×
10.04.2019
219.017.09fd

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ФОТОАППАРАТА И НАБОР КОЛЬЦЕВЫХ МИР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу автоматизированного определения разрешающей способности фотоаппарата и набору кольцевых мир для его осуществления. В способе получают изображение в цифровом виде одного ракурса и масштаба с использованием набора кольцевых мир, имеющих реперные кружки, при заполнении каждой мирой всего поля изображения. Определяют точные положения центров реперных кружков и мир на каждом из полученных изображений и ширину темного кольца на изображении миры d через ширину темного кольца на мире и отношение расстояний между центрами реперных кружков на изображении миры и на мире. Разрешающую способность фотоаппарата в каждой точке изображения определяют по разрешающей способности той миры, минимальная ширина темного кольца которой еще различается в данной точке изображения, используя критерий различимости кольца миры в точке изображения. Набор кольцевых мир состоит из 30 кольцевых мир, каждая из которых представляет собой систему концентрических темных колец на светлом фоне с неизменной шириной темного кольца в пределах одной миры, но убывающей от каждой предыдущей миры, начиная с первой, к последующей по закону геометрической прогрессии со знаменателем К, лежащим в диапазоне 0,91-0,95, в структуре каждой миры имеются расположенные напротив друг друга два реперных кружка. Технический результат заключается в обеспечении возможности автоматизированного определения разрешающей способности фотоаппарата в каждой точке формируемого изображения с помощью набора мир. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Группа изобретений относится к области фотографической техники и может быть использована при проведении испытаний качества изображения фотоаппаратов.

В настоящее время для оценки качества изображения фотографических систем, в частности фотоаппаратов, широко используется разрешающая способность. Этот параметр характеризует способность фотоаппарата давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта.

В качестве меры разрешающей способности обычно используется величина - число разрешенных линий на 1 мм в плоскости изображения. Определение разрешающей способности оптической системы осуществляется при помощи специальных испытательных объектов, называемых мирами. Разрешающая способность фотографической системы, определяется максимальной пространственной частотой штрихов тест-объекта (миры), при которой в фотоизображении эти штрихи еще могут быть различимы. Тип применяемой миры влияет на величину разрешающей способности. В настоящее время приобретают особую актуальность способы автоматизированного определения разрешающей способности, когда не требуется визуального наблюдения штрихов миры оператором и принятия им решения о слиянии штрихов.

Неравномерность разрешающей способности по полю кадра может быть вызвана особенностями используемой в фотоаппарате оптики, а также технологии получения изображения. Пользователю важно знать ее значение в каждой точке формируемого изображения. В известных способах разрешающая способность определяется, как правило, в центре кадра или в нескольких других точках по полю кадра.

Известен способ определения разрешающей способности в центре и в углу кадра [http://www.rwpbb.ru/test/trubak2.html, статья "Труба Кеплера - макроконвертер и фоторужье в одном флаконе"]. В работе при тестировании камеры Casio QV4000 производилась съемка радиальной и кольцевой мир. Фокусировка осуществлялась, когда миры располагались в центре кадра, после чего камера поворачивалась таким образом, чтобы мира оказалась в углу кадра. Способ определяет разрешающую способность для двух областей изображения - в центре и углу кадра, и не позволяет определить значение разрешающей способности в каждой точке изображения.

Известна кольцевая мира [http://www.rwpbb.ru/test/trubak2.html, статья "Труба Кеплера - макроконвертер и фоторужье в одном флаконе"], представляющая собой набор концентрических темных колец на светлом фоне, нарисованных так, что толщина штрихов в пикселях пропорциональна расстоянию от центра миры и составляет 0,1 от радиуса. С помощью этой миры были определены разрешающая способность в сагиттальном и меридиональном направлениях изображения, полученного с помощью фотоаппарата Canon EOS D30 с объективом «Волна». К недостаткам использования данной миры следует отнести то, что с ее помощью не удается получить распределение разрешающей способности в каждой точке изображения.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ определения разрешающей способности в пяти областях по полю изображения, формируемого испытуемым фотообъективом на фотопленке с высоким разрешением Kodak T-MAX 100. Способ изложен в [http://www.photoweb.ru/Test_pdml.html, в статье А.Курина «Процедура теста для определения разрешающей способности объектива», основанной на процедуре теста из статьи Yoshihiko Takinami, журнал "Modern Photography"], принят за прототип. Способ предполагает использование пяти тестовых объектов, каждый из которых представляет собой трехшпальную миру ВВС США. Одинаковые тестовые объекты изготавливаются заранее и устанавливаются в центре и четырех углах прямоугольника, заполняющего поле зрения пленки, составляя таблицу из пяти тестовых объектов (набор из пяти мир). После очень точного наведения и фокусировки объектива осуществляется серия снимков таблицы одного ракурса и масштаба. После обработки фотопленки через микроскоп или лупу осуществляется просмотр полученных изображений. В результате просмотра находят наименьшую пару линий в центре, которая четко различима оператором. Повторяют то же для угловых тестовых объектов и выбирают наименьшую пару линий, которая четко различима во всех четырех углах. С учетом коэффициента увеличения объектива определяют точное значение разрешающей способности в центре и на углах изображения, формируемого объективом.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата относится то, что способ, будучи применен к определению разрешающей способности фотоаппарата, не позволяет определить ее в каждой точке формируемого изображения. Кроме того, процесс определения разрешающей способности не автоматизирован и требует привлечения оператора.

