Принципы совмещения телевизионных и тепловизионных изображений

Совмещение тепловизионных и телевизионных изображений позволяет, с одной стороны, улучшить наглядность объектов, а, с другой стороны, получить информацию о тепловом поле объекта [141].

В современных системах регистрации и обработки изображений используют четыре основных способа совмещения изображений: метод маски, метод Фурье- спектров, метод усреднения и метод вейвлет-анализа [142,143].

При совмещении изображений методом маски предполагается, что одно из изображений является маской для другого. Будем считать, что оба изображения (тепловизионное изображение Mи телевизионное изображение E)приведены к одному масштабу, устранены все сдвиги и искажения. Таким образом, после совмещения изображений результирующее изображение будет представлять

129 собой суперпозицию Ми Е. Причем значения каждого пикселя определяются следующим образом:

Основной сложностью данного метода является выбор уровня для порогового фильтра. Неправильно выбранный уровень приведет к потере элементов изображения или переизбытку.

Алгоритм совмещения методом Фурье-спектров предполагает рассмотрение и обработку изображений в спектральном диапазоне. Алгоритм производит быстрое преобразование Фурье, сложение спектров изображений, а затем обратное преобразование Фурье для получения суммарного изображения [144­147].

Такой алгоритм удобен при работе с затемненными изображениями. В результате работ данного алгоритма требуется дополнительная обработка массива изображения, в результате которой снижается контрастность изображения и теряется часть мелких деталей.

Метод усреднения является наиболее простым методом. В этом случае итоговое изображение представляет суперпозицию исходных изображений М и Е: где dx- смещение по оси Х, dy- смещение по оси Y.

При разбивке двух изображений на разномасштабные составляющие применяется метод вейвлет-анализа, далее происходит сложение соответствующих составляющих, а затем обратное вейвлет-преобразование.

Допустимые значения температуры объектов рассчитываются, исходя из требуемых условий, и указываются в нормативных документах. Объекты, температура которых будет ниже требуемого значения, признаются дефектными.

Внутренняя температура объекта рассчитывается по следующей формуле:

где- расчетная температура воздуха внутри объекта,■ температура внутренней поверхности объекта, cg = сл - сл - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности объекта, а., и сс - коэффициенты конвективного и лучистого теплообмена внутренней поверхности объекта.

Температура внутренней поверхности объекта определяется по формуле:

где г; - температура внутренней поверхности базового участка объекта, полученная с термограммы,- расчетная и экспериментально определенная

температура атмосферного воздуха.

Температура внутреннего воздухарассчитывается следующим образом:

где й.-_: - номинальное сопротивление теплопередачи базового участка объекта.

В качестве примера на рисунке 3.1 приведен вариант совмещенного изображения (рисунок 3.1а) в сравнении с тепловизионным изображением (рисунок 3.1б).

Рисунок 3.1 - Экспериментальные исследования обработки телевизионного и тепловизионного изображений: а) - совмещенное изображение;

б) - тепловизионное изображение

Сопоставление рисунков 3.1а) и 3.1б) показывает, что совмещенное изображение позволяет выделить и анализировать дефекты.

Анализ приведенного и других результатов экспериментального исследования позволяет сделать вывод о том, что совмещение изображений, полученных в различных спектральных диапазонах, позволяет получить более информативное результирующее изображение и устранить возникшие шумы.

3.2.