Algorithm and Methodology for Automation of Estimation Procedure of Chromaticity Coordinates of Pixel Airborne Avionics Display

The authors discuss the design of modern on-board equipment for visualization of the air navigation parameters and geo-details (digital district map) with certain requirements to the quality of the visualized information to be displayed. This kind of quality may be characterized in terms of brightness contrast for each color displayed on the screen. In order to ensure stable readability of the image for a pilot, a special procedure should choose chromaticity the coordinates of the image elements. The problem is considered of the research of the avionics on-board indication equipment in order to determine the set of chromaticity coordinate values for the displayed image with the use of automated design tools, which would allow an enhanced visual perception of the image details in the presence of intense external illumination. Various color coding systems used in the on-board indication equipment based on liquid crystal panels (systems of RGB and XY formats) are examined. The calculation of the chromaticity coordinates was based on Maxwell's color mixing triangle by mutual transformations between the elements of XY-plane and decimal codes of RGB-palette, used in the software of the on-board indication equipment. The scheme workstation for the research is proposed, the main components of the developed automated design tools, installed as part of the workstation, are described. The experimental results containing the measures of the brightness levels and estimated brightness contrast values, which were obtained for the given set of colors, are presented. An algorithm for an automated search for a global maximum on the function of two variables, which represents brightness contrast distribution in the chromaticity coordinates plane, is proposed. The decision-making rule approving the use of RGB-codes is the case when the brightness contrast of the test image displayed in any predefined color exceeds two. The results of the research are the methodology and the algorithm of searching the chromaticity coordinate values, which ensure the maximal brightness contrast level and the corresponding values of chromaticity coordinates at the points of maximal contrast.

индикация, авионика, яркостный контраст, системы кодирования цвета, преобразование Грассмана, задача оптимизации, display, avionics, luminance contrast, color coding system, the transformation of the Grassmann, optimization problem

1. Жаринов И. О., Жаринов О. О. Бортовые средства отображения информации на плоских жидкокристаллических панелях: учеб. пособие // Информационно-управляющие системы. СПб: ГУАП, 2005. 144 с.

2. Жаринов И. О., Емец Р. Б. Индикационное оборудование в авиации XXI века // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2003. № 11. С. 193-195.

3. Парамонов П. П., Копорский Н. С., Видин Б. В., Жаринов И. О. Многофункциональные индикаторы на плоских жидкокристаллических панелях: наукоемкие аппаратно-программные решения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2004. № 3. С. 238-245.

4. Парамонов П. П., Ильченко Ю. А., Жаринов И. О., Тарасов П. Ю. Структурный анализ и синтез графических изображений на экранах современных средств бортовой индикации на плоских жидкокристаллических панелях // Авиакосмическое приборостроение. 2004. № 5. С. 50-57.

5. Парамонов П. П., Ильченко Ю. А., Жаринов И. О. Теория и практика статистического анализа картографических изображений в системах навигации пилотируемых летательных аппаратов // Датчики и системы. 2001. № 8. С. 15-19.

6. Парамонов П. П., Костишин М. О., Жаринов И. О., Нечаев В. А., Сударчиков С. А. Принцип формирования и отображения массива геоинформационных данных на экран средств бортовой индикации // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6. С. 136-142.

7. Костишин М. О., Жаринов И. О., Жаринов О. О., Нечаев В. А., Суслов В. Д. Оценка точности визуализации местоположения объекта в геоинформационных системах и системах индикации навигационных комплексов пилотируемых летательных аппаратов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 1. С. 87-93.

8. Мартынюк М. В. Оценка границ областей метамерии для набора светочувствительных приемников // Труды Нижегородского государственного технического университета им. P. Е. Алексеева. 2012. № 20. С. 81-90.

9. Хорунжий М. Д., Газеева И. В., Гусев В. П., Трубникова Т. А. Оценка качества цветопередачи в системах визуализации цифровых изображений: учеб. пособие. СПб: Изд. СПбГУКиТ, 2010. 95 с.

10. Бондаренко М. Ф., Шабанов-Кушнаренко С. Ю., Шабанов-Кушнаренко Ю. П. Разработка системы кодирования цвета // Бионика интеллекта: научно технический журнал. 2009. № 2. С. 13-23.

11. Хорунжий М. Д. Метод количественной оценки цветовых различий при восприятии цифровых изображений // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. № 1. 2008. С. 136-144.

12. Парамонов П. П., Гатчин Ю. А., Жаринов И. О., Жаринов О. О., Дейко М. С. Принципы построения отраслевой системы автоматизированного проектирования в авиационном приборостроении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 6. С. 111-117.

13. Сабо Ю. И., Жаринов И. О. Критерий подобия проектных решений требованиям технического задания в авионике // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2010. № 3. С. 57-63.

14. Гатчин Ю. А., Жаринов И. О., Жаринов О. О. Архитектура программного обеспечения автоматизированного рабочего места разработчика бортового авиационного оборудования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2012. № 2. С. 140-141.

15. Дейко М. С., Жаринов И. О. Применение симплекс-метода и метода искусственного базиса при проектировании бортового приборного оборудования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 1. С. 124-129.

16. Гайкович А. И. Основы теории проектирования сложных технических систем. СПб: НИЦ "МОРИНТЕХ", 2001. 432 с.

17. Janos Schanda. Colorimetry Understanding the CIE System. Wiley-Interscience John Wiley & Sons, INC., Publication, 2007, 499 p.

18. Агостон Ж. Теория цвета и ее применение в искусстве и дизайне: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. 184 с.

19. Парамонов П. П., Коновалов П. В., Жаринов И. О., Кирсанова Ю. А., Уткин С. Б. Реализация структуры данных, используемых при формировании индикационного кадра в бортовых системах картографической информации // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2. С. 165-167.

20. Жданкин В. Передовые технологии фирмы Sharp в изготовлении ЖК-дисплеев для различных применений // Современная электроника. 2006. № 1. С. 14-19.