раза в неизменных режимах, т.е. пиксели 5 группируют в бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения по одним и тем же правилам - а, б, в, г.
На фиг. 5 представлен процесс регистрации первого, второго, третьего и четвертого точечных объектов при четырехкратном экспонировании и считывании накопленных зарядов с бинированием при условии, что процедура бинирования также повторяется четыре раза, но уже в разных режимах.
А именно, при первом экспонировании и считывании, как и ранее, процесс бинирования начинают с первого пикселя 5 первой строки матричного приемника излучения, т.е. в первый бинируемый массив 6 группируют первый и второй пиксели 5 первой строки и первый и второй пиксели 5 второй строки, во второй бинируемый массив 6 группируют третий и четвертый пиксели 5 первой строки и третий и четвертый пиксели 5 второй строки матричного приемника излучения и т.д. (фиг. 5а). Но уже при втором экспонировании и считывании первый бинируемый массив 6 смещают и процесс бинирования выполняют со второго пикселя 5 первой строки матричного приемника излучения, группируя в него второй и третий пиксели 5 первой строки и второй и третий пиксели 5 второй строки матричного приемника излучения. Далее по тем же правилам смещают второй и последующие бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения. Таким образом, при втором экспонировании и считывании бинирование выполняется со вторых пикселей 5 всех строк матричного приемника излучения, т.е. со второго его столбца (фиг. 5б). При третьем экспонировании и считывании бинируемый массив снова смещают, но так, что в него группируют первый и второй пиксели 5, но уже второй строки и первый и второй пиксели 5 третьей строки матричного приемника излучения. Далее по тем же правилам смещают второй и последующие бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения. Таким образом, при третьем экспонировании и считывании бинирование выполняют со вторых пикселей 5 всех столбцов матричного приемника излучения, т.е. со второй его строки (фиг. 5в). При четвертом экспонировании и считывании первый бинируемый массив снова смещают, но уже и по строке и по столбцу матричного приемника излучения, т.е. в него группируют второй и третий пиксели 5 второй строки и второй и третий пиксели 5 третьей строки матричного приемника излучения. Далее по тем же правилам смещают второй и последующие бинируемые массивы 6 матричного приемника излучения. Таким образом, при четвертом экспонировании и считывании считывание первой строки и первого столбца матричного приемника излучения не производится, а бинирование выполняют со второго пикселя 5 второй строки матричного приемника излучения (фиг. 5г).
Рассмотрим процесс регистрации малоконтрастных точечных объектов с использованием предложенного способа при помощи оптико-электронного, например, астрономического прибора. Объектив астрономического прибора формирует оптические изображения точечных объектов, в частности изображения малоконтрастных естественных и искусственных небесных тел, на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения. Эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив, причем при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению.
Процесс регистрации точечных объектов реализуется астрономическим прибором следующим образом. Поле зрения оптико-электронного прибора, содержащего объектив, матричный приемник излучения, который состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, блок амплитудной селекции сигнала и аппаратуру управления процессом регистрации, выводится на исследуемый участок небесной сферы и включается отработка вращения Земли. Изображения регистрируемых точечных объектов и распределенного фона неба проектируются на конкретные пиксели 5 матричного приемника излучения, как показано, например, на фиг. 5а, и остаются практически неподвижными в течение выбранного времени экспонирования. При экспонировании полезные фотоны от объектов и мешающие фотоны от распределенного фона преобразуются в фотоэлектроны и накапливаются в пикселях 5 матричного приемника излучения. В процессе накопления к ним добавляются также термоэлектроны и другие помеховые электроны, возникающие в матричном приемнике излучения.
Далее выполняется процесс считывания накопленных зарядов с бинированием. Бинирование начинается с первого пикселя 5 первой строки и первого столбца матричного приемника излучения (фиг. 5а).
Изображение 1 первого точечного объекта при первом экспонировании и считывании оказывается в самом выгодном положении, т.к. при бинировании 100% всех его полезных фотоэлектронов находится в одном бинируемом массиве и при считывании все они объединятся в один заряд. У второго точечного объекта изображение 2 делится поровну между двумя строками матричного приемника излучения и в один заряд объединяется по 50% его полезных фотоэлектронов в двух бинируемых массивах. У третьего точечного объекта изображение 3 располагается на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения таким образом, что в один заряд объединяется 75% его полезных фотоэлектронов в одном бинируемом массиве и 25% - в другом. У четвертого точечного объекта изображение 4 делится поровну между двумя столбцами и двумя строками матричного приемника излучения и в один заряд объединяется по 25% его полезных фотоэлектронов в четырех бинируемых массивах.
