Синтез цифровых изображений субпиксельного уровня разрешения с использованием расфокусировки
advertisement
Синтез цифровых изображений субпиксельного уровня разрешения с использованием расфокусировки С.В. Блажевич 1, В.Н. Винтаев 2, Е.С. Селютина 1, Н.Н. Ушакова 2 1 Белгородский государственный университет 2 Белгородский университет потребительской кооперации • В современных бортовых космических системах формирования изображений размеры пикселей применяемых матриц ПЗС являются определяющими для достигаемого линейного разрешения на местности, несмотря на разнообразные и эффективные методы внесения коррекций на цифровом уровне представления изображений. Тем не менее, существует возможность формирования изображения с существенно меньшей апертурой «наземного» пиксела, не дожидаясь очередной волны модернизации ПЗС, а синтезируя изображения с использованием субпиксельных технологий: ( С.В. Блажевич, В.Н. Винтаев, Н.Н., Ушакова (2010) Синтез космического изображения с улучшенной разрешающей способностью на основе субпиксельного сканирования //Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т.7. № 2. Стр. 9-13) Постановка задачи • В данной работе предлагается метод синтеза цифрового изображения с повышенным разрешением, включающий расфокусировку изображения на стадии съемки и субпиксельную обработку на стадии синтеза изображения из серии снимков. Схема регистрации расфокусированного изображения • Рис.1 Принцип повышения разрешающей способности цифрового изображения одномерная модель 2х2 • Рис.2. а – плоскость фокуса оптической системы; b1 и b2 – плоскость расфокусированного изображения Соотношения между сигналами с больших пикселов расфокусированного изображения b и малых пикселов в фокальной плоскости a: • b12i :=(2/3)a4i+(1/3)a4i+1 • b12i+1:=(1/3)a4i+(2/3)a4i+1 • b22i+1:=(2/3)a4i+2+(1/3)a4i+3 • b22i+2:=(1/3) a4i+2+(1/3)a4i+3 • Рис.3. • Рис.4. Схема трехкратного повышения разрешения цифрового изображения - одномерная модель • Рис.5. Расфокусированное изображение на матрице смещенной из фокальной плоскости • Рис.6. Двумерная модель 3х3 • Рис. 7. Маска над матрицей детекторов • Рис. 8. Связь сигналов малых (синтезированных) и больших (реальных) пикселов Моделирование метода на реальном цифровом изображении • I Снимки расфокусированного изображения за маской, полученные при различных ее положениях относительно матрицы детекторов. Суммарное расфокусированное изображение Синтезированные изображения в апертуре маски, состоящие из малых пикселей Суммарный синтезированный кадр (сумма синтезированных изображений) Итак, предлагаемый метод позволяет получать снимки субпиксельного уровня разрешения Положения апертуры маски относительно матрицы детекторов Маска в виде жидкокристаллической матрицы, позволяющей реализовать смещенные апертуры Девять цветов – девять положений апертуры маски Сканирование космического изображения Синтезированная ячейка 3х3 Линейка детекторов и синтезированных пикселов в апертурах диафрагм маски Результирующая (суммарная) сканирующая линейка синтезированных пикселов 3Х3 • Спасибо за внимание