Наиболее близким набором мир к заявляемому набору мир в группе изобретений по совокупности признаков является масштабная таблица кольцевых мир для определения разрешающей способности фотоаппарата (разработка В.Горлова), приведенная в статье [http://club.foto.ru/info/articles/article.php?id=86, Ю.Сухаревский «Foveon+Sigma: догоняя сильнейших»]. В таблицу входят 10 мир, представляющих собой систему концентрических темных колец на светлом фоне, при этом ширина колец в пределах одной миры постоянна. Для всех мир, входящих в таблицу, осуществлен перевод ширины кольца (с учетом приведенного масштаба) в численное значение разрешающей способности. Путем визуальной оценки снимка масштабной таблицы кольцевых мир, полученного с помощью камеры Sigma SD-9, были определены значения разрешающей способности фотоаппарата по длинной и короткой сторонам кадра, при этом вертикальная ось снимка таблицы мир соответствовала длинной стороне кадра, а горизонтальная - короткой. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании набора-прототипа (представляющего собой компоновку из 10 кольцевых мир), относится то, что при его использовании сложно осуществить съемку так, чтобы получить информацию о каждой точке кадра, с помощью таблицы мир не удается определить разрешающую способность в каждой точке изображения и осуществить этот процесс автоматически.

Сущность группы изобретений заключается в следующем.

Задачей изобретения-способа в группе изобретений является автоматизированное определение разрешающей способности фотоаппарата в каждой точке (пикселе) формируемого изображения.

Задачей изобретения-набора кольцевых мир в группе изобретений является создание набора мир, позволяющего определить разрешающую способность фотоаппарата автоматизированным способом в каждой точке (пикселе) формируемого изображения.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении заявляемого изобретения-способа, заключается в автоматизированном определении разрешающей способности фотоаппарата в каждой точке (пикселе) формируемого изображения.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении заявляемого изобретения-набора мир, заключается в создании набора мир, позволяющего определить разрешающую способность фотоаппарата автоматизированным способом в каждой точке (пикселе) формируемого изображения. Использование изобретения позволит детально исследовать качество изображения и получить максимальный объем информации при сравнении различных образцов фотоаппаратуры.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения-способа достигается тем, что в способе определения разрешающей способности фотоаппарата, включающем получение фотоаппаратом изображений набора мир, определение разрешающей способности, в соответствии с заявляемым техническим решением изображения получают в цифровом виде одного ракурса и масштаба с использованием набора кольцевых мир, имеющих реперные кружки, при заполнении каждой мирой всего поля изображения, определяют точное положение центров реперных кружков на каждом из полученных изображений путем определения среднего арифметического координат точек, входящих в реперные кружки, в системе координат, центр которой лежит в точке с координатами 0;0 цифрового изображения, определяют точное положение центров мир как среднее арифметическое координат центров реперных кружков, разрешающую способность определяют в каждой точке изображения по разрешающей способности той миры, минимальная ширина темного кольца которой еще различается в данной точке изображения, используя критерий различимости кольца миры в точке изображения, заключающийся в том, что среднеквадратичное отклонение яркостей точек, лежащих на отрезке, ориентированном вдоль радиус-вектора, соединяющего эту точку с центром миры, в 3 раза превышает среднеквадратичное отклонение яркостей точек, лежащих на отрезке такой же длины, ориентированном перпендикулярно радиус-вектору, при этом длина каждого из отрезков составляет 4 ширины темного кольца на изображении, а центры отрезков совпадают и находятся в данной точке изображения, ширину темного кольца на изображении миры определяют по формуле dиз=dм×Aиз/Aм, где

dиз и dм - ширина темного кольца на изображении миры и на мире соответственно;

