_{Министерство по делам молодежи и} спорту Республики Татарстан

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Совет ректоров ВУЗов Республики Татарстан

Региональная молодежная общественная организация

«Лига студентов Республики Татарстан»

республиканскиЙ конкурс научных работ среди обучающихся на соискание премии им. Н.И. Лобачевского

Сборник материалов

Казань 2014

УДК 082 + [69.0 + 624.0] (082)

ББК 94 + 38.1

С 23

Печатается по решению Организационного комитета Республиканского конкурса научных работ среди обучающихся на соискание премии им. Н.И. Лобачевского

Редакционный совет:

Бурганов Р.Т. – министр по делам молодежи и спорту РТ

Фаттахов Э.Н. – министр образования и науки РТ

Гафуров И.Р. – председатель совета ректоров вузов РТ

Искендеров Э.Э. – президент РМОО «Лига студентов РТ»

Бешбаев Ф.Г. – вице-президент по науке и образованию РМОО «Лига студентов РТ»

Мнение редакционного совета может не совпадать с мнением авторов публикаций. Материалы изложены в редакции авторов.

Сборник материалов Республиканского конкурса научных работ среди обучающихся на соискание премии им. Н.И. Лобачевского. Составитель Кудрявцева Т.В. – Казань, 2014: Издательство: Научный Издательский Дом. – 539 с.

Настоящий сборник содержит материалы Республиканского конкурса научных работ среди обучающихся на соискание премии им. Н.И. Лобачевского, проведенного в 2014 году. Тематика конкурса охватывает многие актуальные проблемы фундаментальной и прикладной науки по таким направлениям как архитектура и строительство, история, биология, ветеринария, высшая математика и кибернетика, география и геология, журналистика, иностранные языки, информатика и информационные технологии, культура и искусство, медицина, менеджмент, педагогика, политология и международные отношения, приборостроение и средства автоматизации, психология, сельское хозяйство, социология, спорт и здоровый образ жизни, физика, филология, философия, химия, экология, экономика, энергетика, юридические науки.

Оргкомитет выражает благодарность членам жюри, всем вузам, принявшим участие в организации и проведении конкурса, студенческим научным обществам.

ISBN 978-5-905861-05-5 РМОО «Лига студентов РТ», 2014

Направление «Автоматика и электронное приборостроение»

Авдеева К.С.

Казанский национальный исследовательский технический университет

им.А.Н. Туполева - КАИ

Использование фпм в качестве критерия оценки качества изображения оэс

При проектировании и разработке новых ОЭС активно используются методы компьютерного моделирования, позволяющие ответить на ряд важных вопросов, например, какие алгоритмы обработки сигналов и какая элементная база, используемые в ОЭС, являются наиболее рациональными с точки зрения различных требований, предъявляемых к системе. Компьютерное модели-рование позволяет отказаться от дорогостоящих натурных исследований и испытаний на первых этапах проектирования вновь разрабатываемых ОЭС.

Разрабатывая компьютерную модель в качестве целевой функции целесообразно выбирать такую, которая обеспечивала бы удобство определения искомых величин при моделировании системы, а также давала бы возможность получить достаточно простую математическую модель. Одним из наиболее удачных описаний преобразования пространственных сигналов является частотное описание – зависимость контраста от пространственной частоты тест-объекта. А одним из общепринятых критериев качества оптических и оптико-электронных систем является оптическая передаточная функция (ОПФ), описывающая передачу оптической системой гармонических сигналов различной частоты.

Целью настоящей работы являлось построение компьютерной модели цифровой фотокамеры и исследование качества изображения. Для ее реализации необходимо было решить такие задачи как определение ФПМ отдельных звеньев и всей осесимметричной ОЭС, входящих в выражение для оценки параметров качества системы, обычно определяют в предположении, что все звенья системы работают в линейном режиме, а общую передаточную функцию ОЭС ТОЭС, находят как произведение передаточных функций ее отдельных звеньев. Таким образом,

Т_ОЭС(ν) = Т_атм(ν) ∙ Т_ос(ν) ∙ Т_фп(ν) ∙ Т_упу(ν) ∙ Т_осн(ν) ,

где Т_атм(ν), Т_ос(ν), Т_фп(ν), Т_упу(ν), Т_осн(ν) – передаточные функции атмосферы, оптической системы (ОС), фотоприемника (ФП), усилительно-преобразовательного устройства (УПУ) и движения основания соответственно; ν – пространственная частота, которая может быть одномерной, характеризующей одномерную структуру или меру повторяемости вдоль одной координаты, а также двумерной (ν_х; ν_у) или векторной (ν_ρ) величиной. Эти функции являются Фурье-преобразованиями соответствующих импульсных реакций перечисленных звеньев ОЭС.

В процессе моделирования ОЭС был найден спектр объекта, который затем умножался на ФПМ системы, при этом получается спектр изображения, из которого находилось изображение (распределения освещенности, в зависимости от угловой или линейной координаты) путем обратного преобразования Фурье спектра изображения.

Разработанная компьютерная модель цифровой фотокамеры, написана на языке С#, позволяет проводить оценку качества изображения по ее ФПМ, анализировать форму выходного сигнала, в зависимости от входного, и параметров ЦФК, а также производить исследование влияния параметров ЦФК на качество изображения. В результате проведенного исследования было выявлено, что увеличение фокусного расстояния при неизменном относительном отверстии и уменьшение размера пикселя, постоянной времени усилительно-преобразовательного устройства, скорости движения основания улучшает качество (контраст) изображения.

Ба Зухаир Мохаммед Ахмед

«Казанский национальный исследовательский технический университет

им.А.Н.Туполева - КАИ»