Представление сигналов в ТС

Экономические показатели.

Функциональные параметры

Виды параметров и характеристик ТС

При составлении технического задания на разработку какой либо ТС, а также технических условий её применения необходимо сформулировать ряд основных параметров и характеристик, к числу которых относятся следующие.

Точностные параметры и характеристики (характеристики обнаружения, распознавания) Применительно к измерительным системам здесь обычно идёт речь о среднеквадратических или предельных погрешностях измерения, о стабильности метрологических параметров и т. п. Применительно к системам, решающим задачи обнаружения или

распознавания объектов, обычно указываются такие параметры как допустимая вероятность ложного обнаружения (ложной идентификации) и, наоборот, вероятность пропуска (неопознавания) объектов при условии его нахождения в зоне наблюдения. В качестве характеристик обнаружения (распознавания) используются, например, зависимости правильного обнаружения (распознавания) от отношения сигнал/шум (при фиксированных значениях допустимой вероятности ложного обнаружения, ложной идентификации) и др.

Число и вид измеряемых величин (или объектов наблюдения),диапазон измеряемых величин, время измерения (обнаружения или распознавания объектов), готовность к работе после включения, степень автоматизации контроля выходных величин и др. Эксплуатационные параметры Температурный диапазон, допустимый уровень механических воздействий (ударов, вибраций), надёжность системы, возможность её адаптации или самоадаптации при изменении условий наблюдения. Габариты, масса, потребляемая мощность и др.

Стоимость отдельных компонентов и системы в целом, степень

их унификации и др. Примечание. Следует напомнить, что под параметром понимают численное значение какой либо величины, отражающей определённое качество системы (например, среднеквадратическая погрешность измерения); характеристика представляет собой зависимость того или иного параметра от изменения одного из внешних факторов (например, зависимость среднеквадратической погрешности от температуры).

Во всех ТС, независимо от их типа и назначения, на начальном этапе предполагается преобразование аналоговых входных оптических сигналов в совокупность дискретных электрических сигналов, пригодных для осуществления дальнейшей цифровой обработки изображений с применением средств вычислительной техники. Такое преобразование осуществляется в два этапа.

E(x,y) ⇒ U(xi ,yj ) ⇒ [Ei,j]

На первом этапе входной оптический сигнал изображения E(x,y),представляющий собой в общем случае двумерную непрерывную функцию непрерывных пространственных аргументов (координаты x,y),преобразуется в электрические сигналы U(xi ,yj ), то есть в двумерную непрерывную функцию дискретных пространственных аргументов xi ,yj. Сигнал U(xi ,yj ) представляет собой видеоимпульсы, на выходе матричного фотоприёмника (например матрица ФПЗС, фотодиодная матрица или КМОП матрица.

Заметим, что, если в телевизионном датчике используется так называемая «трубка бегущего луча» или любая другая вакуумная трубка, дискретизация изображения по вертикали (вдоль направления кадровой развёртки) происходит за счет структуры растра. При этом необходимая дополнительная дискретизация по горизонтали (вдоль строки) может достигаться путём применения специальной схемы выборки хранения. Для фотоприемника с накоплением энергии (например, матрица ФПЗС) величина напряжения сигнала видеоимпульса, снимаемого с i-того элемента j-той строки, определяется выражением:

U(xi ,yj) = xi ∫.xi+∆x yi ∫ yi+∆у STнE(x,y)dxdy

Здесь S – интегральная чувствительность фотоприёмника, выраженная через экспозицию; Tн – время накопления; xi, yi – координаты центра фоточувствительного элемента; ∆x и ∆x – размеры фоточувствительного элемента по горизонтали и вертикали соответственно.

Второй этап преобразования осуществляется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Он заключается в квантовании сигналов U(xi ,yj) по уровням и формировании двоичных кодов соответствующих чисел Ei,j. Таким образом, в любой АТСН цифровой обработке изображений должны предшествовать преобразования входного оптического сиг нала E(x,y) в матрицу [Ei,j], представляющую собой двумерный массив целых чисел.

Очевидно, что всякое преобразование сигналовс помощью АЦП связано с нелинейными искажениями и появлением погрешности квантования, которую можно считать распределённой по равномерному закону в пределах ± h/2, где h – шаг квантования. Однако величина погрешности квантования предостаточной разрядности АЦП может быть значительно меньшедругих составляющих.