Материал: Физические основы защиты информации от технических средств разведки. Бабурин А.В., Чайкина Е.А

2.Для ФР, как и для РТР, применим метод анализа систем, основанный на преобразовании Фурье – преобразовании сигнала.

3.Основными элементами канала утечки информации для ФР являются:

объект, расположенный на фоне других объектов; атмосфера; оптическая система фотоаппарата; фотопленка;

оператор-дешифровщик (глаз).

4. Каждый из перечисленных элементов можно характеризовать соответствующей ЧКХ, поэтому математическая модель канала ФР представляет набор ЧКХ отдельных ее элементов.

4.2. Математическая модель канала утечки информации применительно к фотографической разведке

В оптике, когда глаз наблюдает за сценой, интегрируется сразу несколько элементов разрешения. В случае каналов ФР сущест-

вует понятие воспринимаемого отношения сигнал/шум (с/ш) – это эквивалентное отношение с/ш, которое воспринимается глазом:

где qэ - отношение с/ш в пределах одного элемента разрешения; nэ -

количество элементов разрешения, а элемент разрешения – это квадрат со стороной L, который еще фиксируется глазом (так как глаз не воспринимает точки, расположенные очень близко).

Отношение с/ш в одном элементе разрешения определяется:

-шумами глаза (одна и та же картина воспринимается поразному);

-шумами пленки (истинная сцена формируется на пленке, а глаз рассматривает фотоснимок).

Отношение с/ш в одном элементе разрешения определяется

51

только шумами пленки, которые намного больше шумов глаза:

где D - разность оптических плотностей изображения на фотопленке между объектом и фоном, э - среднеквадратическое значе-

ние шумов гранулярности фотопленки в элементе разрешения (то есть, если засветить фотопленку, а потом увеличить изображение, то

будет вид мозаики, а не сплошное изображение). D и э измеря-

ются в условных единицах оптической плотности.

Оптическая плотность – прозрачность, т.е., если пленка 100% пропускает свет, оптическая плотность максимальна, а по мере замутнения оптическая плотность уменьшается. Величина шумов гранулярности определяется экспериментально на основе параметрических исследований и является характеристикой качества фотопленки.

где S э - площадь элемента разрешения

Подставляя (4.3) в (4.2), получим расчетное отношение с/ш в одном элементе разрешения:

Необходимо иметь зависимость между действующей на пленку экспозицией П и оптическими плотностями. Эту зависимость от-

ражает характеристическая кривая фотопленки D(П), которая представлена на рис. 4.4.

52

Рис.4.4. График характеристической кривой фотопленки

В пределах линейного участка:

где - коэффициент контрастности фотопленки показывает, как

единица приращения оптической плотности зависит от единицы приращения потока энергии (как увеличивается оптическая плотность при увеличении на единицу потока падающей энергии).

Если объект находится на фоне, то мы его воспримем только в том случае, когда оптические плотности объекта и фона различны.

Освещенность отдельных фрагментов объекта неодинакова, но мы полагаем, что освещенность объекта и фона одинакова. На пленку идет разная экспозиция от объекта и фона.

Освещенность объектива от объекта:

ет расходимость излучения в пространстве (излучение идет не по прямой, а волновыми фронтами), а - коэффициент поглощения

(показывает, во сколько раз отраженное излучение от объекта до объектива будет ослаблено атмосферой).

Освещенность объектива от фона:

53

Рассмотрим миру, разрезанную вертикально и изображенную в виде

Рис.4.5.Представление миры в виде синусоиды

На входе объектива имеем суперпозицию двух освещенностей

Eооб и Е фоб , причем максимум амплитуды соответствует освещен-

ности объекта, а минимум – освещенности фона на заданной пространственной частоте. При передаче через любое пассивное звено контраст уменьшается. Если звеньев будет много, то контраст сойдет на нет; а средняя составляющая не меняется, меняется только размах амплитуд относительно средней составляющей.

54

Рассчитаем экспозицию от объекта и фона на фотоаппарате. Так как освещенность объекта и фона определяется освещенностью земли и спектральными коэффициентами освещенности объекта и фона, то получим выражение, которое учитывает и пространственные, и энергетические характеристики объекта.

Экспозиция на фотоаппарат от объекта:

В (4.9) не учитываем ЧКХ, так как пространственная частота фона приближенно равна 0.

На основании (4.5) имеем

55