У любых других точечных объектов количество полезных электронов, объединившихся при бинировании в один заряд, будет колебаться между 0% и 100%, количество задействованных бинируемых массивов - от одного до четырех. При бинировании объединяются и мешающие электроны, однако такое группирование происходит во всех бинируемых массивах одинаково и не зависит от положения пикселей в составе матричного приемника излучения.
Далее выполняется второе экспонирование и считывание с бинированием, которое начинают с нового пикселя матричного приемника излучения, смещенного по столбцу на один пиксель по отношению к исходному положению (фиг. 5б). В этом режиме при новом бинировании изображение 1 первого точечного объекта делится между двумя столбцами матричного приемника излучения и в один заряд объединяется по 50% его полезных фотоэлектронов в двух бинируемых массивах. Изображение 2 второго точечного объекта оказывается в самом невыгодном положении, т.к. его фотоэлектроны делятся между четырьмя бинируемыми массивами матричного приемника излучения и в один заряд объединяется по 25% его полезных фотоэлектронов. У изображения 3 третьего точечного объекта, несмотря на сдвиг при бинировании, в один заряд объединяется 75% его полезных фотоэлектронов в одном бинируемом массиве и 25% - в другом. У четвертого точечного объекта, изображение 4 которого разделено между двумя строками матричного приемника излучения, в один заряд объединяется по 50% его полезных фотоэлектронов в двух бинируемых массивах.
После этого выполняется третье экспонирование и считывание с бинированием, которое начинают с нового пикселя матричного приемника излучения, смещенного по строке на один пиксель по отношению к предыдущему положению (фиг. 5в). При этом количество фотоэлектронов, объединившихся в один заряд, составляет для изображения 1 первого точечного объекта - 50% и 50%; для изображения 2 второго точечного объекта - 100%, для изображения 3 третьего точечного объекта - 37%, 37%, 13%, 13%; для изображения 4 четвертого точечного объекта - 50% и 50%.
Наконец, выполняется четвертое экспонирование и считывание с бинированием, которое начинают с нового пикселя, смещенного как по строке, так и по столбцу матричного приемника излучения на один пиксель по отношению к предыдущему положению (фиг. 5г). При четвертом экспонировании и считывании количество фотоэлектронов, объединившихся в один заряд, составляет для изображения 1 первого точечного объекта - 25%, 25%, 25%, 25%; для изображения 2 второго точечного объекта - 50% и 50%; для изображения 3 третьего точечного объекта -37%, 37%, 13%, 13%; для изображения 4 четвертого точечного объекта -100%.
При таком четырехкратном экспонировании и считывании с бинированием происходит перераспределение полезных фотоэлектронов между считываемыми зарядами таким образом, что все малоконтрастные точечные объекты в процессе четырехкратной регистрации находятся примерно в равных условиях. Это повышает вероятность их правильной регистрации.
После завершения регистрации точечных объектов на наблюдаемом участке небесной сферы поле зрения прибора перебрасывается на следующий небесный участок, и процесс регистрации новых точечных объектов продолжается по тому же принципу.
Рассмотрим количественные характеристики процесса регистрации точечных объектов. Считается, что поток фотонов, поступающих на вход прибора, описывается пуассоновской статистикой. Тогда средний суммарный заряд, считанный с четырех бинируемых пикселей матричного приемника излучения, т.е. с бинируемого массива, содержит nео полезных фотоэлектронов и nеп электронов, представляющих собой помеху. Для nеп справедливо выражение:
nеп=nеф+nеш,
где: nеф - количество фотоэлектронов от фона неба, образующихся в одном бинируемом массиве за время экспонирования tэ,
nеш - количество шумовых электронов, образующихся в одном бинируемом массиве за время экспонирования tэ.
