- •1. Видеоинформационный тракт сдз.
- •2. Информационные показатели качества сдз.
- •3 Оценка качества изображения по критерию пространственного разрешения (разрешающей способности)
- •4 Системотехнические показатели качества сдз.
- •5 Математические модели источника информации сдз: детерминированные и квазидетерминированные модели.
- •6. Модели непрерывного стационарного поля (Математические модели источника информации сдз)
- •7. Модели дискретизированного стационарного поля (Математические модели источника информации сдз)
- •8. Алгоритмы синтеза тестовых изображений в рамках моделей стационарного поля (Математические модели источника сдз)
- •9. Модели нестационарного поля (математические модели источника информации сдз)
- •10. Мозаичные модели разбиения (Математические модели источника информации сдз)
- •11. Мозаичные модели разбиения (Математические модели источника информации сдз)
- •12. Математические модели атмосферы
- •1) Атмосферная рефракция (искажения), искривление оптических лучей
- •2) Молекулярное и аэрозольное поглощения
- •3) Молекулярное и аэрозольное рассеяние
- •4) Помехи от посторонних источников
- •5) Атмосферная турбулентность
- •13. Математические модели оптической системы
- •1. Масштабирование
- •2. Расфокусировка (размытие). (Погрешность применения)
- •14 Общая структура математических моделей видеодатчика и ацп.
- •1. Свертка:
- •2. Дискретизируем:
- •15. Принцип действия и эквивалентная апертура видеодатчика на элт.
- •16. Принцип действия и эквивалентная апертура однокоординатного (линейного) пзс датчика.
- •1).Ячейка из k-электродов
- •17. Принцип действия и эквивалентная апертура двух координатного (матричного) пзс датчика.
- •18. Принцип действия и эквивалентная апертура матричного пзс-датчика с временной задержкой и накоплением.
- •19. Шумовые искажения изображений в видеодатчике.
- •20. Дополнительные искажения сигналов пзс-датчиках.
- •21. Квантование сигнала по уровню.
- •22. Анализ точности цифровых моделей непрерывных лис-систем: модель дискретной свёртки.
- •23. Анализ точности цифровых моделей непрерывных лис-систем: спектральная модель.
- •24. Анализ точности цифровых моделей непрерывных лис-систем: оптимальная модель.
- •25. Предварительная обработка входных сигналов при моделировании лис-системы.
- •26. Вычисление быстрой свертки на основе дпф и секционирования сигнала.
- •27. Принцип построения параллельно-рекурсивных ких-фильтров.
- •28. Общая схема расчета параллельно-рекурсивных ких-фильтров
- •29. Расчет параллельно-рекурсивного ких фильтра при аппроксимации их лис(лпп)-системы.
- •30. Расчет параллельно-рекурсивного ких-фильтра при аппроксимации частотной характеристики лис-системы.
- •31. Расчет параллельно-рекурсивного ких-фильтра для моделирования лис-системы.
- •32. Расчет параллельно-рекурсивного ких-фильтра для преобразования и синтеза стационарных случайных сигналов.
20. Дополнительные искажения сигналов пзс-датчиках.
Любой датчик связан с внутренним накоплением заряда, следовательно возникабт дополнительные искажения.
А) Разброс параметров электродов. (Примеси материалов, неточность изготовления и т.д.)
Разброс чувствительности датчика и термовлияние.
x – накопленный сигнал, y – сигнал на выходе датчика.
Реализация – случайная последовательность, фиксированная для данного экземпляра датчика:
–нулевое среднее и маленькая дисперсия, описывает случайное колебание чувствительности ячейки относительно номинального значения.
– описывает тепловые токи датчика.
Картинка становится слегка полосатой (это про ПЗС-линейку).
Для ПЗС-матриц те же самые эффекты, и проявляются двумерными структурами.
.
Для современных датчиков .
Описать теоретически очень сложно, их можно только померить:
1. Датчик закрываться от внешнего света, следовательно, получается нулевая интенсивность.
2. На датчик подаётся постоянный свет С. ,
.
В режиме ВЗН (временная задержка и накопление) за счёт накопления сигналов все эти эффекты нивелируются.
Б) Не идеальность переноса зарядов.
Коэффициент неэффективности переносов. ( ). Передаётся не весь сигнал, а .
Построим математическую модель такого эффекта. Пусть есть N-электродная линейка, в которой накапливается сигнал X(0), X(1), …,X(N-1), на выходе получим y(0), y(1),…,y(N-1).
Этот процесс может быть графически изображен в виде сигнального графа.
Рассмотрим любую траекторию следования сигнала, таких путей много (n-k шагов по вертикали, k шагов по горизонтали)
По закону Кирхгофа (описывает эффект не идеальности переноса заряда):
Пусть на вход подаётся
При выравнятся.
- в датчиках (n = 105). Умножение на ε всё равно остаётся. Упрощённая модель: .
Если набор давтчиков:
Ложные объекты очень мешают.
В) Диффузионное расплывание зарядов.
Чем больше длина волны, тем глубже она проникает в материал.
В ПЗС линейке пписывается дискретной ЛИС системой (3-х точечной характеристикой).
, . Реально и этим пренебрегают.
Для матриц такой эффект проявляется двумерным образом (описывается ИХ 3х3):
ошибка для ПЗС линейки .
. Т.е. отношение сигнал шум .
21. Квантование сигнала по уровню.
Пусть x некоторая величина, описывает вещественное число. При квантовании назначается шкала (диапазон возможных изменений) [xmin,xmax].
Пусть x некоторая величина, описывает вещ. число. Проквантуем x. Шкала параметров (диапазон возможных изменений): [xmin,xmax]. В пределах этой шкалы задаются L уровней квантования: x0,x1,…,xL-1. Каждое значение сопоставляется с одним из этих уровней квантования. В место значений параметров дальше в системе фигурирует только номер выбранного уровня l. Расположение квантованных уровней может быть нелинейным и не равномерным.
Обычно равномерное: - интервал между двумя соседними уровнями.
Оптимальное равномерное квантование сигналов выглядит так:
Если двоичный код имеет b разрядов, то можно проквантовать 2b уровней: L=2b. → . Это всё был сам процесс Ошибка квантования по уровню: - случайная величина изменяется (будем считать равномерно распределённой).
Ошибку квантования часто заменяют внесением белого шума.
Дисперсия:
Если хочется также смоделировать процесс, то преобразование x в индекс:
, где [ ] – выделение целой части
Обратно: .
Напрямую учитывается только когда изображения слабоконтрастное, настолько, что интересные перепады яркости сопоставимы с уровнем квантования.