Метод расчёта отношения сигнал/шум

Как и в предыдущем методе для расчёта СШ предложен и реализован анализ изображения, получаемого с телевизионной камеры. Он позволяет получить отношение СШ сразу всей системы, что значительно ускоряет процесс контроля качества прибора.

На фотокатод ЭОПа подается равномерная освещенность 5*10-4 люкс, далее с помощью пристыкованной к ЭОПу камеры записывается на компьютер последовательность из 25 кадров в черно-белом формате BMP.

После этого программой файлы BMP преобразуются в матрицы чисел

формата А (х, у), где х и у координаты пикселя в кадра, а А (х, у) значение яркости в этом пикселе. Координаты х и у принимают значения х от 0 до Nx, где Nx количество столбцов в кадре, а у от 0 до Nу, где Nу количество строк в кадре. Так как формат BMP при черно-белом варианте кадра имеет 256 градаций яркости, то значение А (х, у) варьируется от 0 до 255.

Матрицы А (х, у) всех кадров преобразуются в матрицу В (х, у), у которой значение яркости каждого пикселя является средним значением яркости пикселей матриц А (х, у) с такими же координатами. Матрица A (х, у) представляет собой сумму следующих элементов:

A (х, у) = S (x,y) + C (x,y) + E (x,y) + V (x,y) (6.2.1)

S (x,y) - полезный сигнал; C (x,y) - темновой шум камеры; E (x,y) - темновой шум ЭОПа. V (x,y) - внутренний шум ЭОПа (неравномерности усиления, осцилляции и т.д.); темновой шум камеры настолько мал по сравнению с темновым шумом ЭОПа, что им можно принебречь.

Матрица В (x,y) не содержит в себе внутреннего шума ЭОПа так как он подавляется за счет усреднения сигнала по 25 кадрам.

В (х, у) = S (x,y) + C (x,y) +E (x,y) (6.2.2)

Получив матрицу усреднённого кадра В (x,y) программа находит среднее значение дисперсии (D) из всех пикселов одиночных кадров относительно усреднённого кадра:

D = ( ( (В (х, у) - Аn (х, у)) 2 / (Nx*Ny))) /25 (6.2.3)

Находя корень из дисперсии получаем значение внутреннего шума ЭОПа.:

v = (6.2.4)

Затем вычисляется среднее значение матрицы В (x,y):

b =

(6.2.5)

Далее снимается последовательность из 25 кадров при перекрытом фотокатоде ЭОПа, и записывается в матрицы чисел Аn (х, у). По формуле (6.1.1) вычисляется усреднённый кадр темнового шума K (х, у) и из него находится среднее значение темнового шума k:

k =

(6.2.6)

Теперь, когда есть все необходимые данные для вычисления отношения СШ (Z) программа считает его и выдает на экран компьютера:

Z = (b - k) / (k+v) (6.2.7)

Данный метод имеет ряд преимуществ над стандартным способом получения значений СШ:

Возможность за один раз получить значение СШ всей системы в целом;

Пропадает необходимость разбирать прибор для контроля качества его элементов после сборки;

Время измерений уменьшилось с 5 часов до 15 минут;

В данном проекте были рассмотрены основные принципы работы круглосуточного визира с цифровой обработкой видеосигнала.

Созданы и описаны 2 принципиально новые методики измерения характеристик ЧКХ и СШ, разработанные специально для данного прибора.

Разработанные программы снизили время снятия характеристик прибора с 15 часов до полутора часов и увеличили точность их определения.

Разработанные в ходе решения поставленных задач методики можно успешно применять и на других аналогичных приборах и устройствах, имеющих в качестве элемента преобразования информации ЭОП или телевизионную камеру.

Прочитайте еще и эти статьи:

Процесс улучшения контроля за температурой теплоносителя в бойлерной
На сегодняшний день в сфере КЖХ наблюдается тотальный износ и старение всех имеющихся технических ресурсов. Все чаще и чаще мы слышим о всякого рода авариях, связанных с работой коммунального хозяйства, будь то: прорывы на теплотрассах или отка ...

Исследование эхокомпенсатора и улучшение его характеристик в режиме одновременного разговора абонентов
В настоящее время все более и более значимыми становятся электронные средства коммуникации. Телевидение, телефония и глобальные телекоммуникационные сети сделали грандиозный шаг вперед, превратившись из несовершенных любительских разработок в ве ...