Для оценки nео и nеф могут быть использованы приближенные формулы, приведенные в издании «Телевизионная астрономия» авторов Абраменко А.И. и др. под ред. Никонова В.Б. - М.: «Наука», 1974, стр. 156, формулы (8.18) и (8.19):
где: mо - блеск регистрируемого объекта в звездных величинах,
mф - уровень распределенного фона в звездных величинах с кв. угл. сек,
ε - интегральный квантовый выход приемника излучения,
D -диаметр эффективного входного зрачка объектива в мм,
f - фокусное расстояние объектива в мм,
d - диаметр изображения регистрируемого объекта в мм,
τо - интегральный коэффициент пропускания оптики,
τа - интегральный коэффициент пропускания атмосферы,
tэ - время экспонирования в секундах.
В свою очередь, для внутренних шумов аппаратуры nеш можно записать следующее:
nеш=nет·nес,
где: nет - шумы термоэлектрические в электронах за секунду с одного бинируемого массива за время экспонирования,
nес - шумы считывания в электронах с одного бинируемого массива за один акт считывания.
Вероятность правильной регистрации объекта Рпр и вероятности ложной регистрации объекта Рлр могут быть представлены в соответствии с формулами, приведенными в издании «Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1», автор Ван Трис Г. - М.: «Сов. радио», 1972, стр. 53, формулы (84) и (85):
где: γ - порог регистрации (порог амплитудной селекции), выбираемый по критерию Неймана-Пирсона, причем значение вероятности Рлр задается заранее, вероятность Рпр максимизируется.
Для конкретных расчетов приняты значения основных характеристик астрономического прибора: D=180 мм; f=l500 мм; d=0,024 мм; το=0,65; ε=0,7 фотоэлектр./фотон; lэл=0,012 мм; nет=8 электр. с бинируемого массива; nес=12 электр./ бинируемый массив./акт счит.; tэ=1,0 с.
Для условий регистрации точечных объектов приняты следующие значения:
прозрачность атмосферы τа=0,7; уровень распределенного фона неба mф=21 звездн. вел./кв. угл. сек; порог регистрации γ выбирается таким, чтобы выполнялось условие Рлр≤0,001.
При заданных характеристиках:
Так как нас интересуют малоконтрастные объекты, то количество фотоэлектронов от таких объектов nео должно примерно соответствовать помеховым электронам nеп. Если предположить, что блеск регистрируемых объектов в звездных величинах соответствует 17,5m; то при использовании ранее приведенной формулы для nео имеем:
Следовательно, такие объекты действительно являются малоконтрастными.
Определим значение порога регистрации, обеспечивающего непревышение заданной вероятности ложной регистрации. Расчеты показывают, что при заданном уровне помех и при γ=60
При заданном уровне помех и при γ=61
Дальнейшие расчеты выполняются при γ=61.
При объединении в один заряд 100% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
При объединении в один заряд 75% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
При объединении в один заряд 50% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
При объединении в один заряд 37% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
При объединении в один заряд 25% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
При объединении в один заряд 13% фотоэлектронов от объекта вероятность его правильной регистрации:
Результаты расчетов вероятности правильной регистрации объектов Рпр для вариантов расположения их изображений, представленных на фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, приведены в табл. 1.
Определим вероятность правильной регистрации первого, второго, третьего и четвертого малоконтрастных точечных объектов при однократном экспонировании и считывании с бинированием. Для этого воспользуемся формулами сложения и умножения вероятностей, а также изображениями, приведенными на фиг. 3, и данными, приведенными в табл. 1.
Вероятность правильной регистрации Рпр первого точечного объекта за одно экспонирование и считывание:
Рпр=0,97951.
Вероятность правильной регистрации Рпр второго точечного объекта за одно экспонирование и считывание:
Рпр=1-(1-0,36402)(1-0,36402)=1-0,63598·0,63598=1-0,40447=0,59553.
Вероятность правильной регистрации Рпр третьего точечного объекта за одно экспонирование и считывание:
Рпр=1-(1-0,81764)·(1-0,05401)=1-0,18236·0,94599=1-0,17251=0,82749.
Вероятность правильной регистрации Рпр четвертого точечного объекта за одно экспонирование и считывание:
Рпр=1-(1-0,05401)·(1-0,05401)(1-0,05401)(1-0,05401)=1-0,94599·0,94599·0,94599·0,94599=1-0,80084=0,19916.
