Способ получения изображения объекта

57) Иэоб ам высок посо- воспр тен тносится ой съемк корос може вани ыть быс ведени зображенияо при исслед использов ропротека эоб- обра щих процессов. Цельповышение качества ли ка СУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖОБЪЕКТА ния путем увеличения полного числа кадров за время экспонирования. Сформированный объективом 2 квазипараллельный пучок лучей направляют полупрозрачными зеркалами 3 и 4 мультипликатора по трем каналам, Осуществляют с помощью регистраторов 7 9 и 12 взаимный сдвиг иэображения объек та 1 и регистрирующей среды, отличающийся от канала к каналу, и полу - чают фотограмму - промежуточные иэображения объекта. Различные значения вектора сдвига изображения могут быть заданы посредством различных величин скоростей относительного движения изображения объекта и регистрирующейсреды, либо масштаба иэображений, бо направления .вектора сдвига в ждом канале. 3 з,пф-лы, 6 ил. С."Изобретение относится к способам высокоскоростной съемки и воспроизведения изображения и может быть использована при исследованиях быстропратекающих процессов, 5Целью изобретения является повышение качества изображения путем увеличения полного числа кадров завремя экспонирования,На фиг, 1 приведена принципиальная схема реализации способа; нафиг. 2 - три стадии двумерного объекта, изменяющегося ва времени; нафиг, 3 - фотограммы объекта, полученные путем задания различных величин скоростей относительного движения изображений объекта и регистратора; на. фиг. 4 - фотограммы объекта,иолученные путем задания различныхмасштабов изображений; на фиг. 5фотограммы объекта, полученные путемзадания различных направлений вектаг ров сдвига; ца фиг. б - схема получения модифицированных проекций пространственно-временнога объекта. 20 Схема (фиг. 1) для реализации способа получения изображений объекта 1, изменяющегося во времени, содержит входной объектив 2 и трехканальный мультипликатор, образованный полупрозрачными отражательными элементами 3 и 4. При этом первый канал А, образованный мультипликатором, содержит расположенные последовательна по ходу луча глухое зеркало 5,35 промежуточный объектив б и регистратор 7, Второй канал Б содержит расположенные последовательна по ходу луча промежуточный объектив 8 и регистратор 9, Третий канал В содержит40 глухое зеркало 10, промежуточный объектив 11 и регистратор 12. В качестве отражательных элементов 3 и 4 могут быть использованы полупрозрачные зеркала, призмы в качестве регистраторов 7, 9 и 12 - устройства, обеспечивающие относительный сдвиг изображения объекта и регистрирующего материала, например, фотохронограф антика-механическога, электронно-оптического или другого типа. Элементы 1, 7, 9 и 12 должны иметь цепи 13 синхронизации. ,на фиг. 1 показаны пунктиром) .Способ осуществляют следующим55 образом.Излучение от объекта 1, сформированное в квазипараллельный пучок объективом 2, направляют на мультипликаторгде полупрозрачными зеркалами 3 и 4 пучок разделяют по трем каналам". А, Б и В. В первом канале А излучение, пройдя глухое зеркала 5 и промежуточный объектив б, поступает в регистратор 7, с помощью которого осуществляют взаимный сдвиг изображения объекта и регистрирующей среды, например путем задания скорости вращения зеркала фотохранографа Ч , и получают фотограмму - промежуточные изображения объекта.На втором канале Б излучение на регистратор 9 направляют с помощью промежуточного объектива 8. С помощью регистратора 9 осуществляют сдвиг изображения, например, путем задания скорости вращения зеркала фотохронографа Ч, В третьем канале В излучение на регистратор 12 направляют с помощью глухого зеркала 10 и промежуточного объектива 11, В регистраторе 12 задается скорость вращения зеркала Ч , Различные режи 3мы работы регистраторов 7, 9 и 12 обеспечивают получение различных значений вектора сдвига изображений объекта относительно регистрирующей среды. при этом значения величин скоростей относительного движения изображений объекта и регистрирующей среды отличаются от канала к каналу.Способ предусматривает также возможность получения различных значений вектора сдвига изображений объекта относительно регистрирующей среды и другими путями, например, путем задания масштабов изобракений, различаю. - щихся ат канала к каналу,Получение различных значений вектора сдвига изображения объекта относительно регистрирующей среды посредством задания различных величин скоростей (Ч , 7 , 7 ) относительногоЯ Фдвижения изображений объекта и регистрирующей среды от канала к каналу дает картину промежуточных изображений, приведенную на фиг, 3, причем моменты времени Г , 1 , С соответстф эвуют трем стадиям изменений двумерного объекта в координатной системе с пространственными Х,У-осями и временной осью С (фиг. 2), Реальный же непрерывно изменяющийся объект даст на регистрирующем материале непрерывное смазанное изображение.(3) Показанные на фиг, 4 фотограммы объекта съемки получены путем зада. ния вектора сдвига. различными масштабами, причем фотограмма, полученная в первом канале А, соответствует мас штабу И во втором канале Б - масштабу М в третьем канале В - маср 9штабу М . Для создания указанных масштабов изображений используются промежуточные объективы 6, 8 и 1110 (фиг. 2) с различными фокусными расстояними, при этом режимы работы фоторегистраторов 7, 9 и 12 должны быть одинаковы.