Видимость сквозь турбулентную атмосферу

Наука и технология — 18.08.2010 Изображение удаленных на несколько километров предметов настолько портится атмосферой, что не имеет смысла использовать бинокли и подзорные трубы с большим диаметром (или увеличением). Все равно лучше видно не станет. Атмосферная турбулентность ограничивает разрешающую способность любого оптического прибора примерно до 5 - 10  угловых секунд, в зависимости от погоды. Различить две точки, между которыми 5 мм, на расстоянии 1 км практически невозможно никаким телескопом. Изображение  расплывается, дергается, прямые линии искривляются.

Астрономы  на больших телескопах для борьбы с атмосферными искажениями применяют сложные адаптивные системы, быстродействующие гибкие зеркала и электронные системы управления, выбирают место для установки телескопа повыше и поспокойнее, выносят их в космос. 

А для наземных наблюдений  можно  применить цифровую обработку изображений, основанную на знании физических и статистических  особенностей турбулентности воздуха. Теория атмосферной турбулентности была развита еще несколько десятилетий назад. Соединив ее с современными технологиями обработки  видеоинформации, можно добиться значительного улучшения видимости и четкости изображения далеких объектов. 

См. видео «номер машины»

До включения алгоритма обработки и коррекции номер машины увидеть невозможно.  После включения алгоритма  часть изображения (квадрат с номером машины) постепенно «проясняется», стабилизируется и исправляется. В конце фильма цифры номера видны вполне отчетливо.

Несколько слов об условиях эксперимента. Расстояние до машины – 1800 м, телескоп диаметром 100 мм, эквивалентное фокусное расстояние 9 м, теоретическое разрешение – 1,2 угловых секунды (линейное разрешение около 10 мм на таком расстоянии), программируемая цифровая видеокамера, цифровая обработка,  наблюдение и исправление изображения в реальном  времени (за несколько секунд). Нагретая летним солнцем асфальтированная  дорога,  сильные восходящие потоки воздуха, запись 2009 года.  Подробности алгоритма цифровой обработки можно найти в журнале "Квантовая электроника".

(Фильм смонтирован из последовательных кадров на скорую руку в Windows Media Maker.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив