Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2538340C1 - Method of superimposing images obtained using different-range photosensors - Google Patents

Method of superimposing images obtained using different-range photosensors Download PDF

Info

Publication number
RU2538340C1
RU2538340C1 RU2013134645/08A RU2013134645A RU2538340C1 RU 2538340 C1 RU2538340 C1 RU 2538340C1 RU 2013134645/08 A RU2013134645/08 A RU 2013134645/08A RU 2013134645 A RU2013134645 A RU 2013134645A RU 2538340 C1 RU2538340 C1 RU 2538340C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
pixels
images
pixel
parts
Prior art date
Application number
RU2013134645/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013134645A (en
Inventor
Александр Николаевич Ветров
Ирина Николаевна Воякина
Мохаммед Абдуллах Гахзар
Александра Александровна Осипова
Владимир Игоревич Романовский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГГУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГГУ filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГГУ
Priority to RU2013134645/08A priority Critical patent/RU2538340C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538340C1 publication Critical patent/RU2538340C1/en
Publication of RU2013134645A publication Critical patent/RU2013134645A/en

Links

Images

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in the method, each odd-numbered line corresponds to an infrared image and each even-numbered line corresponds to a television image with further interlinear exchange of parts of opposite pixels based on an algorithm, in which each pixel is divided in proportion into three parts, after which two parts of the i-th pixel of the k-th line is summed with the remaining portions of the i-th pixels of the (k-1)-th and (k+1)-th lines.
EFFECT: high information value of the resultant image.
4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электронной технике, а именно к двумерной фильтрации изображений.The present invention relates to electronic equipment, namely to two-dimensional image filtering.

Известен способ «Комплексирование цифровых полутоновых телевизионных и тепловизионных изображений» (патент РФ №2451338, МПК G06T 5/00, 23.12.10).The known method "Integration of digital halftone television and thermal imaging images" (RF patent No. 2451338, IPC G06T 5/00, 12/23/10).

Суть способа комплексирования цифровых полутоновых телевизионных и тепловизионных изображений заключается в получении исходных изображений, совмещении изображений, основанном на критериальном суммировании для каждого пикселя, формировании результирующего изображения и нормализации яркостного диапазона изображения. Получают исходные цифровые телевизионное и тепловизионное изображения, например, путем оцифровки с помощью аналого-цифровых преобразователей аналоговых сигналов от телевизионного и тепловизионного датчиков, осуществляют комплексирование изображений, основанное на определенном суммировании для каждого пикселя, т.е. производят формирование результирующего изображения в виде массива значений яркости комплексированного изображения заданного размера, нормализуют яркостный диапазон изображения.The essence of the method of combining digital halftone television and thermal imaging images is to obtain the original images, combining images based on criteria summation for each pixel, forming the resulting image and normalizing the brightness range of the image. The original digital television and thermal imaging images are obtained, for example, by digitizing the analog signals from the television and thermal imaging sensors using analog-to-digital converters, the images are complexed based on a certain summation for each pixel, i.e. generate the resulting image in the form of an array of brightness values of the complex image of a given size, normalize the brightness range of the image.

В приведенном способе пиксели результатирующего изображения содержат информацию, определяемую либо ИК диапазоном, либо видимым диапазоном частот, что не дает существенного увеличения информативности.In the above method, the pixels of the resulting image contain information determined either by the IR range or the visible frequency range, which does not give a significant increase in information content.

Также известен «Способ обработки инфракрасного изображения» (патент РФ №2437153, классы МПК G06T 5/50, H04N 5/33, 09.07.07), который заключается в расширении функциональных возможностей обработки инфракрасного изображения за счет управляемой пользователем обработкой во время захвата изображения.Also known is the “Method for processing infrared images” (RF patent No. 2437153, IPC classes G06T 5/50, H04N 5/33, 07/09/07), which consists in expanding the functionality of processing an infrared image due to user-controlled processing during image capture.