Aиз и Aм - расстояния между центрами реперных кружков на изображении миры и на мире соответственно, разрешающую способность миры определяют по ширине темного кольца на изображении миры по формуле R=l/dиз.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения-набора мир достигается тем, что набор кольцевых мир, состоящий из 10 кольцевых мир, каждая из которых представляет собой систему концентрических темных колец на светлом фоне, при этом ширина темного кольца в пределах одной миры неизменна, в соответствии с заявляемым техническим решением дополнительно содержит 20 кольцевых мир, при этом каждая из мир полностью заполняет площадь прямоугольника с соотношением сторон 2:3, одинаковую для всех мир, ширина темного кольца убывает от каждой предыдущей миры, начиная с первой, к последующей по закону геометрической прогрессии со знаменателем K, при этом K выбирается в диапазоне 0,91-0,95, ширина темного кольца первой миры не менее 2 мм, в центре каждой миры имеется белое пятно диаметром не менее 4 мм, также в структуре каждой миры имеются два реперных кружка диаметром не менее 4 мм любого цвета, кроме оттенков серого, центры которых расположены напротив друг друга на окружности, диаметр которой составляет не более 0,8 от меньшей стороны прямоугольника, площадь которого занимает мира.

Совокупность вышеизложенных признаков изобретения связана причинно-следственной связью с техническим результатом группы-изобретения.

Введение таких операций способа как получение изображений в цифровом виде, определение разрешающей способности по разрешающей способности миры, используя критерий различимости кольца миры в точке (пикселе) изображения, связанный с яркостью точек (пикселей) изображения, позволяет автоматизировать процесс определения разрешающей способности. Получение изображения одного ракурса и масштаба с использованием набора кольцевых мир, имеющих реперные кружки, при заполнении каждой мирой всего поля изображения, позволяет перейти к определению разрешающей способности в каждой точке (пикселе) изображения по разрешающей способности той миры, минимальная ширина темного кольца которой еще различается в данной точке изображения. Эта процедура реализуется с учетом вводимого критерия различимости, определения точного положения центра миры на каждом из полученных изображений путем определения среднего арифметического координат центров реперных кружков, имеющихся в структуре миры, далее определения ширины темного кольца на изображении миры и разрешающей способности миры по ширине кольца на изображении миры. Результатом осуществления всей совокупности признаков способа является автоматизированное определение разрешающей способности фотоаппарата в каждой точке (пикселе) формируемого изображения.

Причинно-следственная связь между достигаемым техническим результатом и совокупностью существенных признаков изобретения-набора мир обусловлена введением в изобретение следующих отличительных признаков. В набор, состоящий из 10 кольцевых мир, дополнительно включают еще 20 кольцевых мир, таким образом формируя набор из 30 мир. Каждая кольцевая мира в наборе полностью заполняет площадь прямоугольника с соотношением сторон 2:3, одинаковую для всех мир, при этом ширина темного кольца в пределах одной миры неизменна. Это позволяет легко осуществлять съемку каждой миры одного ракурса и масштаба с заполнением каждой мирой всего поля изображения. Миры изготовлены так, что ширина темного кольца убывает от каждой предыдущей миры, начиная с первой, к последующей по закону геометрической прогрессии со знаменателем K, при этом K выбирается в диапазоне 0,91-0,95, ширина темного кольца первой миры не менее 2 мм, в центре каждой миры имеется белое пятно диаметром не менее 4 мм. Такое построение мир позволяет при их съемке наиболее полно и информативно использовать всю площадь изображения, а учитывая связь разрешающей способности каждой миры с шириной темного кольца получить точную информацию о качестве изображения, формируя данные о разрешающей способности в каждой точке изображения. Наличие в структуре каждой миры реперных кружков позволяет определить точное положение центра миры и далее перейти к точному положению точек изображения относительно центра миры. Количество мир, входящее в набор, и выбор знаменателя K позволяет детально исследовать качество изображения, получить значение разрешающей способности в каждой точке изображения с минимальным шагом при полной автоматизации процесса.

На Фиг.1 представлено изображение первой миры, входящей в заявляемый набор мир, с шириной темного кольца 2 мм и расстоянием между центрами реперных кружков, равным 160 мм, мира занимает площадь прямоугольника со сторонами 200×300 мм.

