ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.12.2021

Просмотров: 1090

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

3.6. Побудова дискретної математичної моделі електронного зображення ……

Рисунок 3.4 – Структурна схема системи відеоспостереження

Для формалізації зображення об'єктів, що перебувають в полі зору відеокамери і формуються на поверхні світлочутливого елементу у вигляді плоского дискретного світлового поля, в довільний момент часу, можна представити в вигляді кінцевого набору величин освітленості елементів ПЗЗ- матриці[3]. У випадку використання монохромних відеокамер зображення представляється у вигляді функції яркісної компоненти

Y Y (x, y). (3.31)

При використанні кольорових відеокамер необхідно характеризувати значення величин трьох основних колірних складових - червоної, зеленої й синьої

R R (x, y), (3.32)

G G (x, y), (3.33)

B B (x, y). (3.34)

Розрядність АЦП, що використовується визначається загальними вимогами до точності системи, зокрема ймовірним динамічним діапазоном освітленості.

3.5 Аналогово-цифрове перетворення в оптико-електронних системах спостереження

При традиційному аналого-цифровому перетворенні відбувається квантування напруги повної шкали та вхідного спектру аж до половини частоти Найквіста (в даному випадку представляє собою еквівалентну частоту вибірки АЦП), як показано на рисунку 3.5. Вся область, обмежена червоною лінією, являє собою простір, який не заповнюється миттєво сигналом в області амплітуд (рис. 3.5а). Квантування цього порожнього простору призводить до низької енергоефективності. На рисунку 3.5б показано, як використовуються підсистеми компресії-декомпресії для того, щоб виконувати перетворення виключно сигналу, що призводить до істотного покращення енергоефективності. Подібним же чином у звичайних АЦП оцифровка сигналу по частоті також неефективна, оскільки сигнал не завжди займає весь спектр частот аж до половини частоти Найквіста, а в більшості випадків розташований в області частот. Новий підхід здатний визначити, що є порожні ділянки спектру, які не заповнюються миттєво сигналом, в результаті чого квантування спектра сигналу виконується з високою енергоефективністю.

а) звичайне квантування по амплітуді б) квантування по амплітуді з стисненням

Рисунок 3.5 – Квантування сигналу по амплітуді

Компресійний АЦП забезпечує переваги при роботі сигналами. Для цього розглянемо інтегральну функцію розподілу сигналу з розподілом Релея, показаного на рисунку 3.6. Більшу частину часу амплітуда такого сигналу підтримується на рівні, в чотири рази меншому середньої амплітуди повної шкали, щоб уникнути відсічення сигналу. Як можна бачити з графіка, більше 85% часу амплітуда такого сигналу складає менше 0,5 В, тому компресійний АЦП повинен забезпечити значні переваги.

Рисунок 3.6 – Інтегральна функція розподілу сигналу

3.6. Побудова дискретної математичної моделі електронного зображення

ВИСНОВКИ



Інтенсивне впровадження систем дистанційного контролю в системі інженерно-технічного контролю (ІТК), основною частиною яких є засоби оптико-електронного спостереження, обумовлює значне підвищення вимог до їх характеристик, особливо в частині автоматизації процесів спостереження.

Не зважаючи на те, що в радіотехнічних засобах питання автоматичного виявлення цілей вирішується ефективно, в оптико-електронних та тепловізійних системах воно ще потребує вирішення. Така ситуація обумовлена певними особливостями систем спостереження. На відміну від загальноприйнятих підходів в системах радіолокаційного спостереження, в умовах ведення оптико-електронного спостереження на відкритих ділянках місцевості з безліччю як динамічних так і статичних об’єктів, як за показником ймовірності хибної тривоги так і за показником ймовірності пропуску сигналу, оскільки їх ціна однаково висока, при цьому вимоги до правильного виявлення так само підвищені як і до правильного не виявлення.

Аналіз існуючих робіт в даній галузі показав, що завдання автоматичного аналізу в реальному часі на сьогоднішній день вирішене не повністю, оскільки реалізація даних алгоритмів характеризується великими обчислювальними затратами і низькою ефективністю скануючи систем, що застосовуються на відкритих ділянках місцевості. В ході бакалаврської роботи було розроблено оптимальні методи аналізу сигналу у оптико-електронних системах відеоспостереження. Визначальним моментом ефективності засобів оптико-електронного (в тому числі тепловізійного) спостереження є реалізація алгоритмів автоматичного виявлення сторонніх об'єктів на електронних зображеннях, проте дана задача вирішується тільки в аспекті виявлення рухомих об'єктів, що робить її малоефективною в умовах відкритої місцевості.

