Влияние динамического диапазона матрицы фотокамеры на вероятность обнаружения мало контрастных объектов

Задача оперативного поиска малоразмерных объектов на достаточно больших по площади территориях часто решается с помощью применения аэросъёмочных средств. При этом обработка гипер- и многоспектральных данных снижает оперативность и увеличивает стоимость поисковых работ. Поэтому в настоящее время для решения таких задач, в качестве аппаратуры наблюдения, на борт летательного аппарата устанавливают профессиональную студийную цифровую фотокамеру. Она обладает более высокой разрешающей способностью (по сравнению с системами гипер- и многоспектральной съёмки) и проста в эксплуатации.
Результативность и вероятность обнаружения объектов поиска в значительной степени зависит от выбора оптимальных параметров съёмки. Для фотокамер такими параметрами являются, прежде всего, величина выдержки, диафрагмы, значение чувствительности матрицы.
Кроме регулируемых параметров съёмки существуют характеристики фотосистем, определяемые их конструктивными особенностями, которые также влияют на вероятность обнаружения объектов поиска. Одной из таких характеристик является динамический диапазон матрицы. Если разница яркостей участков сцены превышает динамический диапазон, на снимке появляются зоны пересвета или недосвета.
Зная значение динамического диапазона, можно вычислить минимальную разницу яркостей, которую способна зафиксировать цифровая фотокамера – .
Если объект поиска имеет малый контраст с фоном, то очевидно, что вероятность его выявления на изображении растёт с уменьшением значения . Поэтому при необходимости решения задачи обнаружения таких объектов целесообразно выбирать фотосистему с матрицей, имеющей меньший динамический диапазон.
С другой стороны, использование при аэросъёмке фотосистемы с малым значением динамического диапазона порождает трудности, связанные с корректным определением экспозиции в условиях большого контраста между участками сцены. Такие эффекты могут наблюдаться при аэросъёмке песчаной прибрежной полосы (контраст между побережьем и водой) или горной местности (контраст между освещёнными и затенёнными участками местности). В этих случаях фотосистема с низким динамическим диапазоном матрицы не сможет полноценно отобразить все элементы ландшафта, поэтому она может использоваться лишь для получения вспомогательной информации при поиске определённых объектов на определённых фонах.
Производители цифровых фотокамер в технических характеристиках своей продукции, как правило, не пишут величину динамического диапазона матрицы. По экспертным оценкам у профессиональных студийных цифровых фотокамер это значение колеблется от 3 до 3,6, у любительских цифровых фотокамер оно равно 2,1-2,4. Из этого следует, что, для повышения вероятности обнаружения объектов, имеющих малый контраст с фоном, на борту летательного аппарата целесообразно монтировать в дополнение к профессиональной любительскую фотокамеру с обеспечением синхронной работы между ними.
На следующем этапе планируется провести эксперимент по поиску мало контрастных объектов с использованием профессиональной и любительской цифровой фотокамеры.