1. Видеоинформационный тракт сдз.
Последовательность преобразований, которые претерпевает сигнал, переходящий от источника к приемнику, принято называть видеоинформационным трактом.
Источник информации - электромагнитное излучение Земной поверхности, порождаемое солнечной энергией в оптическом диапазоне волн. Измеряемые параметры: интенсивность излучения (энергия, яркость) и спектральный состав.
Атмосфера – среда распространения, вносит искажения: поглощение атмосферой, рассеяние сигнала, рефракция. В целом это проявляется как ослабление сигнала, его размытие, потеря контраста.
Оптическая система. Её роль – перевести поле излучения земной поверхности в заднюю фокальную плоскость объектива. Оптика так же вносит искажения, это приводит к расфокусировке сигнала, геометрическим деформациям.
Видеодатчик и АЦП – это некоторый
неподвижный прибор (линейка или 2-х
мерная матрица фоточувствительных
элементов). Его функция – перевести
поле яркости в значение яркости. Сначала
преобразуют в электрический сигнал
затем в цифру. Возникающие искажения:
время экспозиции => точка размывается,
оптический сигнал не из точек а из
площадок, шумы датчика, а так же шумы
из-за квантования сигнала по уровню.
БЦВМ - следующие операции:
Фильтрование шумов.
Яркостная коррекция.
Обнаружение опорных ориентиров.
Обнаружение информативных частей изображения.
Компрессия.
Помехоустойчивое кодирование.
Цифровой радиоканал – двоично-симметричный канал без памяти, либо более сложный с возможными искажениями.
Наземная обработка:
Первичная обработка.
декодирование
декомпрессия.
повышение качества изображения.
обнаружение опорных ориентиров.
геометрическая трансформация, составление мозаики (возможна передискретизация).
Получаем базовую информационную продукцию (БИП), готовую для дальнейшего использования.
Тематическая обработка (в интересах конкретных потребителей)
классификация элементов поверхности.
построение формализованного (векторного) описания в виде цифровой тематической карты.
сопоставление с данными предыдущих измерений, т.е. выявление динамики.
Если получатель человек - то необходимо аналоговое преобразование => искажение.
2. Информационные показатели качества сдз.
Под информационным показателем качества изображения понимается мера отличия его от некоторого эталона изображения. Будем оценивать качество функционалом: Q = Q(X, Y); X - идеальный информационный объект.Y - фактический объект; в нашем случае Y=G(X).
Показатели качества:
КРИТЕРИЙ СУБЪЕКТИВНОГО ВИЗУАЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ.
Человеку представляется идеальное и фактическое изображения и он высказывает мнение: искажение не заметны, малозаметны или не мешают. Этот критерий не численный. Результаты такой оценки очень приблизительны.
СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫЙ КРИТЕРИЙ.
Считается что входное и выходное изображения является фрагментами реализации случайного стационарного поля. X={x}, Y={y}. (Для стационарных моделей) считается выполненным условие эргодичности – усреднение по ансамблю можно заменить усреднением по реализации.
среднеквадратическая
ошибка.
В непрерывном виде на прямоугольнике
:
.
В дискретизированное:
.
Для не стационарных: будет характеризовать среднее качество изображения, на различных участках изображения ошибка может быть разной.
Характеризует в среднем, не учитывает свойства зрения человека. Изображение хорошее по одному критерию, но по другому плохое.
ЧАСТОТНО-ВЗВЕШЕННЫЙ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫЙ КРИТЕРИЙ
Есть разностный сигнал
Спектры существуют в силу ограниченности поля
Теорема Парсеваля: среднее значение по пространству сигнала = среднему значению квадратов спектральных компонент.
,
Частотно-взвешенный показатель:
,
W - некоторая неотрицательная вещественная
весовая функция; подбирается эмпирически
(при дискретизации периодическая). В
рамках линейного восстановления
рассматривать этот критерий бессмысленно.
Пример:
.
КРИТЕРИЙ МАКСИМАЛЬНОЙ ОШИБКИ (равномерного приближения).
.
Когда требуется высокая точность представления не изображения в целом, а каждой его точки. Сложность теоретической оценки и использование в процедурах оптимизации.
ВЕРОЯТНОСТНО ЗОНАЛЬНЫЙ.
Характеризуется парой чисел p
и
.
И выражается формулой
С доверительной вероятностью p ошибка попадёт в интервал [- ; ].
Сложность теоретической оценки. Значения
получаются экспериментально на основе
анализа гистограмм распределения ошибки
.
Исключает влияние редких, не типичных
ошибок.
КРИТЕРИЙ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ.
Вместо сопоставления 2х изображений, сравнивают некоторый параметр r, вычисленный по этим изображениям:
r = rx - ry – можно рассматривать как случайную величину (неизвестно как ведёт себя ry).
Можно оценить качество звеньев ВИТ или качество алгоритмов обработки.