Том 34, номер 07, статья № 12

Аннотация:

Рассмотрены алгоритмы цифровой обработки двумерных сигналов, предназначенные для коррекции искажений изображений при наблюдении на атмосферных трассах в реальном времени. Предложена процедура измерения параметра турбулентности непосредственно в момент наблюдения как с применением референтного объекта в виде радиальной миры, так и без него. Для коррекции дрожания изображения, вызванного атмосферой, использован эффективный быстродействующий алгоритм корреляционного слежения с нормировкой опорного кадра. Алгоритмы восстановления размытого изображения, основанные на методе инверсной фильтрации угловых пространственных частот, реализованы с помощью процедур параллельных вычислений из библиотек Intel MKL и IPP. Приведены результаты компьютерного моделирования турбулентного расплывания цифровых изображений и его коррекции, а также примеры обработки экспериментальных видеокадров на реальных атмосферных трассах.

Ключевые слова:

оптико-электронные системы, атмосферная турбулентность, цифровая обработка изображений, параллельные вычислительные алгоритмы

Список литературы:

1. Бейтс Р., Мак-Доннелл М. Восстановление и реконструкция изображений. М.: Мир, 1989. 528 c.
2. Гудмен Дж. Статистическая оптика. М.: Мир, 1988. 528 c.
3. Huebner C.S., Greco M. Blind deconvolution algorithms for the restoration atmospherically degraded imagery: A comparative analysis // Proc. SPIE. 2008. V. 7108. P. 71080M 1–12.
4. Huebner C.S. Compensating image degradation due to atmospheric turbulence in anisoplanatic conditions // Proc. SPIE. 2009. V. 7351. P. 735106.
5. Аверин А.П., Морозов Ю.Б., Пряничников В.С., Тяпин В.В. Компьютерная коррекция турбулентных искажений изображения протяженного объекта на приземных трассах // Квант. электрон. 2011. Т. 41, № 5. С. 475–478.
6. Дудоров В.В., Насонова А.С. Сравнение постдетекторной коррекции коротко- и длинно- экспозиционных изображений, сформированных традиционными и многоапертурными системами наблюдения в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 8. С. 598–603. DOI: 10.15372/AOO20200803; Dudorov V.V., Nasonova A.S. Comparison of postdetection correction of short- and long-exposure images formed by traditional and multiaperture observation systems in a turbulent atmosphere // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 6. P. 578–583.
7. Fried D.L. Optical resolution through a randomly inhomogeneous medium for very long and very short exposures // J. Opt. Soc. Am. 1966. V. 56, N 10. P. 1372–1379.
8. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 c.
9. Коняев П.А., Ботыгина Н.Н., Антошкин Л.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П. Об измерении структурной характеристики показателя преломления атмосферы пассивными оптическими методами // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 738–741; Konyaev P.A., Botygina N.N., Antoshkin L.V., Emaleev O.N., Lukin V.P. Passive optical methods in measurement of the structure parameter of the air refractive index // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 522–525.
10. Konyaev P.A., Lukin V.P., Botygina N.N., Emale­ev O.N. Wavefront sensors for adaptive optical systems // Meas. Sci. Rev. 2010. V. 10, N 3. P. 102–107.
11. URL: https://software.intel.com/ (last access: 21.03.2021).