Опис лабораторної установки

Лабораторний практикум складається з двох частин:

– дослідження структури системи телеспостереження;

– дослідження принципів обробки відео зображення в апаратно-програмних комплексах її обробки.

Перша частина (лабораторні роботи № 1 – 6) призначена для вивчення основних методик визначення основних технічних і експлуатаційних характеристик відеокамер, які використовуються в системах телеспостереження, та отримання навиків роботи з типовими елементами, що входять до складу систем телеспостереження – квадратори, регістратори і поворотні пристрої. Лабораторні роботи виконуються на спеціалізованому лабораторному стенді, на якому розміщені основні елементи системи телеспостереження – відеокамери спостереження з поворотним пристроєм, квадратор, регістратор та монітор.

Друга частина (лабораторні роботи № 7 – 9) виконується на ПЕОМ і призначені для вивчення методик обробки відеоінформації в апаратно-програмних комплексах. Робота апаратно-програмного комплексу моделюється за допомогою прикладного програмного забезпечення.

Лабораторна робота № 1. Визначення залежності геометричних розмірів об'єкту і відстані до нього

Мета: Навчитися визначати висоту і ширину об'єкту, розташованого на певній відстані від камери відеоспостереження та відстань від камери відеоспостереження до об'єкту за відомими його геометричними розмірами.

Теоретичні відомості

Якість об'єктивів описуються сукупністю параметрів. Для оцінки можливостей засобів спостереження основними з них є: фокусна відстань, кут поля зору і зображення, світлосила, роздільна здатність, частотно-контрастна характеристика.

Головна фокусна відстань об'єктиву – це відстань від головного фокусу до головної задньої площини, де головний фокус – це точка на головній оптичній осі об’єктива, утворена пройденими через нього променями світла від нескінченно видаленої точки, а головна площина об'єктиву – це умовна площина, в якій зосереджені всі дії оптичної системи. Вона дозволяє замінювати фактичний хід світлового променя в лінзах умовними лініями, що дуже спрощує всі геометричні побудови.

Головна оптична вісь – умовна лінія, що сполучає центри сферичних поверхонь, утворюючих лінзу. У фотографічного об’єктива головна оптична вісь перетинає всі центри сферичних поверхонь лінз, оскільки лінзи точно центруються щодо один одного. Побічна оптична вісь – будь-яка пряма (окрім головної оптичної осі), що проходить через оптичний центр.

Рис. 1.1 Головна та побічна оптичні вісі

По величині фокусної відстані об'єктиви діляться на короткофокусні, з фокусною відстанню f, меншою довжини діагоналі кадру f < d, нормальні або середньофокусні (f ≈ d), довгофокусні та телеоб'єктиви з f > d, а також із змінною фокусною відстанню. Фокусна відстань об'єктиву указується в міліметрах і визначає кут зору.

З метою зменшення погрішностей об'єктиви виконуються з великої кількості лінз з різною кривизною поверхонь. Всі або окремі групи лінз склеюються між собою.

Елементарна теорія тонких лінз приводить до простих співвідношень між фокусною відстанню тонкої лінзи, з одного боку, і відстанню від лінзи до предмету і до його зображення – з іншою.

Існує простий зв'язок між розмірами об'єкту, його зображення, що дається лінзою, і їх відстанями до лінзи. Визначаючи на досвіді названі величини, неважко обчислити фокусну відстань тонкої лінзи з точністю, цілком достатньою для більшості випадків по наступних співвідношеннях:

; (1.1)

; (1.2)

, (1.3)

де f – фокусна відстань, l – реальний розмір об'єкту (висота або ширина), L – розмір фотоелемента камери відеоспостереження, а – відстань від об'єкту до об'єктиву, b – відстань від лінзи до зображення.