Особенности обнаружения цветных объектов человеком в сравнении с техническими устройствами гиперспектрального типа

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Юхно П.М. Особенности обнаружения цветных объектов человеком в сравнении с техническими устройствами гиперспектрального типа // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 7. С. 27–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-07-27-36

Yukhno P.M. Features of colored object detection by a person compared with using hyperspectral technology [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 7. P. 27–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-07-27-36

Ссылка на англоязычную версию:

P. M. Yukhno, "Features of colored object detection by a person compared with using hyperspectral technology," Journal of Optical Technology. 89(7), 388-394 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000388

Аннотация:

Предмет исследования. Рассмотрены особенности цветоразличения зрительной системы человека и технических устройств гиперспектрального типа. Цель. Количественный анализ возможностей цветоразличения зрительной системы человека в сравнении с возможностями технических устройств гиперспектрального типа. Метод. В основу метода исследований положен статистический синтез трехканального обнаружителя цветных пространственных объектов, имеющего спектральные характеристики каналов, аналогичные присущим глазу человека. Проведено сравнение значений обобщенных отношений сигнал/шум при обнаружении цветных объектов гиперспектральным и трехканальным обнаружителями в условиях отсутствия энергетического контраста объекта к фону и учета только спектральных (цветовых) отличий объекта и фона. Определены условия корректной трансформации полученных результатов на условия наблюдения цветных объектов человеком. Основные результаты. Показано, что отношение сигнал/шум, реализуемое гиперспектральным обнаружителем, может превосходить аналогичное отношение трехканального обнаружителя, структурно подобного трехкомпонентной системе цветочувствительных рецепторов глаза человека, в 2–400 раз. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть полезны при решении задач маскировки или, наоборот, улучшения распознавания цветных пространственных объектов при их наблюдении человеком или техническим устройством.

Ключевые слова:

цветоразличение, гиперспектральный обнаружитель, глаз человека, статистический синтез, отношение сигнал/шум

Коды OCIS: 330.0330, 150.1708

Список источников:

1. Егоров В.В., Ильин Ф.Ф., Калинин А.П., Родионов И.Д. Гиперспектрометр как элемент цветного технического зрения // Техническое зрение в системах управления 2011 / Под ред. Назирова Р.Р. М.: ИКИ РАН, 2012. С. 11–15.
2. Kanaev A.V. Compact full-motion videohyperspectral cameras: Development, image processing, and applications // Proc. SPIE. 2015. V. 9649. P. 96490R1–96490R7.
3. Ground viewing perspective hyperspectral anomaly detection // Army Research Laboratory Report ARL-TR-4583. September, 2008. 50 p.
4. Survey of hyperspectral and multispectral imaging technologies // Research and Technology Organisation. Technical Report TR-SET-065-P3. May, 2007. 43 p.
5. Kanaev A.V., Kutteruf M.R., Yetzbacher M.K., Deprenger M.J., Novak K.M. Imaging with multispectral mosaic-array cameras // Appl. Opt. 2015. V. 54. P. F149–F157.
6. Огреб С.М., Тишанинов М.В., Юхно П.М. Некоторые закономерности обнаружения объектов по гиперспектральным данным // Оптика атмосферы и океана. РАН, Сибирское отд. 2018. Т. 31. № 4. С. 160–164.
7. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике: пер. с англ. М.: Мир, 1978. 592 с.
8. Ивенс Р.М. Введение в теорию цвета: пер. с англ. М.: Мир, 1964. 443 с.
9. Красильников Н.Н., Шелепин Ю.Е. Маскировка как результат согласованной фильтрации в зрительной системе человека // Физиология человека. 1996. Т. 22. № 5. С. 99–103.
10. Красильников Н.Н., Красильникова О.И., Шелепин Ю.Е. Экспериментальное исследование согласованной пространственной фильтрации в зрительной системе человека при наблюдении чисто хроматических изображений // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 10. С. 22–25.
11. Юстова Е.И. Таблицы основных колориметрических величин. М.: Изд. стандартов, 1967. 36 с.
12. Луизов А.В. Цвет и свет. Л.: Энергоатомиздат, 1989. 256 с.
13. Трифонов А.П., Прибытков Ю.П. Обнаружение случайных изображений пространственно протяженных объектов, затеняющих фон // Автометрия. 2000. Т. 46. № 4. С. 14–22.
14. Юхно П.М., Огреб С.М., Тишанинов М.В. Статистический синтез гиперспектрального обнаружителя // Автометрия. 2015. Т. 51. № 3. С. 61–69.