Нахождение вектора уклонов взволнованной водной поверхности по ее изображению при квазинадирном наблюдении
Аннотация
Предложен новый способ восстановления уклонов взволнованной водной поверхности по ее изображению, полученному в условиях естественного освещения при ясном, безоблачном небе. Традиционный способ использует приближение, в рамках которого распределение яркости неба в пределах кадра может считаться линейным. Новый способ использует более реалистичное приближение, в рамках которого распределение яркости неба не является линейным, но обладает аксиальной симметрией относительно направления на Солнце. Для реализации любого из выше указанных способов кроме изображения водной поверхности необходимо знать распределение яркости неба на «зеркальном» участке небосвода. Важной частью нового алгоритма является операция восстановления второй компоненты вектора уклона поверхности по той его компоненте, которая непосредственно определяется путем пространственной обработки изображения. С математической точки зрения данная операция — не что иное, как задача нахождения градиента гладкой функции двух переменных по одной из его компонент. В представляемой работе эта задача решается при помощи преобразования Фурье. Приводится усовершенствованная (с точки зрения скорости вычислений) версия алгоритма и формула для вычисления погрешности.
Ключевые слова
При поддержке: Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты № 14-05-00138 и № 13-05-97038.
Список литературы
1. Долин Л. С., Лучинин А. Г., Турлаев Д. Г. Алгоритм восстановления изображений подводных объектов, искаженных поверхностным волнением // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40, № 6. С. 856–864.
2. Долин Л. С., Лучинин А. Г., Турлаев Д. Г. О коррекции изображений подводных объектов при неполной информации о поверхностном волнении // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2005. Т. 41, № 2. С. 272–277.
3. Dolin L. S., Luchinin A. G., Titov V. I., Turlaev D. G. Correcting images of underwater objects distorted by sea surface roughness // Current Research on Remote Sensing, Laser Probing, and Imagery in Natural Waters. Proc. SPIE. 2007. V. 6615, 66150K. 12 p.
4. Турлаев Д. Г., Долин Л. С. О наблюдении подводных объектов через взволнованную водную поверхность: новый алгоритм коррекции изображений и лабораторный эксперимент // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2013. Т. 49, № 3. С. 370–376.
5. Кацев И. Л., Зеге Э. П., Прихач А. С. Характеристики качества изображения при наблюдении объекта через случайную «живую» фазовую поверхность // Весцi НАНБ. Сер. Фiз.-мат. навук. 2000. № 3. C. 84–89.
6. Вебер В. Л. Наблюдение подводных объектов через бликовые участки морской поверхности // Известия вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48, № 1. С. 38–52.
7. Levin I. M., Savchenko V. V., Osadchy V. Ju. Correction of an image distorted by a wavy water surface: laboratory experiment // Applied Optics. 2008. V. 47, № 35. P. 6650–6655.
8. Зуйкова Э. М., Лучинин А. Г., Титов В. И. Оптические дистанционные методы исследования поверхностного волнения // Дистанционные методы исследования океана. Горький: ИПФ АН СССР. 1987. С. 59–83.
9. Press W. H., Teukolsky S. A., Vetterling W. T., Flannery B. P. Numerical Recipes in Fortran 77: The Art of Scientific Computing. The Press Syndicate of the University of Cambridge, 1992. 1448 p.
10. Караев В. Ю., Каневский М. Б., Баландина М. Б. Численное моделирование поверхностного волнения и дистанционное зондирование. Препринт ИПФ РАН № 552. Н. Новгород, 2000. 25 с.
Рецензия
Для цитирования:
Турлаев Д.Г. Нахождение вектора уклонов взволнованной водной поверхности по ее изображению при квазинадирном наблюдении. Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2015;8(1):48-58.
For citation:
Turlaev D.G. Retrieval of the Vector of Water Surface Slopes by Use of It’s Image under Quasi-Nadir Observation. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2015;8(1):48-58. (In Russ.)
Просмотров:
64
Послать статью по эл. почте 