Экспериментальная оценка модуляционного контраста и точности определения дальности до объектов многозонной активно-импульсной телевизионной измерительной системой в малопрозрачных средах

Тисленко А.А., Капустин В.В., Курячий М.И.

Ссылка для цитирования:

Тисленко А.А., Капустин В.В., Курячий М.И. Экспериментальная оценка модуляционного контраста и точности определения дальности до объектов многозонной активно-импульсной телевизионной измерительной системой в малопрозрачных средах // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 6. С. 40–50. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-06-40-50 Tislenko A.A., Kapustin V.V., Kuryachiy M.I. Evaluation of modulation contrast and accuracy of determining the range to objects in the field of view of a multi-area active-pulse television measuring system in conditions of low transparency of the propagation medium [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 6. P. 40–50. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-06-40-50

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Критерий видения объектов в условиях малопрозрачной среды, изображения которых регистрируются активно-импульсной телевизионной измерительной системой. Цель работы. Экспериментальная оценка изменения величины модуляционного контраста изображения объектов и установление зависимости точности определения дальности от величины модуляционного контраста. Метод. Установление зависимости производится посредством сравнительного анализа между значениями модуляционного контраста для данных с вычтенной из яркости изображения объекта фоновой составляющей и показателем точности определения дальности, таким как погрешность измерения. Основные результаты. Результаты работы показывают возможность использования величины модуляционного контраста для принятия решения о пригодности величины яркости обнаруженного объекта и измерения дальности до него в малопрозрачной среде. Практическая значимость. Предложенный критерий для представленных методов данной системы видения может быть использован в качестве условия для автоматического определения факта наличия объекта, для которого погрешность измерения дальности является допустимой.

Ключевые слова:

видение, модуляционный контраст, определение дальности, электронно-оптический преобразователь, активно-импульсная телевизионная измерительная система

Благодарность:

авторы выражают особую благодарность руководству Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН за оказанное содействие в проведении экспериментальных исследований. Данная работа выполнялась в рамках Программы развития Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники на 2025–2036 годы Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Коды OCIS: 010.1310, 040.3060, 040.3780, 100.2960, 110.3080, 110.7050, 290.1310, 290.1350, 290.7050.

Список источников:

Николаев Д.Н. Электронно-оптические преобразователи. История развития и виды поколений // Докл. ТУСУР. 2007. № 1(15). С. 29–33.

Nikolaev D.N. Electron-optical converters. History of development and types of generations [in Russian] // Reports of TUSUR. 2007. V. 1. № 15. P. 29–33.

Wang J., Nilsson A., Barrios D. et. al. Light scattering materials for energy-related applications: Determination of absorption and scattering coefficients // Materials Today: Proceedings. 2020. V. 33. № 6. P. 2474–2480. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.01.339
Bo T., Qin W., Liu C. Research on key technologies for preparation of low-noise wide dynamic microchannel plate // 10th Symposium on Novel Optoelectronic Detection Technology and Applications. Taiyuan, China. February 17, 2025. P. 1–8. https://doi.org/10.1117/12.3057101
Xuida Z., Himin Y., Yanbing J. Pulse-shape-free method for long-range three-dimensional active imaging with high linear accuracy // Optics Letters. 2008. V. 33. № 11. P. 1219–1221. https://doi.org/10.1364/ol.33.001219
Pavlovic M., Banjac Z., Kovačević B. Deep learning based SWIR object detection in long-range surveillance systems: An automated cross-spectral approach // Sensors. 2022. V. 22. № 7. P. 1–22. https://doi.org/10.3390/s22072562
Pavlovic M., Banjac Z., Kovačević B. Object tracking in SWIR imaging based on both correlation and robust Kalman filters // IEEE Access. 2017. V. XX. P. 1–18. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3288694
Kudryavtsev I. Variations in the optical and IR transparency of the Earth’s atmosphere under the action of cosmic rays and change in the thermodynamic parameters of the atmosphere // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2007. V. 71. P. 1021–1023. https://doi.org/10.3103/S1062873807070386
Fickrie M., Poerbandono P., Sternberg H. et. al. An appraisal of backscatter removal and refraction calibration models for improving the performance of vision-based mapping and navigation in shallow underwater environments // Intelligent Systems with Applications. 2025. V. 25. № 2. https://doi.org/10.1016/j.iswa.2025.200476
Guo G., Lu X., Jinke Y. et. al. Recovery of polarization information in scattering scenes based on Monte Carlo algorithm // Optics express. 2025. V. 33 № 13. P. 27956–27967. https://doi.org/10.1364/OE.567576
Никулин Д.М., Райхерт В.А. Определение степени чистоты рабочего поля зрения электронно-оптического преобразователя // Вестник СГУГиТ. Оптико-электронные приборы и комплексы. 2021. Т. 26. № 1. С. 143–149. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2021-26-1-143-149

Nikulin D.M., Reichert V.A. Determination of the degree of purity of the working field of view of an electron-optical converter [in Russian] // Bull. of SSUGiT. Optical-electronic devices and complexes. 2021. V. 26. № 1. P. 143–149. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2021-26-1-143-149

Тисленко А.А. Повышение точности построения карт глубин пространства в активно-импульсной телевизионной измерительной системе с использованием цифровой фильтрации изображений // Докл. ТУСУР. 2023. Т. 26. № 3. С. 41–48. https://doi.org/10.21293/1818-0442-2023-26-3-41-48

Tislenko A.A. Improving the accuracy of constructing spatial depth maps in an active-pulse television measuring system using digital image filtering [in Russian] // Reports of TUSUR. 2023. V. 26. № 3. P. 41–48. https://doi.org/10.21293/1818-0442-2023-26-3-41-48

Капустин В.В. Многозонные методы формирования карт глубин с использованием активно-импульсных телевизионных измерительных систем / В.В. Капустин, А.К. Мовчан // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2023. № 2. С. 44–54.

Kapustin V.V. Multi-zone methods for forming depth maps using active-pulse television measurement systems / V.V. Kapustin, A.K. Movchan [in Russian] // Issues of Radio Electronics. Series: Television Technology. 2023. № 2. P. 44–54.

Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения. Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 478 с.

Karasik V.E., Orlov V.M. Location laser vision systems [in Russian]. Moscow: Publishing house of Bauman Moscow State Technical University, 2013. 478 p.

Фридман А.Э. Основы метрологии. Современный курс. СПб: НПО «Профессионал», 2008. 284 с.

Friedman A.E. Fundamentals of metrology. Modern course [in Russian]. St. Petersburg: SPA Professional, 2008. 284 p.

Белов В.В., Тарасенков М.В., Познахарев Е.С. и др. Лазерное устройство для измерения коэффициента ослабления водной среды // Патент РФ № RU193689U1. 2019.

Belov V.V., Tarasenkov M.V., Poznakharev E.S. et al. Laser device for measuring the attenuation coefficient of an aquatic environment // RF Patent № RU193689U1. 2019.

Капустин В.В., Мовчан А.К., Курячий М.И. и др. Способ формирования изображения карты дальностей до наблюдаемых объектов в рассеивающих средах // Патент РФ № RU2837050C1. 2025.

Kapustin V.V., Movchan A.K., Kuryachiy M.I., et al. Method for forming an image of a map of distances to observed objects in scattering media // RF Patent № RU2837050C1. 2025.