Формирование и отображение видеоинформации в бортовых мультиспектральных системах улучшенного видения

Аннотация

Рассмотрены результаты многолетних исследований и летных экспериментов, направленных на создание многоканальной системы улучшенного видения экипажа воздушного судна в сложных условиях видимости. Показана многокомпонентная природа совокупного видеосигнала, формируемого мультиспектральной видеосистемой, что обосновывает его представление в цвете и необходимость разработки цветного индикатора лобового стекла воздушного судна для получения лучшего качества ситуационной осведомленности пилотов по сравнению с возможностями традиционно применяемых монохромных индикаторов. Предложен метод комплексирования монохромных изображений спектральных каналов многоканальной системы улучшенного видения в цветное многокомпонентное изображение. Для более естественного восприятия человеческим глазом получаемых цветных изображений проводят упорядочивание по спектру спектральных характеристик видеоканалов в направлении уменьшения длины волны. Для наиболее распространенного формата цветных изображений RGB в красную компоненту R системы отображения записывается изображение длинноволнового теплового диапазона, в зеленую компоненту G --- изображение средневолнового инфракрасного диапазона, в синюю компоненту B --- изображение коротковолнового видимого телевизионного диапазона. Получаемое при этом псевдоцветное изображение позволяет однозначно восстановить исходные изображения. Это доказывает отсутствие потерь информации при комплексировании изображений. Поскольку пока еще нет цветных индикаторов лобового стекла, предложен метод воспроизведения псевдоцветного изображения на монохромном индикаторе. Для перевода псевдоцветного изображения в монохромное используются методы, при которых цветовые контрасты сохраняются в виде тональных контрастов. Преимущества предлагаемой технологии продемонстрированы на реальных примерах

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Бондаренко М.А., Бондаренко А.В., Дрынкин В.Н. и др. Формирование и отображение видеоинформации в бортовых мультиспектральных системах улучшенного видения. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2022, № 2 (139), с. 79--95. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-2-79-95

Литература

[1] Визильтер Ю.В., Желтов С.Ю. Проблемы технического зрения в современных авиационных системах. Тр. науч.-техн. конф.-сем. "Техническое зрение в системах управления мобильными объектами--2010". М., Книжный Дом "Университет", 2011, вып. 4, с. 11--44.

[2] Акопджанян Ю.А., Биланчук В.В., Дрынкин В.Н. и др. Летное экспериментальное исследование бортового мультиспектрального оптико-электронного комплекса для всепогодной посадки летательных аппаратов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2014, № 5 (98), с. 60--68.

[3] Бондаренко А.В., Бондаренко М.А. Аппаратно-программная реализация мультиспектральной системы улучшенного видения. Современная электроника, 2017, № 1, с. 32--37.

[4] Бондаренко М.А., Бондаренко А.В., Ядчук К.А. и др. Способ совмещения одновременно получаемых изображений от матричных фотоприемников разного спектрального диапазона. Патент РФ 2705423. Заявл. 17.01.2019, опубл. 07.11.2019.

[5] Руководство Р-315. По минимальным стандартам характеристик авиационных систем (MASPS) для систем улучшенного видения, систем ИИ, комбинированных систем искусственного видения и бортовых систем увеличения дальности видения. М., АРМАК, 2012.

[6] Бондаренко М.А., Дрынкин В.Н., Набоков С.А. и др. Адаптивный алгоритм выбора информативных каналов в бортовых мультиспектральных видеосистемах. Программные системы и вычислительные методы, 2017, № 1, с. 46--52. DOI: http://doi.org/10.7256/2454-0714.2017.1.21952

[7] Бондаренко М.А., Бондаренко А.В. Формирование изображений в мультиспектральных видеосистемах для визуального и автоматического неразрушающего контроля. Успехи прикладной физики, 2018, т. 6, № 4, с. 325--332.

[8] Бондаренко М.А., Дрынкин В.Н. Повышение информативности изображений в бортовых системах усиленного видения. Техническое зрение, 2015, № 1, с. 57--65.

[9] Лебедев М.А., Комаров Д.В., Выголов О.В. и др. Комплексирование изображений разных спектральных диапазонов на основе генеративной состязательной нейронной сети FusionNet. Сб. тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. "Техническое зрение в системах управления". М., ИКИ РАН, 2019, с. 48--49.

[10] Колодийчук А. Топ-5 недорогих проекторов на лобовое стекло авто с AliExpress. bycars.ru: веб-сайт. URL: https://bycars.ru/journal/top-5-luchshih-proektorov-na-lobovoe-steklo-avto-s-aliexpress_3345 (дата обращения: 13.05.2021).

[11] DLP5531-Q1 0.55-inch 1.3-megapixel DMD for automotive exterior lighting. ti.com: веб-сайт. URL: https://www.ti.com/document-viewer/DLP5531-Q1/datasheet/features-dlps0001089#DLPS0001089 (дата обращения: 31.03.2021).

[12] Тепловизионный модуль FLM1280-SDI (LWIR). npk-photonica.ru: веб-сайт. URL: https://www.npk-photonica.ru/product/21627 (дата обращения: 01.04.2021).

[13] Фомин Ф.В. Современное состояние и перспективы развития зарубежных ИК-систем. М., МНИТИ, 2018.

[14] Small, high performance InGaAs camera module with high image resolution. xenics.com: веб-сайт. URL: https://www.xenics.com/short-wave-infrared-imagers/xsw-640-series (дата обращения: 01.04.2021).

[15] Как покорить монохромный режим? fotogora.ru: веб-сайт. URL: https://fotogora.ru/kak-pokorit-monokhromnyy-rezhim (дата обращения: 15.04.2021).

[16] Как перевести цветное изображение в черно-белое. livejournal.com: веб-сайт. URL: https://fotomeridian.livejournal.com/25340.html (дата обращения: 15.04.2021).

[17] Цветовая система PAL. hisour.com: веб-сайт. URL: https://www.hisour.com/ru/pal-color-system-25921 (дата обращения: 21.04.2021).