دقة العدسة وطرق معالجة الصورة في أنظمة التصوير الفضائية

وقال القائد جعفر آبادي في جزء من هذه المقابلة: “إذا أردنا الحصول على قمر صناعي للقياس بدقة نصف متر فيجب أن يكون قطر العدسة 80 سم أو طولها من متر إلى مترين حيث أن إمكانية بناء عدستها غير ممكن في البلد خلال الوقت الراهن، ولكن على سبيل المثال يمكن أن يكون لدينا 4 أقمار صناعية بطول متر واحد، والتي يمكن أن تزيد دقة صوره إلى نصف متر عن طريق معالجة الصور.”

حيث أن النقطة التي أشار إليها القائد جعفر آبادي تتعلق بالدقة المحدودة لعدسات الأنظمة البصرية. ولحساب قطر عدسة الكاميرا المطلوبة للقمر الصناعي، نستخدم المعادلة التالية:
tan^-1(resolution/altitude)(π/۱۸۰)=۱.۲۲(wavelength/Lens Diameter)
Resolution= دقة التصوير، الوحدة: متر
Altitude= ارتفاع القمر الصناعي، الوحدة: متر
Wavelength = طول الموجة، الوحدة: متر، للمدى المرئي بين 400 و 700 نانومتر
lens Diameter =قطر العدسة، الوحدة: متر

على سبيل المثال بالنسبة لقمر صناعي على ارتفاع 470 كم وبدقة تصوير تبلغ نصف متر لكل بكسل في النطاق المرئي، فإن قطر العدسة المطلوب يبلغ 80 سم.

tan^-1(0.5/470000)π/۱۸۰=۱.۲۲(۷۱۰^-۷/LensDiameter) => LensDiameter=0.8027(m)

بالنظر إلى أن إنشاء مثل هذه العدسة بهذه الأبعاد غير ممكن في إيران في الوقت الحالي (بسبب المعدات المطلوبة في الأبعاد العالية من أجل عمليات نمو البلورات”الكريستال”، والضغط المتوازن، واللف و ما إلى ما هنالك)، فإن هناك حل بديل لهذه المشكلة من خلال الجمع بين الصور من عدّة أقمار صناعية بدقة 1 متر ومعالجة الصور للحصول على صورة بدقة نصف متر.

وطريقة معالجة الصورة تسمى “الدقة الفائقة” (Super Resolution). وتُستخدم تقنية معالجة الصور هذه لتحسين صور الهواتف الذكية بأجهزة استشعار متعددة للكاميرا أو في عمليات التصوير الطبقي المحوري لزيادة جودة الصورة. ويمكن رؤية مثال على أداء هذه الطريقة في الصور التالية:

نظراً لإمكانية استخدام طرق معالجة الصور الحديثة لتحسين صور الأقمار الصناعية للقمر الصناعي بدقة متر واحد وارتفاع 250 كم ، فإن قطر العدسة سيكون 20 سم كحد أقصى، وعملية إنتاجها متاحة في البلد.
العمليات الحسابية لهذا المثال كالتالي:  tan^-1(1/250000)π/۱۸۰=۱.۲۲(۷۱۰^-۷/LensDiameter)
=> LensDiameter=0.2135(m)

وبالطبع، هذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها استخدام مزيج من عدة كاميرات ومعالجة الصور في الصناعة العسكرية في إيران لزيادة نطاق ودقة النظام البصري. وفي نظام الكشف الكهروضوئي التالي يتم استخدام مزيج من أربع كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء بشكل سلبي في مجال الكشف عن الطيور المخفية.