Вероятность того, что за одно экспонирование и считывание будут зарегистрированы все четыре точечных объекта:
Рпр=0,97951·0,59553·0,82749·0,19916=0,09613.
Результаты данной оценки приведены в табл. 2.
Определим вероятность правильной регистрации первого, второго, третьего и четвертого малоконтрастных точечных объектов при использовании способа регистрации, принятого в качестве прототипа. Для этого воспользуемся формулами сложения и умножения вероятностей, а также изображениями, приведенными на фиг. 4, и данными, приведенными в табл. 1, табл. 2. Вероятность того, что первый точечный объект будет зарегистрирован хотя бы один раз за четыре экспонирования и считывания с бинированием:
Рпр=1-(1-0,97951)·(1-0,97951)(1-0,97951)(1-0,97951)=1-0,02049·0,02049·0,02049·0,02049=1-0,00000017=0,99999983.
Аналогичные вычисления выполняются для всех точечных объектов.
Вероятность того, что за четыре экспонирования и считывания с бинированием будут зарегистрированы все четыре точечных объекта:
Рпр=0,99999983·0,973236·0,9991143·0,588676=0,572413.
Результаты оценки приведены в табл. 3.
Определим вероятность правильной регистрации первого, второго, третьего и четвертого малоконтрастных точечных объектов при использовании заявляемого способа регистрации. Для этого воспользуемся формулами сложения и умножения вероятностей, а также изображениями, приведенными на фиг. 5, и данными, приведенными в табл. 1.
Вероятность того, что первый точечный объект будет зарегистрирован хотя бы один раз за четыре экспонирования и считывания с бинированием:
Рпр=1(1-0,97951)(1-0,59553)(1-0,59553)(1-0,19916)=1-0,02049·0,40447·0,40447·0,80084=1-0,00268=0,99731.
Вероятность того, что второй точечный объект будет зарегистрирован хотя бы один раз за четыре экспонирования и считывания с бинированием:
Рпр=1-(1-0,59553)(1-0,19916)(1-0,19916)(1-0,97951)(1-0,595553)=1-0,40447·0,80084·0,02049·0,40447=1-0,00268=0,99731.
Вероятность того, что третий точечный объект будет зарегистрирован хотя бы один раз за четыре экспонирования и считывания с бинированием:
Рпр=1-(1-0,82749)(1-0,82749)(1-0,29273)(1-0,29273)=1-0,17251·0,17251·0,70727·0,70727=1-0,01488=0,98511.
Вероятность того, что четвертый точечный объект будет зарегистрирован хотя бы один раз за четыре экспонирования и считывания с бинированием:
Рпр=1-(1-0,19916)(1-,059553)(1-,059553)(1-0,97951)=1-0,80084·0,40447·0,40447·0,0249=1-0,00268=0,99731.
Вероятность того, что за четыре экспонирования и считывания с бинированием будут зарегистрированы все четыре точечных объекта:
Рпр=0,99731·0,99731·0,98511·0,99731=0,97718.
Результаты оценки приведены в табл. 4.
Таким образом, применение предлагаемого способа регистрации малоконтрастных точечных объектов в рассмотренном примере позволяет повысить вероятность правильной регистрации всех четырех точечных объектов с 0,57241 до 0,97718 при заданной вероятности ложной регистрации ≤0,001, что является весьма высоким результатом.
