Главная — Фотошкола ЮУрГУ

Стабилизации: Стабилизация | это… Что такое Стабилизация?

Способы стабилизации изображения

Автор(ы): Карпухин Илья Викторович
Рубрика: Технические науки
Журнал: «Евразийский Научный Журнал №2 2016»  (февраль)
Количество просмотров статьи: 6045
Показать PDF версию Способы стабилизации изображения

Карпухин И. В.

В статье исследуются способы стабилизации изображения. Рассмотрены основные технические характеристики, а также достоинства и недостатки разных способов.

Ключевые слова: стабилизация изображения, оптический стабилизатор, цифровой стабилизатор.

Введение

Современные требования, предъявляемые к оптическим приборам, сводятся в основном к сочетанию двух противоречащих друг другу характеристик: высокого углового разрешения и минимальной массы и габаритных размеров прибора. Эти требования сохраняются также для аппаратуры, работающей в условиях подвижного или недостаточно устойчивого основания.

Для сохранения потенциальных возможностей оптических приборов в области разрешающей способности чаще сего используют различные дополнительные механические устройства, снижающие влияние движения основания на качество изображения. Такие устройства называют системами стабилизации изображения.

1 Способы стабилизации изображения

Существует два основных способа стабилизации изображения: оптический и цифровой (электронный). Электронная стабилизация изображения использует комплексный программный алгоритм улучшения качества изображения. Оптическая же является аппаратным решением.

1.1 Оптическая стабилизация изображения

Оптический стабилизатор состоит из двух элементов: детектора движения – системы гироскопов, которые фиксируют перемещение прибора в пространстве, и компенсирующей линзы. Принцип действия таков: компенсирующая линза в объективе смещается в противоположном направлении от зарегистрированного датчиком смещения.

В результате лучи света на всех кадрах попадают в одну и ту же область на светочувствительной матрице. Снятие показаний с детектора происходит чаще, чем считывание данных с матрицы, и линза успевает скорректировать свое положение еще до снятия изображения с матрицы. Благодаря этому не возникает ни сдвигов изображения между кадрами, ни размытости в рамках одного кадра.

Одним из минусов оптического стабилизатора является использование при его производстве дорогостоящих и сложных механических элементов. Кроме того, наличие оптической группы из нескольких элементов может сказаться на светосиле объектива, то есть на способности обеспечивать тот или иной уровень освещенности изображения при данной яркости объекта.

В общем случае оптические стабилизаторы делятся на два вида: первые перемещают весь прибор на подвижном основании, вторые перемещают оптические элементы внутри прибора. В последних для стабилизации оптического изображения обычно применяются следующие элементы.

Зеркала.   Для изменения направления визирного луча может быть использовано плоскопараллельное зеркало с внутренним или наружным отражающим покрытием. Чтобы повернуть линию визирования на заданный угол, зеркало поворачивают на половинный угол.

Клинья.   Для малого отклонения визирного луча при значительном механическом перемещении применяются преломляющие оптические клинья. Два одинаковых клина, поворачивающихся в разные стороны на одинаковые угла, образуют клин с переменным углом отклонения луча.


Куб-призма.   Состоит из двух прямоугольных призм, склеенных гипотенузными гранями, на которых имеются отражающие покрытия. Куб-призма дает возможность изменения направления визирного луча больше, чем на 180˚.


Призма Дове, или призма прямого зрения. Эта призма оборачивает оптическое изображение сверху вниз. Призмой Дове пользуются для того, чтобы вращать изображение вокруг оси визирования.


Призма Пехана. Поскольку призма Дове имеет значительную длину, то в компактных устройствах для вращения изображения используют призму Пехана, представляющую собой склейку призмы Шмидта и полупентапризмы. Призма Пехана может работать и в сходящихся пучках, но потери света здесь больше, поэтому применяется она реже.


Жидкостный клин.   Кювета с эластичными стенками, прозрачными окнами, заполненная прозрачной легкотекучей жидкостью, используется в системах стабилизации оптического изображения как регулируемый оптический клин. В зависимости от наклона стеклянного окна визирный луч, проходящий через кювету, отклоняется в ту или иную сторону.

Количество оптических элементов, используемых для стабилизации оптического изображения, непрерывно увеличивается. Здесь приведены только основные, применение которых в оптическом приборостроении стало традиционным.

1. 2 Цифровая стабилизация изображения

Действие цифрового стабилизатора основано на анализе смещения изображения на матрице. Изображение считывается только с части матрицы, таким образом по краям остается запас свободных пикселей. Эти пиксели и используются для компенсации смещения прибора. Т.е. при дрожании кадра картинка перемещается по матрице, а процессор фиксирует колебания и корректирует изображение, смещая его в противоположном направлении.

