Голографический коррелятор

 

Изобретение относится к оптической вычислительной технике, в частности к оптической обработке информации. Цель - увеличение точности коррелятора. Распознаваемое изображение высвечивается на экране квазимонохроматической электронно-лучевой трубки 1, который находится во входной плоскости коррелятора. Пройдя светофильтр 2, диафрагму 3, голографический фильтр 4 и проецирующий объектив 5, изображение попадает на фотоприемник 6. Голографический фильтр выполнен в виде матрицы Фурье-голограмм эталонного изображения. Увеличение пропускания коррелятора за счет предложенного выполнения голографического фильтра приводит к повышению точности коррелятора, что ведет к повышению качества обработки изображения. 1 ил.

Изобретение относится к оптической вычислительной технике и может найти применение в системах оптической обработки информации, предназначенной для решения задач распознавания, фильтрации и т. п.

Целью изобретения является увеличение точности коррелятора.

На чертеже приведена оптическая схема предлагаемого голографического коррелятора.

Голографический коррелятор состоит из квазимонохроматической электронно-лучевой трубки ЭЛТ 1, светофильтра 2, диафрагмы 3, голографического фильтра 4, проецирующего объектива 5, фотоприемника 6.

Голографический коррелятор работает следующим образом.

Распознаваемое изображение высвечивается на экране квазимонохроматической ЭЛТ 1 во входной плоскости голографического коррелятора. Перед экраном ЭЛТ помещаются светофильтры 2, предназначенные для режекций боковых спектральных линий излучения, диафрагма 3 и голографический фильтр 4. Объектив 5 осуществляет проективное сопряжение входной и выходной (мишень фотоприемника 6) плоскостей коррелятора с коэффициентом преобразования (коэффициент увеличения системы).

Эталонное изображение (ЭИ) записано в виде Фурье-голограммы на голографическом фильтре. Каждая точка распознаваемого изображения восстанавливает ЭИ с голографического фильтра во входной плоскости голографического коррелятора. Восстановленное изображение претерпевает смещения во входной плоскости коррелятора по закону распознаваемого изображения. Проецирующий объектив переносит плученную таким образом функцию корреляции распознаваемого и эталонного изображений в выходную плоскость коррелятора. Суммируя за время телевизионного кадра распределение интенсивности на мишени фотоприемника по всем точкам обрабатываемого в корреляторе изображения, имеют g(x₂)f(m, x₁)h · x₂ - xdx₁, (1) где х₁ и х₂ - одномерные (для упрощения записи) пространственные координаты соответственно в плоскостях экрана ЭЛТ и мишени фотоприемника; λ₁ и λ₂ - длины волн излучения при регистрации голограмм и корреляции изображения; h(. . . ) - закон распределения ЭН; f(. . . ) - закон распределения распознаваемого изображения; g(x₂) - одномерная функция корреляции распознаваемого и эталонного изображений; d₁ - расстояние от экрана ЭЛТ до голографического фильтра; f₁ - фокусное расстояние объектива при регистрации голограмм; m - масштаб регистрируемого изображения относительно эталонного.

Зависимость масштабного коэффициента от параметров коррелятора и системы записи голограмм имеет вид
m = λ₁f₁/ λ₂d₁.

Излучение ЭЛТ, пройдя светофильтр 2, который отрезает боковые линии спектра излучения, попадает на голографический фильтр. Через фильтр проходит поток излучения, равный
ϕ = Е_ф˙ S_ф ˙ η , где Е_ф - освещенность в плоскости фильтра;
S_ф - площадь фильтра;
η - дифракционная эффективность.

В том случае, когда весь световой поток, прошедший через голографический фильтр, собирается объективом 5, освещенность голограммы определяется как
Е_ф = I_o/d₁²,
где I_o - сила света излучения ЭЛТ.

Площадь голограмм S_ф прямо пропорциональна квадрату фокуса объектива при регистрации голограмм. Учитывая, что для согласования масштабов распознаваемого и эталонного изображений между d₁ и f₁ должна сохраняться пропорция (1), получают, что через фильтр проходит световой поток ϕ , пропорциональный выражению
Ф ~ I_o(λ²₁/λ²₂)·1/m·η
(56) Козик В. И. и др. Исследование характеристики голографического коррелятора, сопряженного с видеопроцессором. Автометрия, N 6, 1988, с. 99.

Формула изобретения

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий расположенные последовательно по ходу светового луча квазимонохроматическую электронно-лучевую трубку, светофильтр, диафрагму, голографический фильтр, проецирующий объектив и фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, голографический фильтр выполнен в виде матрицы идентичных голограмм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2