ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ТЕХНИКО-КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ДОКУМЕНТОВ.КОРНЫШЕВ Николай Петрович, кандидат технических наук, доцент ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ТЕХНИКО-КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ДОКУМЕНТОВ Источник: Журнал "Специальная техника" № 1 2007 год В технико-криминалистической экспертизе документов [1] используется достаточно широкий комплекс методов, в том числе люминесцентный анализ. При освещении документов в различных спектральных диапазонах исследуют люминесценцию красителей и других химических веществ, а также бумажной основы документа. Основной задачей обработки получаемых телевизионных изображений в рассматриваемом практическом приложении являются повышение контраста люминесцирующих объектов и снижение уровня шумов. В данной статье рассматривается и оценивается оптимальный вариант сочетания методов внутрикадровой и межкадровой обработки видеосигнала с учетом специфики изображений люминесцирующих объектов. В целом получаемые при люминесцентном анализе изображения следует выделить в особый класс, обладающий рядом характерных особенностей:
Рассмотренные особенности позволяют применить классический способ предварительной аналоговой внутрикадровой обработки сигнала изображения, заключающийся в привязке уровня фона к уровню черного в видеосигнале и последующем усилении сигнала до максимального значения динамического диапазона в целях повышения контраста люминесцирующих объектов по отношению к фону. Классическим и наиболее эффективным методом подавления шумов для статических изображений является межкадровая обработка (цифровое шумоподавление или накопление), заключающаяся в суммировании последовательности кадров изображения и вычислении их среднего арифметического. В результате шумы подавляются в Ön раз, где n – число кадров накопления [2]. Эффективность процедуры, заключающейся в последовательном использовании аналоговой внутрикадровой и цифровой межкадровой обработки, иллюстрируется на фото 1. Рассмотрим выигрыш, получаемый в результате обработки сигнала изображения люминесцирующего объекта, заключающейся в последовательной аналоговой яркостной коррекции (привязка уровня фона к уровню черного и усиление) и цифровом шумоподавлении (накоплении), по сравнению с накоплением и последующей цифровой яркостной коррекцией. Пусть динамический диапазон изменения сигнала составляет от 0 до Uмакс, уровень фона соответствует Uф, размах полезного сигнала от люминесцирующего объекта составляет Uс, а уровень шума Uш. Тогда максимальный коэффициент усиления сигнала при предварительной аналоговой DU – шаг квантования сигнала по амплитуде при последующей цифровой обработке. Тогда количество получаемых градаций яркости в результате всей процедуры обработки изображения составит: N = Uс/DU (при отсутствии предварительной аналоговой обработки) и Nо = Uмакс/DU (при наличии предварительной аналоговой обработки). Таким образом, выигрыш в числе градаций яркости, получаемых в результате всей процедуры, составит К = Nо/N раз. Одновременно, при предварительной аналоговой обработке в К раз увеличится величина шумов. Однако, при накоплении шум уменьшается в Ön раз. Таким образом, уровень шума для случая без предварительной аналоговой обработки составит U'ш = Uш/Ön, а для случая с предварительной аналоговой обработкой – U"ш = КUш/Ön. Следовательно увеличение числа передаваемых градаций яркости в K раз при рассматриваемой процедуре обработки одновременно связано с ростом шума в такое же число раз. Чтобы компенсировать эту потерю необходимо увеличить число накапливаемых кадров n при цифровом шумоподавлении в К2 раз. Для статических изображений люминесцирующих объектов увеличение времени накопления не является критичной величиной. В качестве компромисса между временем накопления и числом получаемых в результате обработки градаций яркости может служить вариант обработки, включающий в себя последовательную аналоговую яркостную коррекцию, цифровое шумоподавление и цифровую яркостную коррекцию. Такая последовательность действий является аналогом применяющегося в фотографии метода двойного контратипирования. Например, для уменьшения времени накопления в 2 раза и для сохранения постоянного уровня шумов необходимо уменьшить усиление при аналоговой обработке в Ö2 раз, что будет соответствовать такому же уменьшению числа градаций яркости, получаемых при последующей цифровой яркостной коррекции. Выводы
Литература 1. Павлов И.В., Потапов А.И. Методы и средства контроля подлинности документов, ценных бумаг и денежных знаков. Методический комплекс. РИО СЗТУ, СПб, 2005, с. 349. |
