THE EFFECT OF THE MULTIFUNCTION METHOD OF REGISTERING IMAGES OF OBJECTS WITH A LARGE RANGE OF BRIGHTNESS ON THE SCATTERING FUNCTION OF THE RESULTING IMAGE

Diana Pivtorak

doi:10.20535/1970.59(1).2020.210014

Abstract

When registering images of objects with large range of brightness within the frame, exposure control should be performed for each elementary area of the frame. In well-known recorders, which are equipped with exposure devices that perform such control, multiplicative, additive and multifunction methods of image registration are used.The use of the multiplicative method leads to significant energy losses in the optical channel, which requires in the exponential parameters of the system (increase the effective shutter speed, increase the sensitivity of the sensor or additional amplification of output signal). The use of the additive method allows to narrow the dynamic range of the recorded optical signal and to reduce the effective shutter speed, but reduces the contrast of small images of the resulting image. The use of the multifunction method allows to suppress low-informative low-frequency components of the spectrum of the input signal, while reducing losses from image shift and reduce the contrast of images of small details.The use of the multifunction method allows to suppress low-informative low-frequency components of the spectrum of the input signal, while reducing losses from image shift and reduce the contrast of images of small details. The use of the multifunction method makes it possible to match the dynamic range of the recorder optical signal with the dynamic range of the recorder, while minimizing the impact of the disadvantages of the multiplicative and additive methods used independently.An expression for the scattering function of the image registration process of objects with a large range of brightness using the multifunction method is obtained. The influence of the parameters of the image registration process using the multifunction method on the scattering function of the multifunction mage is analyzed.With the masking coefficient KM=1, there is no compression of the dynamic range of the input signal. When 1<KM the contrast of low-frequency components of the signal spectrum is reduced, which leads to the appearance of a negative part of the scattering function of the resulting image. The case corresponds to a full equalization of their intensity. At negative values , there are negative values of the central part of the scattering function, which corresponds to the reverse of contrasts at low spatial frequencies.The expression can be used when conducting theoretical studies of the effect of the process of the multifunction method of registering images on the shooting efficiency.

Highlights

Использование аддитивного способа позволяет сузить динамический диапазон регистрируемого оптического сигнала и уменьшить эффективную вдержку затвора, однако приводит к снижению контраста мелких деталей результирующего изображения
При необходимости регистрации изображения объекта фотографирования, имеющего большой интервал яркости в пределах кадра, управление экспозицией должно осуществляться для каждого элементарного участка кадра
An expression for the scattering function of the image registration process of objects with a large range of brightness using the multifunction method is obtained

Summary

Комбинированный способ регистрации изображений с большим диапазоном яркости

В комбинированном способ регистрации изображений, так же как и мультипликативном способе, предусматривается использование установленной перед чувствительной площадкой сенсора регистратора частотно-избирательной фильтрмаски. При этом изображение фильтр-маски формируется для каждого конкретного кадра с помощью дополнительной системы Распределение яркости L(x0 , y0 ) объекта фотографирования 1, спроецированное с помощью объектива 2 на светочувствительную площадку сенсора 4 регистратора 5, создаёт на нём распределение освещённости E '(x, y) (x, y) , где (x, y). После срабатывания затвора (системы затворов), на светочувствительной площадке сенсора (слое фотоплёнки, элементах матрицы) формируется промежуточное изображение в виде действующих экспозиций: HM (x, y) E '(x, y) te (x, y) (x, y) gM. После построения частотно избирательной фильтр-маски через неё производится дополнительное экспонирование чувствительной площадки сенсора от источника равномерной подсветки 7 с эквивалентной яркостью L0. В комбинированном способе используются признаки как мультипликативного, так и аддитивного способов регистрации изображения [9]

Функция рассеяния результирующего изображения

Hmax H min