Основною задачою обробки сигналів у системах оптико-електронного спостереження є виявлення корисного сигналу і вимірювання його параметрів на фоні шуму. При цьому особливе значення мають методи, що задовільняють деякій істотній, в даних умовах спостереження вимозі, що представляє собою критерій оптимальності. При відомих апріорних характеристиках сигналу і суміші сигналу з шумом, оптимальна процедура виявлення сигналу зводиться до обчислення і порівняння з прийнятим порогом відношення правдоподібності, який на відміну від відомих передбачає розрахунок його значення в інтервалі часу (кількості кадрів), що задовільняє умові мінімального часу невиявленого існування об'єкта в площині електронного зображення. При відсутності повної апріорної інформації про структуру сигналу і шуму необхідні відомості отримуються при порівнянні зображень сусідніх кадрів на етапі навчання на основі відомих реалізацій шуму або суміші сигналу із шумом.


У якості критерію оптимальності для оптико-електронних систем, що реалізують послідовний аналіз сигналу, необхідно приймати середній часне виявленого існування об'єкту при заданому середньому періоді неправильного спрацьовування системи.


ПЕРЕЛІК посилань



  1. Иваненко А. Г., Степашко В. С. Помехоустойчивость моделирования. Киев, Наук. думка, 1985, - 214с.

  2. Воробьев С.Н. Эффективное обнаружение детерминированных сигналов: Монография. - СПб.: СПбГУАП, 2003. - 139 с.

  3. Воронцов М.А., Шмальгаузен В. И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985,335с.

  4. Саломатин С.Б. Компьютерное моделирование и обработка нестационарных сигналов: Метод. пособие к лабораторной работе по курсу "Цифровая обработка сигналов" для студ. спец. "Радиотехника", "Радиоэлектронные системи" всех форм обуч. / С.Б. Саломатин, А.И. Бурак. Мн.: БГУИР, 2004. - 36 с.: ил. - ISВN 985-444-641-7.

  5. Мамаев Н.С. Цифровое телевидение. М.: Горячая линия — телеком, 2001, 178с.

  6. Горелик А.Л. Селекция и распознавание на основе локационной информации / А.Л. Горелик, Ю.Л. Барабаш, О.В. Кривошеев, С.С. Зоштейн; под ред. А.Л. Горелика. - М.: Радио и связь, 1990. - 240с.

  7. З. Джеонг-Ван Ко. Устройство для выделения сигнала движущегося изображения. Патент РФ 2113068, 10.06. 1998.

  8. Дмитриев В.А. Основы применения технических средств наблюдения пограничных войск. Дмитриев В.А. - М. ГУПВ КГБ СССР, 1991. - 288 с.

  9. ДСТУ 2293-99. Охорона праці. Терміни і визначення.

  10. ПДК 4617-88. Список ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

  11. ДСН 3.3.6-037-99. Державні санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку.

  12. ДСН 3.3.6.042-99. Державні санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень.

  13. ДБН В.2.5-28-2006. Природне і штучне освітлення.

  14. Березюк О.В., Лемешев М.С. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи «Атестація робочих місць за умовами праці» з дисципліни «Охорона праці в галузі» для студентів усіх спеціальностей - Вінниця: ВНТУ, 2010. – 21с.

  15. СанПиН 5804-91. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров.


Додаток А

(обов’язковий)




ЗАТВЕРДЖУЮ

Зав. кафедри РТ ВНТУ,

д.т.н., професор

____________О. В. Осадчук

__” __________ 2013 р.







ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

на бакалаврську дипломну роботу


МЕТОДИ АНАЛІЗУ СИГНАЛУ У ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ СИСТЕМАХ ВІДЕОСПОСТЕРЕЖЕННЯ

08-36.БДР.003.00.000 ТЗ







Керівник проекту

доц. каф. РТ ВНТУ

_______________ Воловик Ю.М.

Розробив: ст. гр. РТр-0

______________ Донцов В.Г.





Вінниця ВНТУ 2013 р.