Способ реализуется в следующей последовательности операций. Для определения разрешающей способности фотоаппарата используется набор мир, предназначенный для осуществления способа. Миры размещают на плоской виброзащищенной поверхности. Фотоаппарат устанавливают на штатив и по возможности при съемке используют дистанционное управление. Освещение мир должно быть равномерным. Миры снимают в одном ракурсе и масштабе таким образом, чтобы каждая мира полностью заполняла поле кадра фотоаппарата. В общем случае окончательные изображения получают в цифровом виде.

Обработка изображения осуществляется программным путем. В процессе реализации способа определяют положение центров реперных кружков на изображениях. Учитывая то, что реперные кружки в наборе мир, предназначенном для реализации способа, представляют собой кружки определенного диаметра, путем вычисления среднего арифметического координат всех точек (пикселей), входящих в эти кружки, определяют положение центров реперных кружков на каждом изображении, при этом центр системы координат находится в точке с координатами 0;0. Далее определяют координаты центров мир на каждом из полученных изображений путем определения среднего арифметического координат центров реперных кружков. Определяют ширину темного кольца на изображении миры по формуле dиз=dм×Aиз/Aм, где

dиз и dм - ширина темного кольца на изображении миры и на мире соответственно;

Aиз и Aм - расстояния между центрами реперных кружков на изображении миры и на мире соответственно. Разрешающую способность определяют в каждой точке изображения по разрешающей способности той миры, минимальная ширина темного кольца которой еще различается в данной точке изображения. Нами введен следующий критерий различимости кольца миры в точке изображения. Для подсчета критерия определяют среднеквадратичное отклонение (СКО) яркостей точек отрезка изображения, ориентированного вдоль радиус-вектора, соединяющего эту точку с центром изображения миры. Длина отрезка равна 4 ширинам темного кольца. Определяют среднеквадратичное отклонение (СКО) яркостей точек равного по длине отрезка, ориентированного в перпендикулярном направлении. При этом центры отрезков совпадают и находятся в данной точке изображения. Темное кольцо считают различимым в данной точке, если СКО яркостей точек отрезка изображения, ориентированного вдоль радиус вектора, превышает СКО яркостей точек отрезка изображения, ориентированного в перпендикулярном направлении, в 3 раза. Такое соотношение двух значений СКО позволяет гарантированно судить о различимости кольца миры в данной точке. Разрешающую способность миры, значение которой определяет разрешающую способность фотоаппарата, находят по ширине темного кольца миры по формуле R=l/dшм.

Таким путем рассчитывается разрешающая способность фотоаппарата в каждой точке, способ полностью автоматизирован.

Для изготовления набора мир, предназначенного для реализации способа, была составлена программа для расчета параметров мир, генерирующая необходимое количество мир. Все миры в наборе удовлетворяли следующим требованиям. Каждая мира представляла собой систему концентрических темных колец на светлом фоне. В пределах одной миры ширина темных колец была неизменна, расстояние между границами соседних колец равнялось ширине кольца. Каждая мира полностью заполняла собой площадь прямоугольника с соотношением сторон 2:3, при этом для всех мир ширина и длина прямоугольников были одинаковыми. Ширина темного кольца убывала от каждой предыдущей миры, начиная с первой, к последующей по закону геометрической прогрессии со знаменателем K, при этом K выбирается в диапазоне 0,91-0,95. Для получения более точного результата, с меньшим шагом изменения разрешающей способности на мире следует выбирать максимальное значение знаменателя К. Ширина темного кольца на первой мире с минимальной разрешающей способностью была не менее 2 мм. В центре каждой миры присутствовало белое пятно диаметром не менее 4 мм.

В структуре миры имелось два реперных кружка, центры которых расположены напротив друг друга на окружности, диаметр которой составлял не более 0,8 от меньшей стороны прямоугольника, площадь которого занимает мира. Реперные кружки представляли собой кружки диаметром не менее 4 мм любого цвета. На изображениях, где кольца миры различимы не по всему полю кадра, реперные кружки могут слиться с неразличимой частью миры, поэтому не следует использовать оттенки серого в качестве цвета реперных кружков. На Фиг.1 представлено изображение первой миры, входящей в заявляемый набор мир, с шириной темного кольца 2 мм и знаменателем K, равным 0,91. Диаметр белого пятна в центре миры равен 4 мм. Диаметр реперных кружков 8 мм, расстояние между центрами реперных кружков равно 160 мм, их цвет - Magenta (розовый). Мира занимает площадь 200×300 мм.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-6 из 6.
10.05.2014
№216.012.c0da

