СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

В работе представлен метод микросканирования двухслойных шаблонов матричных фотоприемников на основе кремния. Разработанные системы регистрируют видимый и инфракрасный спектры. Предложены различные методы микросканирования с разработанными мульти-спектральными матричными фотоприемниками. В каждой ячейке регистрируется два цвета, что упрощает процесс интерполирования, а с технологией микросканирования можно исключить интерполяцию. Для полученных субпикселей алгоритм интерполяции сокращается. При этом следует учитывать направление сдвига матрицы, выполняя микросканирование. Для шаблонов с шахматным расположением ячеек выбор направления не так критичен, как для псевдорандомного или вертикального/горизонтального расположения.

При микросканировании следует учитывать направление сдвига матрицы. Для шаблонов с шахматным расположением ячеек выбор направления не так критичен, как для псевдорандомного или вертикального/горизонтального расположения. Так, к примеру, псевдорандомное расположение пригодно для регистрации изображений природы, где много мелких деталей различной формы, а вертикальное/горизонтальное – для сцен города и промышленных районов, где все имеет четкие вертикальные и горизонтальные линии. Сама идея микросканирования со сдвигом в половину пикселя позволяет заполнить «слепые» зоны матрицы (обвязка пикселя) с четырех сторон самого пикселя, что приводит к повышению цветового разрешения в 4 раза.

Для полученных субпикселей подходит линейный способ интерполяции или адаптивный. Также возможно пойти по более сложному пути и выбрать бикубическую, бигармоническую интерполяции. Однако такой подход противоречит самой концепции упрощения алгоритма обработки снимка, хотя и приводит к высококонтрастным цветовым разрешениям.

Подобные системы можно будет применять в съемке, где необходимо регистрировать точные детали местности или объекта, к примеру, в аэрофотосъемке, фотосъемке и фотограмметрии.

1. Фотоприемные модули с режимом ВЗН для мониторинга земной поверхности в ИК-диапазоне / П.А. Кузнецов, И.С. Мощев, В.В. Сало, Н.Ф. Кощанцев // Успехи прикладной физики. – 2014. – Т. 2, № 6. – C. 635–638.

2. Соляков В.Н., Козлов К.В., Кузнецов П.А. Компьютерная модель процесса регистрации точечных источников излучения многорядными ФПУ с режимом ВЗН // Прикладная физика. – 2014. – № 2. – С. 54–57.

3. Шакенов А.К., Будеев Д.Е. Фильтрация изображений малоразмерных объектов в системах с круговым микросканированием // Автометрия. – 2017. – Т. 53, № 4. – С. 120–126.

4. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Некоторые пути совершенствования тепловизионных систем // Специальная техника. – 2004. – № 2. – С. 11–19.

5. Miniaturized high performance starring thermal imaging system / W.A. Cabanski, R. Breiter, K.-H. Mauk, W. Rode, J. Ziegler, L. Ennenga, U.M.S. Lipinski, T. Wehrhahn // Proceedings of SPIE. – 2000. – Vol. 4028. – P. 208–219.

6. Wiltse J.M., Miller J.L. Imagery improvements in staring infrared imagers by employing subpixel microscan // Optical Engineering. – 2005. – Vol. 44, iss. 5. – P. 056401. – DOI: 10.1117/1.1917312.

7. Online correction of the mutual miscalibration of multimodal VIS–IR sensors and 3D data on a UAV platform for surveillance applications / P. Siekanski, S. Pasko, K. Malowany, M. Males // Remote Sensing. – 2019. – Vol. 11 (21). – P. 2469. – DOI: 10.3390/rs11212469.

8. Stotko P., Weinmann M., Klein R. Albedo estimation for real-time 3D reconstruction using RGB-D and IR data // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. – 2019. – Vol. 150. – P. 213–225. – DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2019.01.018.

9. Monocular color-IR imaging system applicable for various light environments / Y. Nonaka, D. Yoshida, S. Kitamura, T. Yokota, M. Hasegawa, K. Ootsu // 2018 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE). – IEEE, 2018. – P. 1–5. – DOI: 10.1109/ICCE.2018.8326238.

10. Zhbanova V.L., Parvulyusov Yu.B., Solomatin V.A. Multispectral matrix silicon photodetectors with the IR range registration // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1679. – P. 022039. – DOI: 10.1088/1742-6596/1679/2/022039.

11. Патент на полезную модель № 212107 U1 Российская Федерация: № 2022108490: заявл. 30.03.2022: опубл. 06.07.2022, Бюл. № 19. Мультиспектральный матричный фотоприемник / Жбанова В.Л., Якименко И.В.

12. Жбанова В.Л., Парвулюсов Ю.Б. Исследование оптических явлений в мультиспектральном матричном фотоприемнике на основе кремния // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2022. – Т. 22, № 5. – С. 903–911. – DOI: 10.17586/2226-1494-2022-22-5-903-911.

13. Жбанова В.Л. Функции распределения цвета в многослойных мультиспектральных матричных фотоприемниках при интерполировании // Оптический журнал. – 2022. – Т. 89, № 11. – С. 44–53. – DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-44-53.

14. Гурьянова О.А., Филимонова Е.В. Исследование муарообразования при репродуцировании информации с применением программных методов // Прикладная информатика. – 2019. – Т. 14, № 3 (81). – С. 113–128.

15. Ramanath R., Snyder W., Bilbro G. Demosaicking methods for Bayer color arrays // Journal of Electronic Imaging. – 2002. – Vol. 11 (3). – P. 306–315. – URL: https://home.cis.rit.edu/~cnspci/references/dip/demosaicking/ramanath2002.pdf (accessed: 31.08.2023).

16. Жбанова В.Л., Якименко И.В. Применение интерполирования к мультиспектральным матричным фотоприемникам // Труды Международной конференции по компьютерной графике и зрению «Графикон». – 2022. – № 32. – С. 528–537. – DOI: 10.20948/graphicon-2022-528-537.