На фиг. б показан вариант, соглас но которому обеспечение различных значений вектора сдвига изображения объекта относительно регистрирующей среды путем задания различных направ-. лений (Ч, Ч,ч ) вектора сдвига от ка нала к каналу может быть достигнуто введением в каналы А, Б и В призм Дове или их аналогов. По полученным таким образом в каждом канале фотограммам с учетом обеспеченных указанными 25 путями различных значений векторов сдвига восстанавливают набор последовательных изображений объекта 1 в произвольные моменты времени, используя математический аппарат метода 30 томографии, При этом задаются следующие параметры,. 1, - размер кадра Т - полная длительность исследуемого .процесса, (Х, У) - декартова система координат в плоскости регистрируемого изображения или объекта; 2(х, у, Т) - функция, описывающая свойства объекта, например, яркость излучения; 1 (х, у, Ч) - функция, описывающая изображение на регистрирующей среде в 1-ом канале. 4Р (р,у,Ч ) =51 г(х,у,с) 8 (р-х хк соя Ч- с я 1 п Ч ) с 1 х с 3 Е,где р и 9 - параметры нормальногоуравнения прямой, характеризующие направлениепроекции.Заменяя в этом выражении р нах - соя Р и интегрируя по х, получимсоя . Ф(х соя Ч у ц)=Х Г(х - с сФ, у,с) Ы с. (2)Левая часть выражения (2) и является модифицированной проекцией,т.е. проекцией, зарегистрированнойв плоскости, параллельной оси Х, Изсравнения выражений (1) и (2) .следует, что 1 хср(х у Ч) 1( усояЧ. сояРд У ) где сд Ч. = Ч3 4Таким образом, зная набор фотограмм 1 (х, у, Ч) при различных скоростях развертки Ч , по выражению (3) можно преобразовать их в набор проекций, полученных при различных углах зондирования Ч трехмерного пространственно-временного объекта Г(х, у, С), Задача, получения покадровых изображений сводится тем самым к задаче получения томограмм (в различные моменты времени С; ), которые и представляют собой чскомые изображения объекта.Так как скорость развертки Ч,) ограничена, то и диапазон углов Ф будет ограничен. В этом случае можно воспользоваться алгоритмами восстановления томограмм по ограниченным данным.Предполагается также, что движение изображения в плоскости регистрирующей среды 1-го канала является 45 равномерным со скоростью Ч, а его направление совпадает с осью Х. Тогда 1-ое промежуточное изображение 11 (х, у), фиксируемое на регистрирующей среде, получается в виде 501(х,у,Ч) =11(х-Ч. с,у,г) дс, (1)Если рассматривать иэображения при некотором у = сог.яС, то выражение (1) совпадает с используемой в математическом аппарате метода томо- Ы графин модифицированной проекцией функции Г(х,у,С) под углом Ч, описываемой величиной Всепредыдущие математические выкладки прецставленыв безразмерных координатах, нормированных на длительность процесса Т и размер кадра 1.Схема получения модифицированных проекций пространственно-временного объекта Г(х, у, с), изображенного на фиг. 6 (ось У перпендикулярна плоскости рисунка), на которой выделены временные сечения (кадры) при . С = С; и отдельно показано их смещение на регистрирующей среде, следующая. Величина смещения х-го кадра равна й, " дЧгде Ч, р - параметры нормального уравнения прямой в плоскости (х, С), которое записывается1265687пивают изображечие объекта в произвольные моменты времени с учетом вектора сдвига, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества а изображения путем увеличения полного5числа кадров за время экспонирования,объект проецируют в плоскость регистрации одновременно по нескольким каналам, фиксируют изменения объекта10 на регистрирующий материал путем задания вектора сдвига изображения ьф объекта относительно регистрирующегоматериала; отличающегося от каналак каналу, а изображение объекта в5 произвольный момент времени восстанавливают с учетом вектора сдвига вкаждом канале, используя метод томографии.2. Способ по п. 1, о т л и ч а юф щ и й с я тем что отличающийся20 Уот канала к каналу вектор сдвигаизображения объекта относительно регистрирующего материала задают посредством величин скоростей относи 25 тельного перемещения в каждом каналеиэображения объекта и регистрирующегоматериала. 5в виде х соз ч + с эмап Ф - рО. Иа4 фиг. 6 эта прямая изображена пунктир ной линией, откуда следует, что СцЧ равен относительной величине смещения кадра за время длительности процесс Т, В размерных координатах ц Ч, "где ах - абсолютная величин смещения кадра за время длительносЭти процесса Т. Следовательно, смещение на один кадр, т.е. дх = соответствует углу проекции .= 45 а смещение на величину 435 -", уг-.олу Ч= 60Для восстановления иэображения используются три проекции (соответс вующие трем каналам), Обычно для углов Ч0 (Ч. =.О) и Ч.= +60 (Ч =+3), что достаточно для полуА.чения иэображения хорошего качества при этом в качестве априорной инфор ции используется ограниченность про странственной и временной области задания объекта и его положительность,Томографическая обработка промеж точных изображений, получаемых при изменении направления вектора сдвига (фиг, 5), аналогична обработке проекций известными методаья30 Формула изобретения 1.,Способ получения иэображения объекта, заключающийся в том, чтообъект проецируют в плоскость регист- .-35 рации, фиксируют изменение объекта нарегистрируюпщй материал во времени путем задания вектора сдвига изоб ражения объекта относительнЬ регистото рирующего материала, получают фотограмму объекта, после чего восстанав 3. Способ по и. 1, о т л н ч а - ю щ и й с я .тем, что отличающийся от канала к каналу вектор сдвига изображения объекта относительно . регистрирующего материала задают посредством масштаба изображений в каждом канале.4, Способ по н. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что отличающийся от канала к каналу вектор, сдвига изображения объекта относительно регистрирукзцего материала задают посредством направления вектора сдвига в каждом канале.Составитель С,ШигаловичТехред И.Попович Корректор М.Самборская ор Н.Егоров Тираж 436 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035Москва, Ж, Рауиская наб