В цифровых стабилизаторах отсутствуют подвижные части (в частности, оптические группы из нескольких линз). Это положительно сказывается на надежности, так как меньше элементов подвержены поломке. Кроме того, использование цифровых стабилизаторов изображения позволяет увеличить чувствительность светопоглощающих элементов (матрицы). Также скорость реакции цифрового стабилизатора может быть выше, чем оптического.

У цифровых стабилизаторов есть ряд недостатков по сравнению с оптическими, в частности, при плохой освещенности получается изображение низкого качества. С увеличением фокусного расстояния объектива эффективность снижается: на длинных фокусах матрице приходится совершать слишком быстрые перемещения со слишком большой амплитудой, и она просто перестаёт успевать за «ускользающей» проекцией.

Таким образом, считается, что стабилизация сдвигом матрицы менее эффективна, нежели оптическая стабилизация.

2 Основные технические характеристики

Одним из основных параметров, характеризующих качество функционирования систем стабилизации оптического изображения, является динамическая точность, которая определяется ошибками стабилизации оптического изображения и ошибками слежения линии визирования за исследуемым объектом.

Задача определения точности стабилизации оптического изображения сводится к измерению угловых отклонений линии визирования при угловых и возвратно-поступательных переносных движениях основания, обусловленных качкой подвижного объекта. При этом необходимо учитывать ряд специфических особенностей функционирования системы в системах рассматриваемого класса.

Это, прежде всего, малые величины ошибок стабилизации и слежения; необходимость измерения точности стабилизации оптического изображения непосредственно на оптическом элементе, который соединен с системой неединичной кинематической связью и совершает колебания в инерциальном пространстве, необходимость измерения ошибок стабилизации и слежения при различных положениях системы и оптического элемента.

Список используемых источников

  1. Система стабилизации и наведения линии визирования с увеличенными углами обзора / В.А, Смирнов, В.С. Захариков, В.В. Савельев // Гироскопия и навигация, № 4. Санкт-Петербург , 2011. С.4-11.

  2. Автоматическая стабилизация оптического изображения / Д. Н. Еськов, Ю. П., Ларионов, В. А. Новиков [и др.]. Л.: Машиностроение,1988. 240 с.

  3. Стабилизация оптических приборов / А.А. Бабаев -Л.: Машиностроение, 1975. 190 с.

Устройство стабилизации напряжения постоянного тока УСНПТ

Характеристика Значение
Номинальный выходной ток IНОМ, А 100-1500
Диапазон входного напряжения UВХ для стабилизации выходного напряжения UВЫХ, В 175-228
Максимально допустимое входное напряжение, В 260
Номинальное выходное напряжение UНОМ, В 230
Диапазон регулирования выходного напряжения, В 175 – 250
Минимальное значение выходного тока во всех эксплуатационных режимах работы, А 0
Статическая точность стабилизации выходного напряжения, при токе нагрузки от 10% до 100% номинального значения, не менее, % ±0. 5
Пульсация номинального выходного напряжения, %, не более ±0.5
Среднее значение отклонения выходного напряжения при сбросе нагрузки с номинальной до 10% IНОМ за время переходного процесса, не более, % 5 (241,5 В при UВЫХ = 230 В)
Время восстановления выходного напряжения при набросе номинальной нагрузки с 10%, не более, мс 15
Величина выброса выходного напряжения при сбросе номинальной нагрузки до х.х., не более, % 10 (253 В при UВЫХ = 230 В)
Максимальный ток в течении 30 мин, А 1,2·IНОМ
Максимальный ток в течении 15 мин, А 1,3·IНОМ
Максимальный ток в течении 1 мин, А 1,5·IНОМ
Максимальный ток в течении 5 с, А 1,7·IНОМ
Минимальное входное напряжение в течение 10 с, В 160*
Ограничение тока, неограниченное время 1,05·IНОМ**
Коэффициент полезного действия, не менее, % 98,8
Средняя наработка на отказ УСНПТ, не менее, ч 125000
Средний срок службы УСНПТ, лет 25
Параллельная работа с аналогичным устройством Да
Интерфейсы связи с АСУТП ETHERNET
RS485
GSM
Протоколы связи с АСУТП МЭК 60870-5-104
МЭК 61850 (MMS)
Modbus RTU/TCP
Охлаждение естественное
Гальваническая развязка между входом и выходом Нет
Степень защиты IP31

* Длительность работы при минимальном напряжении и порог минимального напряжения настраиваются с ПУ УСНПТ

** При увеличении тока нагрузки более 5% от номинального УСНПТ снижает выходное напряжение

Стабилизация Определение и значение | Dictionary.

com
  • Основные определения
  • Викторина
  • Связанный контент
  • Примеры

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

[ stey-buh-li-zey-shuhn ]

/ ˌsteɪ bə lɪˈzeɪ ʃən /

Сохранить это слово!

См. синонимы слова «стабилизация» на Thesaurus.com

Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.

сущ.

акт или процесс стабилизации или состояние стабилизации.

