«Îïòèêà атмосферы и îêåàíà», 22, ¹ 12 (2009)
Посвящаю моей жене Нине
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН
УДК 53.072; 53:004; 535.31; 681.7; 53.082.5; 004.932
Передаточные свойства внешних каналов
и изопланарность изображений в системах видения
*
В.В. Белов
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН
634021, ã. Òîìñê, ïë. Академика Çóåâà, 1
Томский государственный университет
634050, ã. Òîìñê, ïð. Ëåíèíà, 36
Поступила в редакцию 20.01.2009 ã.
Уточняются некоторые аспекты применения линейно-системного подхода и метода функций Грина в теории
видения в рассеивающих средах. Обсуждается физический смысл функций влияния и оптических передаточных
функций рассеивающих сред и систем видения. Утверждается, что физический смысл понятия оптической
передаточной функции, импульсной реакции (функции размытия точки или функции влияния) рассеивающих
сред или канала формирования изображений в рассеивающих средах не определен, если не определены
отражательные (излучательные) свойства плоскости (поверхности) объектов. Подчеркиваются основные
отличия линейно-системных характеристик оптических систем формирования изображения и систем видения.
Предложен критерий оценки размера периферийных зон изопланарности изображений в системах видения.
Ключевые ñëîâà: теория âèäåíèÿ, изопланарность изображений, функции Ãðèíà; theory of vision, image
isoplanarity zones, Green’s functions.
Введение
Развитию современной теории видения в рассеивающих
средах (началом которой послужили в том
числе работы [1, 2]) посвятили свои исследования
научные коллективы во Франции [3, 4], Израиле
[5, 6], Беларуси [7, 8], США [9, 10], России [11–13]
и других странах. Можно считать, что изучение механизмов
формирования изображений,
закономерностей
влияния рассеивающих сред на характеристики
качества изображения объектов выполнено достаточно
полно и накопленные знания позволили перейти
к решению задач следующего уровня, в частности,
например, к более точному решению задач атмосферной
коррекции многоканальных аэрокосмических
изображений [14, 15].
Тем не менее остается ряд общих вопросов теории,
требующих однозначного толкования. Один из
них можно сформулировать следующим образом.
Можно ли и как определить оптическую передаточную
функцию (импульсную реакцию, или функцию
размытия точки, или функцию влияния) рассеивающей
среды или канала формирования изображения
в рассеивающей среде, не зависящую от каких-либо
свойств объектов наблюдения и характеристик пусть
даже идеальных оптических систем и позволяющую
построить с помощью этих характеристик изображение
любых îáúåêòîâ? Èëè, èíà÷å, – можно ли îïðå______________
*
Владимир Васильевич Белов (belov@iao.ru).
делить общие, присущие данной конкретной рассеивающей
среде ее передаточные свойства (по аналогии
с ее оптическими характеристиками), которые
можно использовать для построения изображения
объектов с любыми оптическими свойствами и любыми
характеристиками пусть даже идеальных оптических
систем?
Еще один вопрос возникает в связи с тем, что
функция размытия точки (ФРТ), используемая в теории
видения, не является, как это принято в теории
оптических систем [16], изображением точечного
объекта (хотя по теории видения их иногда, например
в [7], отождествляют). Однако если ФРТ не является
изображением точки, то как построить ее изображение,
используя аппарат теории линейных систем?
Решив эту задачу, мы одновременно ответим
и на вопрос о том, сколько оптических передаточных
функций (ОПФ) или функций влияния нужно
определить, чтобы корректно осуществить реконструкцию
или фильтрацию (например, атмосферную
коррекцию) широкоугольных изображений объектов,
наблюдаемых через рассеивающие среды.
Ответам на эти вопросы и посвящается данная
статья.
Функции влияния
и оптические передаточные функции
рассеивающих сред
Основным уравнением, используемым в теории
видения для построения ключевых функций
Передаточные свойства внешних каналов и изопланарность изображений в системах видения
1101
Стр.1