1 Найменування і область застосування

Найменування – Методи аналізу сигналу у оптико-електронних системах відеоспостереження.


2 Основа для розробки

Основою для розробки даної бакалаврської дипломної роботи є індивідуальне завдання на бакалаврську дипломну роботу та наказ ректора по ВНТУ №__ від «___»_________2013 р.


3 Мета і призначення розробки

а) мета – отримання практичних навичок у дослідженні оптико-електронних систем відеоспостереження;

б) призначення розробки – застосування в аналогових та цифрових пристроях обробки сигналів .


4 Джерела розробки

Список використаних джерел розробки

4.1. Иваненко А. Г., Степашко В. С. Помехоустойчивость моделирования. Киев, Наук. думка, 1985, - 214с.

4.2. Воробьев С.Н. Эффективное обнаружение детерминированных сигналов: Монография. - СПб.: СПбГУАП, 2003. - 139 с.

4.3. Воронцов М.А., Шмальгаузен В. И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985, - 335с.

4.4. Саломатин С.Б. Компьютерное моделирование и обработка нестационарных сигналов: Метод. пособие к лабораторной работе по курсу "Цифровая обработка сигналов" для студ. спец. "Радиотехника", "Радиоэлектронные системи" всех форм обуч. / С.Б. Саломатин, А.И. Бурак. Мн.: БГУИР, 2004. - 36 с.: ил. - ISВN 985-444-641-7

4.5. Мамаев Н.С. Цифровое телевидение. М.: Горячая линия — телеком, 2001, 178с.

4.6. Горелик А.Л. Селекция и распознавание на основе локационной информации / А.Л. Горелик, Ю.Л. Барабаш, О.В. Кривошеев, С.С. Зоштейн; под ред. А.Л. Горелика. - М.: Радио и связь, 1990. - 240с.

4.7. З. Джеонг-Ван Ко. Устройство для выделения сигнала движущегося изображения. Патент РФ 2113068, 10.06. 1998.

4.8. Дмитриев В.А. Основы применения технических средств наблюдения пограничных войск. Дмитриев В.А. - М. ГУПВ КГБ СССР, 1991. - 288 с.

5 Стадії і етапи розробки.

5.1 Розробка технічного завдання.

5.2 Аналіз застосування оптико-електронних систем спостереження та методів їх побудови.

5.3 Аналіз ефективності оптико-електронних засобів спостереження в системі.

5.4 Основні характеристики:

5.4.1 Діапазон довжин хвиль …………… 0,74-50мкм (ІЧ діапазон).

5.4.2 Відношення сигнал/шум……………24дБ.

5.4.3 Шмовірність пропуску сигнала ……10-5.

5.5Аналіз алгоритмів оптимальної обробки сигналів.

5.6 Дослідження методів виявлення обєктів в оптико-електронних системах спостереження.

5.7 Удосконалення алгоритмів оптимального виявлення в оптико-електронних системах спостереження.

5.8 Розробка заходів щодо охорони праці.

5.9 Оформлення текстових документацій та ілюстративних матеріалів для захисту бакалаврської дипломної роботи.

5.10 Графічна та текстова документація повинна відповідати всім діючим стандартам України: ДСТУ 3008-95, ГОСТ 2.702-75, ГОСТ 2.704-76, ГОСТ 2.104-68, ГОСТ 2.304-81.

6. Етапи БДР і терміни їх виконання

Назва та зміст етапу

Термін виконання

Очікувані результати

Звітна документація

початок

закінчення

1.

Розробка технічного завдання (ТЗ)



Розроблене ТЗ

Додаток А

2.

Огляд літературних джерел та підбір теоретичних відомостей



Проведений аналіз

Розділ 1

3.

Удосконалення алгоритмів виявлення обєктів в оптико-електронних системах спостереження



Проведено удосконалення

алгоритмів виявлення обєктів в оптико-електронних системах спостереження

Розділ 2

4.

Розділ охорони праці (ОП)



Частина ОП

Розділ 3

5.

Оформлення пояснювальної записки (ПЗ) та графічної частини



Оформлена документація

ПЗ та графічна частина

6.

Попередній захист БДР, рецензування БДР



Позитивні відзиви

Відзив. Рецензія

7.

Захист БДР ДЕК



Позитивний захист

Протокол ДЕК