Также называется процессом стабилизации. Фотография. процесс изготовления временных черно-белых отпечатков с использованием специальной сенсибилизированной бумаги (стабилизирующей бумаги), которая может быть быстро обработана одним или двумя растворами, быстро проявляющими и стабилизирующими непостоянное изображение.

ВИКТОРИНА

ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?

Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!

Вопрос 1 из 7

Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.

Происхождение стабилизации

Впервые зафиксировано в 1920–1925 гг.; стабилизировать + -ация

ДРУГИЕ СЛОВА ОТ СТАБИЛИЗАЦИЯ

ре·ста·би·лиза·ция, сущ.

Слова рядом со стабилизацией

колоть, стабилизировать, стабилиметр, стабильность, пакт стабильности, стабилизация, стабилизационный фонд, стабилизация печать , стабилизировать, стабилизатор, стабилизатор поперечной устойчивости

Dictionary.com Unabridged Основано на словаре Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2022 г.

Слова, относящиеся к стабилизации

баланс, балласт, компенсация, противодействие, выравнивание, равновесие, смещение

Как использовать стабилизацию в предложении

  • Поскольку стабилизация перемещает датчик внутри тела, она также позволяет режим съемки с разрешением, который объединяет несколько снимков, сделанных датчиком в разных положениях, для создания 400-мегапиксельного изображения с абсурдным уровнем разрешения.

    Новая 102-мегапиксельная камера Fujifilm размером с обычную цифровую зеркальную камеру|Стэн Хорачек|30 января 2021 г.|Popular-Science

  • Встроенная стабилизация изображения обеспечивает снижение дрожания до пяти ступеней.

    Профессиональная камера Sony Alpha 1 — первая в совершенно новой категории камер|Стэн Горачек|26 января 2021 г.|Popular-Science

  • Компания претендует на поставку своей системы стабилизации в армию.

    Спасение на вертолете сопряжено с риском. Этот гаджет может сделать его безопаснее.|Роб Вергер|21 января 2021 г.|Популярная наука

  • Как и лыжникам, вам также понадобятся палки, которые помогут стабилизироваться и повысить эффективность во время восхождения на гору.

    Руководство для начинающих по сплитбордингу|Амелия Арвесен|26 декабря 2020 г.|Outside Online

  • Он защищен от непогоды и включает стабилизацию изображения со сдвигом сенсора, как и модели более высокого класса.

    Лучшее новое фотооборудование года|Stan Horaczek|26 декабря 2020 г.|Popular-Science

  • Его 8-мегапиксельная камера, включая вспышку с истинным тоном и двойной светодиодной вспышкой с диафрагмой f/2.2, обеспечивает оптическое изображение стабилизация.

    Почему в этот праздник в каждом доме должен быть дрон|Чарли Гилберт|8 декабря 2014 г.|DAILY BEAST

  • Тренировки с отягощениями с отягощениями хороши для стабилизации баланса и кора, добавляет Стейнбрик.

    Момент Бонда Брюса Спрингстина: Красивое тело босса в 64 года|Тим Тиман|25 июля 2014 г.|DAILY BEAST

  • Существует ряд элементов стратегии стабилизации, без которых нестабильность становится практически неизбежной.

    Доктрина США «Ядда, Ядда, Ядда» для Сирии|Джереми Шапиро|15 сентября 2013 г.|DAILY BEAST

  • Соединенные Штаты не могут достичь своих целей военной интервенции без эффективной политики стабилизации.

    Доктрина США «Ядда, Ядда, Ядда» для Сирии|Джереми Шапиро|15 сентября 2013 г. |DAILY BEAST

  • В Ираке США попытались стабилизировать ситуацию за счет большого американского присутствия.

    Доктрина США «Ядда, Ядда, Ядда» для Сирии|Джереми Шапиро|15 сентября 2013 г.|DAILY BEAST

  • Кажется, что это выравнивание предназначено для стабилизации прыжков.

    Видообразование крысы-кенгуру, Dipodomys ordii|Henry W. Setzer

  • Наш закон стабилизации был продырявлен на последнем сеансе.

    Адреса Союза США Гарри С. Трумэна|Гарри С. Трумэна

  • Досрочное введение в действие стабилизационного статута от октября 1942 года.

  • Начало строительства гнезд совпадает с этой относительной стабилизацией территориальных границ.

    Естественная история Bell Vireo, Vireo bellii Audubon|Джон С. Барлоу

  • Во время курса стабилизации один профессор разрешил ему пропустить несколько занятий.

    The Psilent Partner|Джон Виктор Петерсон

СТАБИЛИЗАЦИЯ определение | Кембриджский словарь английского языка

Примеры стабилизации

Стабилизация

Однако в постконфликтных странах основной акцент на 9Стабилизация 0166 может произойти за счет долгосрочных перспектив демократии.

От внешней политики