Claims (1)
- Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов, в котором используют оптико-электронный прибор, объектив которого формирует оптические изображения точечных объектов на светочувствительной поверхности матричного приемника излучения, которая состоит из множества пикселей, образующих столбцы и строки матричного приемника излучения, эти изображения многократно экспонируют и считывают с бинированием пикселей, когда соседние пиксели матричного приемника излучения группируют в один бинируемый массив, отличающийся тем, что в данном способе при каждом новом экспонировании и считывании бинируемый массив смещают по строке или столбцу матричного приемника излучения по отношению к предыдущему положению.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141816/28A RU2574522C9 (ru) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141816/28A RU2574522C9 (ru) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574522C1 true RU2574522C1 (ru) | 2016-02-10 |
| RU2574522C9 RU2574522C9 (ru) | 2016-06-10 |
Family
ID=56116602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141816/28A RU2574522C9 (ru) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2574522C9 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3125894A1 (fr) * | 2021-08-02 | 2023-02-03 | Unistellar | Procédé d’acquisition d’image d’au moins un astre et appareil pour la mise en œuvre du procédé |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1219996A1 (ru) * | 1984-04-09 | 1986-03-23 | Научно-Исследовательский И Производственный Центр "Природа" (Госцентр "Природа") | Способ визуального обнаружени малоконтрастных объектов |
| KR20010065058A (ko) * | 1999-12-21 | 2001-07-11 | 박종섭 | 씨씨디 카메라의 저조도 계조 보상장치 |
| RU2408898C1 (ru) * | 2009-07-20 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" | Способ поиска и обнаружения точечных целей оптико-электронными приборами |
| CN103578088A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-12 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种星空图像处理方法 |
-
2014
- 2014-10-17 RU RU2014141816/28A patent/RU2574522C9/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1219996A1 (ru) * | 1984-04-09 | 1986-03-23 | Научно-Исследовательский И Производственный Центр "Природа" (Госцентр "Природа") | Способ визуального обнаружени малоконтрастных объектов |
| KR20010065058A (ko) * | 1999-12-21 | 2001-07-11 | 박종섭 | 씨씨디 카메라의 저조도 계조 보상장치 |
| RU2408898C1 (ru) * | 2009-07-20 | 2011-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" | Способ поиска и обнаружения точечных целей оптико-электронными приборами |
| CN103578088A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-12 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种星空图像处理方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3125894A1 (fr) * | 2021-08-02 | 2023-02-03 | Unistellar | Procédé d’acquisition d’image d’au moins un astre et appareil pour la mise en œuvre du procédé |
| EP4130867A1 (fr) * | 2021-08-02 | 2023-02-08 | Unistellar | Procede d'acquisition d'image d'au moins un astre et appareil pour la mise en oeuvre du procede |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2574522C9 (ru) | 2016-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9277154B2 (en) | Image taking device and camera system | |
| JP6643871B2 (ja) | 放射線撮像装置およびフォトンカウンティングの方法 | |
| WO2013058147A1 (ja) | 撮像素子およびカメラシステム | |
| JP6474350B2 (ja) | 二次元フォトンカウンティング素子 | |
| US9313432B2 (en) | Image sensor having depth detection pixels and method for generating depth data with the image sensor | |
| JP6069822B2 (ja) | 撮像方法、生体認証方法、撮像装置および生体認証装置 | |
| CN101960331A (zh) | X射线探测器中的直接探测事件的抑制 | |
| JP2019075610A (ja) | 固体撮像素子及び撮像装置 | |
| RU2574522C1 (ru) | Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов | |
| EP3063932B1 (fr) | Procede de traitement de signaux collectes par des pixels d'un detecteur | |
| JP6302122B1 (ja) | 放射線検出器 | |
| US20220155454A1 (en) | Analysis portion, time-of-flight imaging device and method | |
| RU2627143C1 (ru) | Способ регистрации малоконтрастных точечных объектов | |
| ES2537109T3 (es) | Corrección en base a imágenes para señales luminosas indeseadas en una región de interés específica | |
| US10591618B2 (en) | X-ray detection device and detection method | |
| CN104019906B (zh) | 一种红外焦平面阵列探测器及其红外成像系统 | |
| Bauer | Improving the Accuracy of Position Detection of Point Light Sources on Digital Images | |
| JP6873414B2 (ja) | 処理装置、方法およびプログラム | |
| Mistry et al. | Low Dose X‐Ray Sources and High Quantum Efficiency Sensors: The Next Challenge in Dental Digital Imaging? | |
| JP6567792B1 (ja) | 放射線検出器 | |
| Mackay | New opportunities for astronomical imaging systems | |
| Toadere | Conversion from light to numerical signal in a digital camera pipeline | |
| Ali et al. | A mid-infrared survey of L1641N with ISOCAM | |
| Basden | Analysis of EMCCD and sCMOS readout noise models for Shack-Hartmann wavefront sensor accuracy | |
| Vogel et al. | Application of an EMCCD Camera for Calibration of Hard X-ray Telescopes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |