Справочник по теории подводного видения

Справочник содержит две различные по характеру материала и дополняющие друг друга части: «физическую» и «прикладную». Первая включает сведения о математическом аппарате и физических основах теории переноса излучения и теории переноса изображения.
Прикладная часть содержит простые формулы, графики, таблицы и номограммы, позволяющие рассчитывать как характеристики светового поля в воде и атмосфере, так и непосредственно параметры изображения, дальность видимости и разрешающую способность различных систем наблюдения: визуальных, фотографических, телевизионных, с непрерывными и импульсными излучателями, работающих под водой и через взволнованную границу вода-атмосфера.
Приводятся также фактические данные об оптических характеристиках воды и атмосферы, позволяющие рассчитывать дальность видимости в заданном районе Мирового океана.
Справочник предназначен для океанологов, физиков, инженеров, геологов - всех специалистов, разрабатывающих или использующих системы подводного наблюдения, а также для студентов соответствующих специальностей.

Оглавление
Предисловие
Список основных обозначений
Глава 1. Основные понятия и методические основы теории подводного видения
1.1. Световое поле
1.2. Характеристики оптических свойств мутной среды
1.3. Уравнение переноса излучения
1.4. Граничные условия для яркости
1.5. Теорема оптической взаимности и метод функции Грина
1.6. Применение метода функции Грина для расчета световых полей в море
1.6.1. Разложение поля по степеням кратности рассеяния на большие углы
1.6.2. Малоугловая функция Грина
1.6.3. Представление светового поля через малоугловую функцию Грина
1.6.4. Поле облученности, формируемое направленным источником света
1.6.5. Мощность излучения, поступающего на приемник от диффузно светящейся или диффузно рассеивающей поверхности
1.6.6. Мощность сигнала обратного объемного рассеяния
1.7. Системы видения
1.8. Классификация систем видения
1.9. Примеры практической реализации систем подводного видения
1.10. Уравнение переноса изображения
1.10.1. Наблюдение в воде
1.10.2. Наблюдение через границу раздела воздух-вода
1.10.3. Уравнение для численного моделирования переноса изображения
1.11. Частотно-контрастная характеристика
1.12. Характеристики регулярной составляющей изображения ограниченного тест-объекта
1.13. Шумы изображения
1.13.1. Внутренние шумы
1.13.2. Внешние шумы
1.13.3. Отношение сигнал/шум
1.14. Пороговый контраст и пороговое отношение сигнал/шум
1.15. Уравнение для определения предельной дальности видимости и разрешающей способности
Глава 2. исходные данные о световых полях в воде и атмосфере
2.1. Естественное световое поле
2.1.1. Горизонтальная облученность
2.1.2. Угловые распределения яркости
2.1.3. Коэффициенты яркости и диффузного отражения моря
2.1.4. Горизонтальная облученность снизу и вертикальная облученность
2.1.5. Облученность и яркость в глубинном режиме
2.1.6. Отражение излучения от поверхности моря
2.1.7. Флюктуации подводной облученности
2.1.8. Ослабление облученности и обратное рассеяние в атмосфере над океаном
2.2. Световые поля искусственных источников излучения
Глава 3. Формулы и таблицы для расчета характеристик изображения и дальности видимости подводных объектов
3.1. Средняя мощность полезного сигнала
3.1.1. Естественное освещение
3.1.2. Искусственное освещение
3.1.3. Зависимость мощности полезного сигнала от формы объекта и его положения в поле зрения
3.2. Мощность помехи обратного рассеяния
3.2.1. Естественное освещение
3.2.2. Искусственное освещение
3.2.3. Помеха при использовании поляризованной подсветки
3.3. Контраст и частотно-контрастные характеристики
3.3.1. Контраст между элементами изображения протяженного объекта
3.3.2. Частотно-контрастные характеристики
3.3.3. Контраст между объектом и фоном
3.3.4. Таблицы контрастов. Оптимальная база
3.3.5. Сравнение контрастных характеристик различных систем видения
3.3.6. Контраст в поляризованном свете
3.4. Отношение сигнал/шум, дальность видимости и разрешающая способность
3.4.1. Отношение сигнал/шум
3.4.2. Сравнение электронных систем видения различных типов
3.4.3. Номограммы для расчета дальности видимости и разрешающей способности
3.5. Влияние морского волнения на дальность видимости
3.6. Зависимость видимости дна от высоты расположения системы наблюдения
Глава 4. Необходимые сведения об оптических характеристиках воды и атмосферы
4.1. Оптические характеристики воды
4.1.1. Показатель рассеяния
4.1.2. Показатель поглощения
4.1.3. Индикатриса рассеяния
4.1.4. Показатель ослабления и вероятность выживания фотона. Прозрачность по белому диску
4.1.5. Корреляционные связи между гидрооптическими характеристиками
4.2. Оптические характеристики безоблачной атмосферы над океаном
Приложение 1. «Классическая» теория видимости малоразмерных объектов при естественном освещении
1.1. Общее уравнение для видимого контраста
1.2. Видимость в верхних слоях моря
1.3. Видимость в глубине моря
1.4. Сравнение дальности видимости в различных направлениях
Приложение 2. Примеры расчета характеристик изображения и дальности видимости
Список литературы
Предметный указатель