Способ обработки инфракрасного изображения включает в себя этапы, на которых обрабатывают инфракрасное изображение, чтобы предоставлять фоновую часть инфракрасного изображения и детальную часть инфракрасного изображения; масштабируют фоновую часть и/или детальную часть, чтобы обеспечивать уровень детальной части относительно уровня фоновой части; объединяют фоновую часть и детальную часть после масштабирования, чтобы предоставлять обработанное инфракрасное изображение; и сохраняют обработанное инфракрасное изображение.A method for processing an infrared image includes the steps of processing an infrared image to provide a background portion of an infrared image and a detailed portion of an infrared image; scaling the background portion and / or the detail portion to provide a level of the detail portion relative to the level of the background portion; combining the background part and the detailed part after scaling to provide a processed infrared image; and save the processed infrared image.

Недостатком данного способа является то, что инфракрасное изображение имеет более низкую детализацию по сравнению с телевизионным.The disadvantage of this method is that the infrared image has lower detail than a television.

Наиболее близким к заявленному способу является «Способ совмещения изображений, полученных с помощью разнодиапазонных фотодатчиков» (патент РФ №2435221, класс МПК G06T 3/00, 10.12.07).Closest to the claimed method is the "Method of combining images obtained using multi-range photosensors" (RF patent No. 2435221, IPC class G06T 3/00, 10.12.07).

Суть способа заключается в следующем: световой поток, отраженный от исследуемых объектов, формируют в отдельные изображения и записывают их в общее изображение. По общему изображению судят о взаимном расположении объектов. Предварительно световой поток разделяют на два потока, из первого потока формируют изображение видимого спектра, из второго - изображение инфракрасного спектра, считывают пиксели первого и второго изображения и попеременно записывают в память общее изображение этих пикселей. На нечетных строках записывают последовательно пиксели первого и второго изображения, а на четных строках - последовательно пиксели второго и первого изображения. Технический результат - повышение точности определения взаимного расположения фрагментов изображений и возможность вычисления их параметров положения.The essence of the method is as follows: the luminous flux reflected from the studied objects is formed into separate images and recorded in a common image. The general image is used to judge the relative position of objects. Preliminarily, the luminous flux is divided into two fluxes, an image of the visible spectrum is formed from the first flux, an infrared image is formed from the second flux, the pixels of the first and second images are read, and the overall image of these pixels is alternately recorded in the memory. On odd lines, pixels of the first and second images are recorded sequentially, and on even lines, pixels of the second and first images are sequentially recorded. EFFECT: increased accuracy of determining the mutual arrangement of image fragments and the ability to calculate their position parameters.

Недостаток приведенного способа заключается в том, что каждый пиксель содержит информацию либо телевизионного, либо инфракрасного изображения, следовательно, информативность суммарного изображения повышена не более чем в два раза.The disadvantage of the above method is that each pixel contains information of either a television or infrared image, therefore, the information content of the total image is increased by no more than two times.

Основной задачей, на решение которой направлен заявляемый способ совмещения изображений является увеличение информативности изображения.The main task, which is aimed by the claimed method of combining images is to increase the information content of the image.

Технический результат достигается за счет того, что в разработанном способе световой поток, отраженный от исследуемых объектов формируют в отдельные изображения и записывают их в общее изображение, по которому судят о взаимном расположении объектов, причем предварительно световой поток разделяют на два потока, из первого потока формируют изображение видимого спектра, из второго - изображение инфракрасного спектра, считывают пиксели первого и второго изображения и попеременно записывают в память общее изображения этих пикселей, причем каждая нечетная строка соответствует ИК-изображению, а каждая четная - ТВ-изображению (Фиг.1) с дальнейшим междустрочным обменом частей противоположных пикселей по алгоритму, в котором каждый пиксель делится на три части, после чего две части i-го пикселя k-строки суммируются с половинными долями i-х пикселей k-1-й и k+1-й строк, (фиг.2). Итоговое положение пикселей приведено на фиг. 2.The technical result is achieved due to the fact that in the developed method, the light flux reflected from the objects being studied is formed into separate images and recorded in a common image, according to which the relative position of the objects is judged, moreover, the light flux is previously divided into two streams, from the first stream they are formed image of the visible spectrum, from the second - the image of the infrared spectrum, read the pixels of the first and second images and alternately record the total image of these pixels in memory, and each odd line corresponds to an IR image, and each even line corresponds to a TV image (Fig. 1) with further inter-line exchange of parts of opposite pixels according to an algorithm in which each pixel is divided into three parts, after which two parts of the i-th pixel of the k-line are summed with half fractions of the ith pixels of the k-1st and k + 1st rows, (FIG. 2). The final pixel position is shown in FIG. 2.

