Способ формирования изображений стереопар

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 50132 ан 04 й ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3287995/1911.05.8123.10.83, БС,С, АнисимоБодягин, А,,8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ СТЕРЕОПАР, основанный на скани" ровании анализируемого пространства ,подсвечивающим лучом в четных и не- . .четных кадрах в одну и ту же сторону и формировании изображения анализируемого пространства, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества изображения и его разрешающей способности по глубине, сканируют анализируемое пространствоподсвечивающим лучом перпендикулярнок направлению приема отраженного сигнала, причем апертура луча по высотеравна размеру анализируемого пространства по углу места, а ширина апертуры луча соответствует величине разрешения анализируемого пространствапо дальности, смещают изображениеанализируемого пространства в плоскости его изображения в четных кад- драх в одну сторону от центра изображения, а в нечетных - в противоположнуюсторону на величину, определяемуювеличиной разрешения анализируемого Спространства по дальности,1050132 2по углу места, а ширина апертуры луча соответствует величине разрешенияанализируемого пространства по дальности, смещают изображение анализируов 5 емого пространства в плоскости егои- изображения в четных кадрах в однусторону от центра. изображения, а в нечетных - в противоположную сторону навеличину, определяемую величиной разб О решения анализируемого. пространстваР" по дальности,Смещение изображения анализируемоя го пространства осуществляется, наь- пример, при помощи времяанализируюе щего электронно-оптического преобразователя .(ЭОПа).Сканирование анализируемого пространства лучом апертурой, высота которой перекрывает высоту анализируемого пространства, позволяет сократитьвремя обзора пространства до одногоо кадра, т,е. длительность кадра будет.определяться .временем одного периодаразвертки луча по глубине анализируеумого пространства, а смещение изображения анализируемого пространствапозволяет для определения координаты по .глубине использовать один приемный канал и практически вдвое сократить объем приемной аппаратуры.Изменяя в процессе наблюдения величину и, таким образом, скоростьразвертки (смещения) изображения анализируемого пространства в плоскостию его изображения, можно оперативно,35а т,е, в процессе наблюдения, изменятьмасштаб изображения по глубине, чтопозволяет увеличить разрешающую способность по глубине и дает возмож"ность более детально рассмотреть стереоскопическое изображение отдельныхэлементов объемной структуры анализируемого пространства и с большейточностью измерить объемные парамет 45оы наблюдаемой структуры,Изобретение относится к оптикоэлектронным системам, в частностик измерительным оптико-электроннымсистемам, и может быть использованопри наблюдении и измерении параметробъемных структур в биологии, медицне, Физике (при наблюдении и регистрацйи быстропратекающих процессов),в метеорологии и,т.п,Известен способ формирования изоражений стереопар, основанный на Фомировании ТВ сигналов стереопар,сканировании углов линии визированиполя зрения и определении относително азимута между источниками наблюдния по величине углов линии визирования 1 1,Однако способ не позволяет одновременно получать стереоизображенияи определять пространственные координаты наблюдаемых объектов,Наиболее близким к изобретению итехнической сущности является спосоФормирования изображений стереопар,основанный на сканировании анализиремого, пространства подсвечивающим лчом в четном и нечетных каДрах в одну и ту же сторону и формированииизображения анализируемого пространства Г 2 .Однако известный способ обладаетневысокой разрешающей способностьюпо глубине анализируемого пространсва, не позволяет оперативно изменятмасштаб и соответственнр разрешающуспособность получаемого стереоизобржения, а также требует большого времени обзора анализируемого пространва за счет точечной Формы апертурыподсвечивающего луча и большого объма аппаратуры.за счет необходимостииспользования двух приемных каналовЦель изобретения - повышение качества изображения и разрешающей спсобности по глубине.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу формированияизображений стереопар, основанномуна сканировании анализируемого пространства подсвечивающим лучом в четных 5 Ои нечетных кадрах в одну и ту же сторону и Формировании.изоЬражения анализируемого пространства, сканируютанализируемое пространство подсвечи"вающим лучом перпендикулярно к на- .55правлению приема отраженного сигнала,причем апертура луча по высоте равнаразмеру анализируемого пространства На Фиг. 1 и 2 приведена схема осу-. ществления способа; на Фиг. 3 -, структурная электрическая схема устройства, реализующего предложенный способ.