Учет текущего прогноза снижения апертуры функции рассеяния точки на изображениях, формируемых бортовой оптико-электронной аппаратурой космического аппарата

Отклонение значений скорости движения изображения (СДИ) на фотоприемниках космического аппарата (КА) в сторону уменьшения от программируемого (заданного) значения, приводит к формированию изображения с периодическими полосами с пониженным отношением сигнал/шум, а в сторону увеличения – формируется функция рассеяния точки (ФРТ) – смаз [1].
Все известные цифровые модели коррекции изображений при смазе, решающие задачу не в пространственно-частотной области (из-за наличия нулей в частотных характеристиках ФРТ смаза) исходят из принципа равенства плотности дискретизации скользящей апертуры смаза и изображения, а для реальных КА размер скользящей апертуры модели смаза может быть и не кратен целому количеству формируемых строк изображения, и тогда апертура ФРТ смаза измеряется и в долях апертур пикселей изображения, что приводит к некорректной реализации отфильтровывания смаза на борту в этом случае (и, как правило, к малоудовлетворительному результату – улучшению на единицы процентов –при наземной обработке данных съемки). Предлагаемые в [2] синтетические и простые в вычислительном аспекте формулы вычисления трассовой составляющей СДИ (совместно с учетом существенно меньшей составляющей СДИ, определяемой вращением планеты) позволяют определить текущий уровень как степени перепикселизации обрабатываемого фрагмента изображения так, соответственно, и корректности представления ФРТ смаза, корректности системы линейных уравнений (и ее решения), построенных на дискретной свертке ФРТ и обрабатываемого фрагмента [2] .
Более того, ряд работ, посвященных субпиксельным технологиям синтеза космических изображений с улучшенным разрешением [3,4] будут далеки от реального использования пока для каждого конкретного случая не будет решен вопрос о соотношениях апертур пикселей при субпикселизации и хотя бы прогнозов на снижение апертуры ФРТ на «субпикселизуемых» изображениях: если апертуру ФРТ (от влияния атмосферы, погрешностей стабилизации осей бортовой оптико-электронной аппаратуры при съемке и других факторов) на изображении хотя бы гипотетически не удается свести к размеру существенно меньшему апертуры исходного пиксела бессмысленно решать задачи улучшения разрешения за счет перехода к субпиксельному представлению. Прогноз на снижение и даже подавление ФРТ смаза в описанных выше условиях знания СДИ благоприятный. Что касается описанной выше составляющей ФРТ, то анализ деградации верхних мод пространственно-частотного спектра распознаваемого опорного ориентира (ОО) с корреляционным коэффициентом не ниже 0,7 (т.е. распознаваемого автоматом) или серии таковых на фоне выполнения условия полноты набора опорных ориентиров для вычисления ФРТ тоже поддерживает положительный прогноз с точностью до вероятности не хуже 0,8. Шумовая составляющая на изображении при этом практически «назначается » интерпретатором заданием пространственной частоты для изображения, выше которой в спектре располагается шум.
Для худших достоверностей распознавания ОО когда для определения ФРТ используется метод слепого поиска [5] и процедуры с алгоритмом Гершберга-Сэкстона для увеличения достоверности прогноза в раз используется ОО в системе координат фокальной плоскости, в достаточной зоне перекрытия изображений от двух линеек фотоприемников (то есть два изображения ОО с изменением ракурса съемки).
В идеале, крайне желательно, периодически использовать полигон с ОО, имеющими известные координаты и эталонные фотометрические характеристики (для уточнения «опорной» ФРТ и много другого).
Литература
1. Жиленев М.Ю., Винтаев В.Н., Ушакова Н.Н., Блажевич С.В. Цифровая коррекция возмущений изображений, формируемых панхроматической оптико-электронной съемочной аппаратурой КА «Монитор»/Тезисы докладов научно-технической конференции «Техническое зрение в системах управления-2011» (Москва 15-17 марта 2011). – М.:Изд. ИКИ РАН, 2011, с. 39-40.
2. Жиленев М.Ю., Винтаев В.Н. Формула расчета движения изображения при орбитальной съемке планет оптико-электронной аппаратурой/Телекоммуникации (TELECOMMUNICATIONS AND RADIO ENGINEERING)- М.:Наука и технологии, № 7, 2011, с.2-7.
3. Блажевич С.В., Винтаев В.Н.,Ушакова Н.Н. Синтез космического изображения с улучшенной разрешающей способностью на основе субпиксельного сканирования //Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов), Сборник научных статей. М: ООО «ДоМира», 2010. Т.7. №4. С. 9-13.
4. Блажевич С.В., Винтаев В.Н., Селютина Е.С., Ушакова Н.Н. Синтез цифровых изображений субпиксельного уровня разрешения с использованием расфокусировки // Тезисы докладов научно-технической конференции «Техническое зрение в системах управления-2011» (Москва 15-17 марта 2011). – М.:Изд. ИКИ РАН, 2011, с. 55-56.
5. В.Н. Остриков. Оценка функции рассеяния точки на произвольном снимке методом слепого поиска// Тезисы докладов научно-технической конференции «Техническое зрение в системах управления-2011» (Москва 15-17 марта 2011). – М.:Изд. ИКИ РАН, 2011, с. 4-5.