Эффект совмещения с сохранением всех фрагментов как первого, так и второго изображений получен за счет того, что изображение видимого спектра и изображение инфракрасного спектра получают из одного и того же потока, то есть эти изображения снимают с одного ракурса, а в совмещенное изображение записывают последовательно строки первого и второго изображений.The effect of combining with preservation of all fragments of both the first and second images is obtained due to the fact that the image of the visible spectrum and the image of the infrared spectrum are obtained from the same stream, that is, these images are taken from one angle and the lines are written sequentially in the combined image first and second images.

Эргономическая эффективность разработанного способа достигается путем попеременной записи строк ТВ- и ИК-изображений в общее изображение с дальнейшим делением пикселей на три части и междустрочным обменом этих частей для пикселей одного номера в строках.Ergonomic efficiency of the developed method is achieved by alternately recording strings of TV and IR images in a common image with further division of pixels into three parts and interline exchange of these parts for pixels of the same number in rows.

На фиг.1 представлен процесс попеременной записи строк ТВ- и ИК-изображений. Фиг.2 является увеличенной схемой блоков пикселей с показанной интерполяцией. Фиг.3 - итоговый результат процесса.Figure 1 shows the process of alternately recording strings of TV and IR images. Figure 2 is an enlarged block diagram of pixels with interpolation shown. Figure 3 - the final result of the process.

nk - количество информации, содержащейся в ИК-изображении, nt - количество информации, содержащейся в ТВ-изображении, 2nkt - количество информации, содержащейся в полученном изображении, которое содержит информацию как о ТВ-, так и о ИК-изображениях.n k is the amount of information contained in the IR image, n t is the amount of information contained in the TV image, 2n kt is the amount of information contained in the resulting image, which contains information about both TV and IR images.

В результате формирования информативность после совмещения двух изображений в одно увеличилась в два раза относительно исходных изображений, что подтверждается формулой (1):As a result of the formation, the information content after combining two images in one doubled compared to the original images, which is confirmed by the formula (1):

n k + n t = 2n kt .                                          (1)

Figure 00000001
n k + n t = 2n kt . (one)
Figure 00000001

Затем происходит процесс междустрочной интерполяции, в результате которого каждый пиксель полученного изображения будет представлять собой половину своего пикселя и четверти соседних.Then there is a process of line-to-line interpolation, as a result of which each pixel of the resulting image will represent half of its pixel and a quarter of neighboring ones.

Таким образом, пиксель будет иметь информацию не только о себе, но и о двух соседних пикселях, то есть увеличится информативность пикселя в три раза.Thus, the pixel will have information not only about itself, but also about two neighboring pixels, that is, the information content of the pixel will increase by three times.

n*+n<+n>=3n,n * + n < + n > = 3n,

где n* - количество информации неизменной половины пикселя, n< - количество информации, пришедшей четверти пикселя слева, n> - количество информации, пришедшей четверти пикселя справа, 3n - конечное количество информации пикселя.where n * is the amount of information of an unchanged half of the pixel, n < is the amount of information received by a quarter of the pixel on the left, n > is the amount of information received by a quarter of the pixel on the right, 3n is the final amount of pixel information.

Итоговая формула информативности (2):The final formula for informativeness (2):

2n kt *3n = 6n .                                         (2)

Figure 00000002
2n kt * 3n = 6n . (2)
Figure 00000002

Проводим сравнительный анализ первой и второй формул, получаем:We carry out a comparative analysis of the first and second formulas, we obtain:

( n k + n t ) * 3 n n k + n t = 6 n 2 n = 3

Figure 00000003
. ( n k + n t ) * 3 n n k + n t = 6 n 2 n = 3
Figure 00000003
.