Способ определения плотности дефектов поверхности оптической детали

Изобретение относится к области силовой лазерной оптики и касается способа определения плотности дефектов поверхности оптической детали. Способ включает в себя облучение участков поверхности оптической детали пучком импульсного лазерного излучения с гауссовым распределением интенсивности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515119
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.02.2015
№216.013.2740

Способ доставки лазерного излучения на движущийся объект и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области лазерной локации, лазерной связи, а также к системам доставки лазерного излучения на движущийся объект. Технический результат состоит в повышении точности наведения и доставки лазерного излучения на движущийся объект. Для этого на движущийся объект...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541505
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.04.2015
№216.013.46a1

Способ противодействия оптико-электронным системам с лазерным наведением и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к оборонной технике. При способе противодействия оптико-электронным системам с лазерным наведением (ОЭСЛН) регистрируют облучающие лазерные импульсы и генерируют помеховые лазерные импульсы определенным способом сразу после регистрации каждого облучающего лазерного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549585
Дата охранного документа: 27.04.2015
11.03.2019
№219.016.dc00

Теплопеленгатор

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения. Достигаемый технический результат - обеспечение сканирования заданной зоны пространства с высокой кадровой частотой, уменьшение времени обзора при обеспечении высокого углового разрешения и пороговой чувствительности, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458356
Дата охранного документа: 10.08.2012
10.04.2019
№219.017.075d

Способ обзора пространства оптико-электронной системой

Изобретение может быть использовано в прицельно-обзорных оптико-электронных системах, в частности, в теплопеленгаторах кругового обзора с матричным фотоприемным устройством. Достигаемый технический результат изобретения - обзор пространства оптико-электронной системой с высокой кадровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002457504
Дата охранного документа: 27.07.2012
19.04.2019
№219.017.346f

Способ определения пространственного сдвига изображений

Изобретение относится к средствам обработки изображений. Техническим результатом является повышение точности определения пространственного сдвига изображений одной и той же сцены. В способе приводят изображения к одинаковому числу строк и столбцов, выбирают признаковые пространства для первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460137
Дата охранного документа: 27.08.2012
Показаны записи 1-6 из 6.
20.02.2015
№216.013.2740

Способ доставки лазерного излучения на движущийся объект и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области лазерной локации, лазерной связи, а также к системам доставки лазерного излучения на движущийся объект. Технический результат состоит в повышении точности наведения и доставки лазерного излучения на движущийся объект. Для этого на движущийся объект...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541505
Дата охранного документа: 20.02.2015
25.08.2017
№217.015.cd86

Устройство передачи информации

Устройство передачи информации включает в себя корпус, выполненный из двух П-образных колец, одно из которых содержит внутренние перегородки. Кольца вложены одно в другое. Одно из П-образных колец связано с неподвижной частью, а другое - с вращающейся частью оптико-электронного прибора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619796
Дата охранного документа: 18.05.2017
11.03.2019
№219.016.d9c0

Многофункциональная оптико-локационная система

Изобретение относится к лазерной локации. Многофункциональная оптико-локационная система по поиску, обнаружению, определению местоположения и скоростей движущихся объектов содержит конструктивно совмещенные приемо-излучающие каналы: лазерной локации, теплопеленгационный и телевизионный. Причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002372628
Дата охранного документа: 10.11.2009
11.03.2019
№219.016.dc00

Теплопеленгатор

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения. Достигаемый технический результат - обеспечение сканирования заданной зоны пространства с высокой кадровой частотой, уменьшение времени обзора при обеспечении высокого углового разрешения и пороговой чувствительности, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458356
Дата охранного документа: 10.08.2012
10.04.2019
№219.017.075d

Способ обзора пространства оптико-электронной системой

Изобретение может быть использовано в прицельно-обзорных оптико-электронных системах, в частности, в теплопеленгаторах кругового обзора с матричным фотоприемным устройством. Достигаемый технический результат изобретения - обзор пространства оптико-электронной системой с высокой кадровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002457504
Дата охранного документа: 27.07.2012
10.04.2019
№219.017.09f3

Способ определения разрешающей способности фотоаппарата и набор кольцевых мир для его осуществления

Изобретение относится к способу определения разрешающей способности фотоаппарата и набору кольцевых мир для его осуществления. В способе получают изображения одного ракурса и масштаба с использованием набора кольцевых мир при заполнении каждой мирой всего поля изображения. Выбирают изображения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002461854
Дата охранного документа: 20.09.2012
+ добавить свой РИД