Анализируемое пространство (Фиг, 1) с глубиной Е 1, высотой Уп и шириной Хнаблюдается приемником, находящимся в точке А, под углом М; В точке В находится. источник излучения с апертурой высотой У в плоскости, ограничивающей анализируемое пространство со стороны источника излучения.Сканирование анализируемого прост20 к 2 кум где Х, - расстояние между точками И 25и И 2, являющимися проек-/ 1циями точки И. на плоскостьизображения в случае смещения изображения в его плоскости влево и вправо отоси АУ (фиг, 2);- скорость сканирования лучапо оси АЕ;- скорость смещения изображения в его плоскости;- фокусное расстояние объек 35тива приемника;- известное базовое расстояние по оси АЕ от точки А .до плоскости Р, ограничи"аающей анализируемое пространство,веденные соотношения можно исвать для автоматического измере-раметров наблюдаемой пространст 45 структуры. При пользо ния па венной Поскольку точка И в плоскости изображения в двух смежных кадрах наблюдается в двух различных местах И 1 и И (фиг. 2), то между изображениями 50 точки И возникает параллактический сдвиг, сопровоождаемый стереоскопическим эффектом при наблюдении, Параллак" тический сдвиг можно использовать для визуального наблюдения трехмерной 55 пространственной структуры сканируемого пространства путем сепарации изображений в смежных кадрах и наблюдения ранства производится по глубине Еи в одну и ту же сторону в нечетных и четных кадрах, причем в начальный момент сканирования подсвечивающий луч совмещен с плоскостью Р, ограничивающей анализируемое пространствоС есо стороны приемника.Смещение изображения, получаемого приемником, осуществляется в нечетных кадрах в одну сторону от центра 10 изображения - оси АУ (фиг, 2), а в четных кадрах - в противоположную сторону, Координаты некоторой точки И (Х 1 уУк и Е), находящейся в анализируемом пространстве, в координат ной системе Х, У, Е с центром в точке А, определяется как4Е = 7К 1 2 ЧР каждого изображения левым или правымглазом, соответственно.Устройство, реализующее предложенный способ, содержит (фиг. 3) времяанализирующий ЭОП. 1, телевизионнуюпередающую камеру (ТПК) 2, блок 3 обработки .изображения, синхронизатор 4,сканирующий источник 5 подсвета с за-данной диаграммой направленности, .светоразделительную пластину 6, блок 7визуального наблюдения,Устройство работает следующим образом.Синхронизатор 4 обеспечивает синхронность развертки ЭОПа 1 и сканирования лучом источника 5, Отраженныйсигнал подсвечивающего луча воспринимается ЭОПом 1, в котором производится смещение изображения синхронно сдвижением луча, вправо и влево, в результате чего формируются два сдвинутых друг относительно друга изображения, образующих стереопару, Полученное изображение может быть проанализировано автоматическим способом,например, с помощью ТПК 2, с выходакоторой ТВ сигнал поступает в блокобработки изображения, где происхо-.дит вычисление параметров пространственных структур, наблюдаемых в анализируемом пространстве, Светоделительная пластина 6 позволяет одновременнонаблюдать получаемое изображениеобъемной структуры через блок 7 визуального наблюдения, В последнем осуществляется сепарация изображенийчетных и нечетных кадров для правого.и левого глаза наблюдателя, соответственно, что обеспечивает стереоско"пическое изображение наблюдаемойобъемной структуры,Применение предлагаемого способа формирования стереоскопического изображения позволит улучшить качество получаемого изображения за счет возможности изменения масштаба изображе", ния по глубине и соответствующего увеличения разрешающей способности, которая прямо пропорциональна масштабу изображения, Это позволяет с боль" шой детальностью рассмотреть отдельные участки наблюдаемой структуры и повысить точность измерения ее пространственных параметров, цто в значительной степени расширяет диапазон излучаемых пространственных структур и открывает новые возможности для их излучения, Кроме того, предлагаемый1050132 2 фИЙ аказ 8463/5 аж 677 Подписноеюее е ее едетефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,способ позволяет в значительной степени .уменьшить время анализа набЛюдаемого пространства, что имеет су"щественное значение при излучениибыстро протекающих процессов, и по-.этому позволяет наблюдать более быстрые процессы. Предлагаемый способ реализуется меньшим объемом аппаратуры, чем известные, так как требует для своей реализации всего один приемный канал, что в ряде случаев может 5 упростить и удешевить процесс наблю" . дения и изучения соответствующихобъектов.1