В итоге разработанный способ увеличивает информативность относительно прототипа в три раза (т.к. тот увеличивает информативность итогового изображения относительно исходного в два раза), а относительно исходных изображений - в шесть. Таким образом, эргономическая эффективность достигнута поскольку каждый пиксель сформированного изображения содержит информацию, полученную от разнодиапазонных датчиков.As a result, the developed method increases the information content of the prototype three times (since it increases the information content of the final image relative to the original two times), and relative to the original image - six. Thus, ergonomic efficiency is achieved because each pixel of the generated image contains information received from different-range sensors.

Примером совмещенного изображения является фиг.4в, который совместил в себе ТВ-изображение (Фиг.4а) и ИК-изображение (Фиг.4б).An example of a combined image is figv, which combined the TV image (Fig.4A) and the IR image (Fig.4b).

Результаты поиска известных технически решений в данной и в смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.The results of the search for known technical solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the prototype showed that they do not follow explicitly from the prior art.

Заявляемый способ является полезным и работоспособным и может быть использован в медицине, а точнее в термографии, для диагностики кожных заболеваний, а также и в поисковых работах.The inventive method is useful and workable and can be used in medicine, and more specifically in thermography, for the diagnosis of skin diseases, as well as in search work.

Claims (1)

Способ совмещения изображений, полученных с помощью различных фотодатчиков, в котором световой поток, отраженный от исследуемых объектов формируют в отдельные изображения и записывают их в общее изображение, по которому судят о взаимном расположении объектов, причем предварительно световой поток разделяют на два потока, из первого потока формируют изображение видимого спектра, из второго - изображение инфракрасного спектра, считывают пиксели первого и второго изображения и попеременно записывают в память общее изображения этих пикселей, отличающиеся тем, что каждая нечетная строка соответствует инфракрасному изображению, а каждая четная - телевизионному изображению с дальнейшим междустрочным обменом частей противоположных пикселей по алгоритму, в котором каждый пиксель делится в пропорции на три части, после чего две части i-го пикселя k-строки суммируются с оставшимися долями i-х пикселей k-1-й и k+1-й строк. A method of combining images obtained using various photosensors, in which the light flux reflected from the objects under study is formed into separate images and recorded in a common image, according to which the relative position of the objects is judged, the light flux being previously divided into two streams from the first stream form the image of the visible spectrum, from the second - the image of the infrared spectrum, read the pixels of the first and second images and alternately record the total image of these pixels in memory characterized by the fact that each odd line corresponds to an infrared image, and each even line corresponds to a television image with further inter-line exchange of parts of opposite pixels according to an algorithm in which each pixel is divided into three parts in proportion, after which two parts of the ith pixel k- the lines are summed with the remaining fractions of the ith pixels of the k-1st and k + 1-st lines.
RU2013134645/08A 2013-07-23 2013-07-23 Method of superimposing images obtained using different-range photosensors RU2538340C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134645/08A RU2538340C1 (en) 2013-07-23 2013-07-23 Method of superimposing images obtained using different-range photosensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134645/08A RU2538340C1 (en) 2013-07-23 2013-07-23 Method of superimposing images obtained using different-range photosensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2538340C1 true RU2538340C1 (en) 2015-01-10
RU2013134645A RU2013134645A (en) 2015-01-27

Family

ID=53281290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013134645/08A RU2538340C1 (en) 2013-07-23 2013-07-23 Method of superimposing images obtained using different-range photosensors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538340C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684585C1 (en) * 2017-12-18 2019-04-09 Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Method of complexing halftone television and thermal images
RU2764838C1 (en) * 2021-03-24 2022-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for combining images from matrix photodetectors of various spectral ranges

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705423C1 (en) * 2019-01-17 2019-11-07 Общество с ограниченной ответственностью "РАСТР ТЕХНОЛОДЖИ" Method of combining simultaneously obtained images from matrix photodetectors of different spectral range

