Рыжиков М.Б. Формирование и обработка изображений в лазерных системах видения

Учебное пособие. — Санкт-Петербург: ГУАП, 2013. — 210 с. В пособии изложены основы теории получения изображений объектов, находящихся на больших расстояниях или в условиях недостаточной освещенности за счет применения систем с использованием лазерного подсвета – лазерных систем видения. Рассмотрены вопросы технической реализации оптического и электронного тракта для систем видения, предназначенных для приема и регистрации изображений, представлены основные характеристики систем видения, предназначенные для оценки предельной дальности их действия. Дан математический аппарат линейных изображающих систем, используемый для описания процессов передачи, приема и обработки изображения в лазерных системах видения. Особое внимание уделяется вопросам цифровой обработки изображения, получаемого с фотоприемной матрицы в электронном тракте, а также решению задач автоматического распознавания образов.
Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлению «Оптотехника», а также может быть полезным разработчикам оптико-электронных систем различного назначения. Список сокращений.
Предисловие.
Назначение. Физические основы работы и технические характеристики лазерных систем видения.
Принципы действия и устройство оптической части оптико-злектронных систем видения.
Принципы действия и устройство электронной части оптико-электронных систем видения.
Проблема видения в рассеивающих средах.
Назначение и технические характеристики ЛСВ.
Обобщенная структурная схема ЛСВ.
Устройство передающего канала лазерных систем видения.
Описание процесса передачи и приема изображения в лазерных системах видения.
Понятие оптической передаточной функции.
Передача модуляционного контраста изображающей системой.
Модуляционная передаточная функция атмосферы и морской воды.
Модуляционная передаточная функция приемопередающей оптической системы и фотодетектора.
Модуляционная передаточная функция электронно-оптического преобразователя и репродукционного объектива.
Модуляционная передаточная функция канала формирования видеосигнала.
Модуляционная передаточная функция видеомонитора и зрительного анализатора.
Пример практической реализации ЛСВ.
Фотодетектирование в приемных матрицах.
Воспринимаемое оператором отношение сигнал/шум.
Шумы в электронном тракте ЛСВ.
Определение предельной дальности обнаружения и распознавания ЛСВ.
Формирование и обработка изображений в электронном тракте лазерных систем видения.
Фильтрация, дискретизация и квантование изображений в электронном тракте.
Контрастирование изображений. Бинаризация.
Компенсация неравномерной засветки ФПЗС-матрицы посредством применения алгоритма выравнивания освещенности изображения.
Алгоритмы выделения границ объектов на изображениях.
Преобразования гистограмм, реализация процедуры эквализации для повышения средней яркости на изображении.
Расширение динамического диапазона при регистрации изображения.
Увеличение резкости изображений. Препарирование изображений.
Фурье-образ изображения в частотной области.
Перспективы применения автоматического распознавания образов в ЛСВ.
Методы автоматического распознавания изображений.
Корреляционное сопоставление.
Кросс-спектральная мера сходства.
Фурье-дескрипторы и инвариантные моменты Ху.
Моменты Лежандра, Зернике и псевдо-Зернике.
Поворотные моменты, комплексные моменты и моментные инварианты для классификации неравномерно масштабированных изображений.
Нейронные сети высших порядков.
Комбинированные нейронные сети.
Байесовский метод распознавания.
Распознавание на основе вейвлет-преобразования.
Скрытые марковские модели.
Библиографический список.