Методы и аппаратно-программные средства оптимизации и адаптации телевизионных систем обнаружения малоконтрастных объектов

Проведена разработка методов повышения качества передачи изображений малоконтрастных объектов. Решены задачи согласования параметров и характеристик телевизионной системы с объектом, фоном и средой, а также достижения максимума отношения сигнал/шум на выходе системы и повышения контраста изображения. Решение обозначенных задач осуществлено за счет разработки методов и алгоритмов оптимизации по пяти аргументам: времени, пространственным координатам, длине волны, числу и значению уровней квантования, а также за счет разработки методов и алгоритмов адаптации к изменяющимся внешним условиям наблюдения. Изучены особенности формирования изображений малоконтрастных объектов в прозрачных и мутных средах. В результате разработаны и экспериментально исследованы алгоритмы оптимизации и адаптации спектральной характеристики телевизионной системы, которые учитывают спектрально-энергетические признаки объекта, фона и среды, позволяют получить максимум отношения сигнал/шум на выходе телевизионной системы. Разработан и экспериментально исследован метод комбинирования спектральных диапазонов, способствующий дополнительному снижению влияния среды на оптические сигналы от объектов и фона. Проведены оптимизация и адаптация пространственных и временных параметров, позволяющая повысить контрастную чувствительность телевизионной системы, обеспечивая при этом сниженные потери в пространственном и временном разрешении по отношению к классическим методам. При этом предложенные варианты суммирования по пространству и времени позволяют просматривать изображения как в полной пространственной и временной разрешающей способности и пониженной контрастной чувствительности, так и с пониженной пространственной и временной разрешающей способностью, но повышенной контрастной чувствительностью. Выполнена оптимизация числа и значения уровней квантования, позволяющая обеспечить его согласование с контрастной чувствительностью телевизионной системы и пропускной способностью канала связи. Разработан и экспериментально исследован метод формирования адаптивного порога, позволяющий обнаруживать сигналы от малоконтрастных объектов различной интенсивности. На основе предложенных методов и алгоритмов создан опытный образец телевизионной системы визуализации кровеносных сосудов «Веновизор».