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020180727A1 (en) * 2000-11-22 2002-12-05 Guckenberger Ronald James Shadow buffer control module method and software construct for adjusting per pixel raster images attributes to screen space and projector features for digital warp, intensity transforms, color matching, soft-edge blending, and filtering for multiple projectors and laser projectors
US20070183657A1 (en) * 2006-01-10 2007-08-09 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Color-image reproduction apparatus
RU2335017C2 (en) * 2003-07-18 2008-09-27 Майкрософт Корпорейшн System and method for generating of image with expanded dynamic range out of multiple expositions of movable scene
RU2376586C2 (en) * 2005-08-02 2009-12-20 ОуДжи Текнолоджис, Инс. System for imaging elongated bar (versions)
RU2435221C2 (en) * 2007-12-10 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет Аэрокосмического приборостроения" Method of superimposing images obtained using different photosensors, and apparatus for realising said method
EP2583617A2 (en) * 2006-07-11 2013-04-24 The General Hospital Corporation Systems for generating fluorescent light images

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020180727A1 (en) * 2000-11-22 2002-12-05 Guckenberger Ronald James Shadow buffer control module method and software construct for adjusting per pixel raster images attributes to screen space and projector features for digital warp, intensity transforms, color matching, soft-edge blending, and filtering for multiple projectors and laser projectors
RU2335017C2 (en) * 2003-07-18 2008-09-27 Майкрософт Корпорейшн System and method for generating of image with expanded dynamic range out of multiple expositions of movable scene
RU2376586C2 (en) * 2005-08-02 2009-12-20 ОуДжи Текнолоджис, Инс. System for imaging elongated bar (versions)
US20070183657A1 (en) * 2006-01-10 2007-08-09 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Color-image reproduction apparatus
EP2583617A2 (en) * 2006-07-11 2013-04-24 The General Hospital Corporation Systems for generating fluorescent light images
RU2435221C2 (en) * 2007-12-10 2011-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет Аэрокосмического приборостроения" Method of superimposing images obtained using different photosensors, and apparatus for realising said method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684585C1 (en) * 2017-12-18 2019-04-09 Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Method of complexing halftone television and thermal images
RU2764838C1 (en) * 2021-03-24 2022-01-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for combining images from matrix photodetectors of various spectral ranges

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013134645A (en) 2015-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8885067B2 (en) Multocular image pickup apparatus and multocular image pickup method
JP5306563B2 (en) Imaging apparatus and image generation method
US9413992B2 (en) High dynamic range image sensor with full resolution recovery
US20060146153A1 (en) Method and apparatus for processing Bayer image data
CN110880163B (en) Low-light color imaging method based on deep learning
EP2579206A1 (en) Image processing device, image capturing device, program and image processing method
JP6182396B2 (en) Imaging device
JP5822937B2 (en) Method for processing an image in the invisible spectral region, corresponding camera and measuring device
KR20160065464A (en) Color filter array, image sensor having the same and infrared data acquisition method using the same
RU2538340C1 (en) Method of superimposing images obtained using different-range photosensors
US9188480B2 (en) Color filter array and image sensor
JP2009010847A (en) Color component interpolation apparatus, and method thereof
Aggarwal et al. Multi-spectral demosaicing technique for single-sensor imaging
US9330318B2 (en) Object detection apparatus and storage medium
CN115830064B (en) Weak and small target tracking method and device based on infrared pulse signals
CN109934768A (en) A registration-based sub-pixel displacement image acquisition method
US10249020B2 (en) Image processing unit, imaging device, computer-readable medium, and image processing method
US9483713B2 (en) Image processing device, image processing method, and imaging device
Zhang et al. Long range imaging using multispectral fusion of rgb and nir images
EP4478728A1 (en) Information processing device
US20240273781A1 (en) Electronic device and method of image processing
JP2009017583A (en) Image processing device
JP2006099811A (en) Fingerprint detecting method
Syuhada et al. Water column correction for coral reef habitat mapping using high spatial resolution remote sensing image technology
Mejia et al. Superpixel Compressive Sensing Recovery of Spectral Images Sensed by Multi-patterned Focal Plane Array Detectors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150724