Способ диагностики

 

О П И С А Н И Е, »4в671о

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< .:о!от (..от!етсинх

Со!!чэлистииеск!!х

Республик,.„ pe * " % :!-;;.;не !,:.: . .

""1:, -;,. . -" .-"=,/ ! йФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ИЛЬ СеВУ (61} Дополнительное к авт. свил-ву (22} 3аявлено) 7.0с!.7д (21) 1 !5с!55(;,у2(; > =, с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.76Бюллетень % 7 (45} Дага опубликования описавия29.()3.7g (51) И. Кл. (03(9/08

) осударстеенный номитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий (53} УДК

772.99 (одев.e) (72) Авторы изоб етени я D. A AHToHors, Ю. A Бь!ковский, А. И ° Л аркин, А, /\, Марк илов (.. Н. Стариков и А. Л. Трешун — 1 (7)) Заявитель Московский оРдена ) РУдового КРасного Знамени и н жен ерно-физ ич ес к и и институт (54) СПОСОЬ ДИАГНОСТИКИ о — 3

jp + j ()) г де ) p -perse Tptspye tast интенсивность при наличии сигнала распознавания;

-регистрируемая интенсивность в отсутствие сигнала распознавания.!

Изобретение относится к технике голографического распознавания образов, которая может быть применена при решении задач гологр.".фической диагностики, заключаютцихся в установлении соответствия между набором входных параметров и функций состояния диагностируемой системы.

Известный способ голографического распознавания образов осушествляют посредством схемы Фурье - голографии.

Исходную информацию предварительно записывают на голограмму, которую называют фильтром. Распознаваемое изображение вводят в виде пластинки (транспаранта) с переменным по амплитуде и фазе пропусканием. Через транспарант пропускают пучок когерентного света, Если на фильтр ранее уже было записано изображение, тождественное изображению, 1 предъяь..яемому для распознавания, то на выходе (в плоскости корреляции) загорится яркая точка.

Недостатком известного способа голог-!

). . . Ского prtс!toзияrs !!!èÿ Образов явля ется низкое отношение сигнал/шум ttftt различении схожих обьектов.

Под отношением сигпал/шум понимак!т

Так, например, если на фильтр записан транспарант, в котором информация зако-! к дирована вл пробитых отверстиях, а на вход предьявлен транспарант, в котором с записанныл! совпадают tl -1 отверстий, то на выходе известной установки голографической соглассванной фил! грации максиоО мум интенсивности сигнала кросс-корреляции ул еньшится в(-л-) раз по сравнению л1 с тем случае: >, когда нсе л отверстий входного транспаранта совпадают с îTâåpñòttÿt!è записываелсого транс!!арлит;; (см.фиг.) ) .

;г5 Отношение си! нал/шум в это.,t <-.дунае рав486710 но — - — -- н стремится к нулю при возрас2.-4

2 1 +1 танин n...

Цель изобретения состоит в разработке такого способа распознавания, образов, который позволит увеличить отношение сигнал/шум (тем самым снизить требования к регистрирующей аппаратуре) и увеличить надежность реализации способа.

Лоставленная цель достигается за счет того, что на транспаранте кодируют многомерную статицтическую функцию распре деления пО каждой совОкупнОсти парамет» ров, соответствующих одному событию, осуществляют дискретизацию входного и записываелюго транспарантов, записывают дискретизированные негативы транспарантов на многоканальный фильтр и формируют дискретиэированный корреляционный сигнал. Фильтр, на который записаны негативы транспарантов, с закодированной на них ш.формацией, назван антикорреляционным блоком памяти.

Под антикорреляцией понимается

h(tl = t fix) (t-f tx и} JX;

Z - обозначение комплексно-сопряженной величины, Если/(X) и (х) действительные функции, Надежность реализации способа повышают посредством дискретизации входного транспаранта, а также негативов запись(ваемых транспарантов (конкретнее, каждый транспарант разбивают на ячейки, затем эти ячейки раздвигают, а пространство между ними делают прозрачным) . Надежность реализации способа повышают также преобраеованием формы выходного сигнала вЬ"-функцию и уменьшением величины антикорреляции между входным и негативом записанного на фильтр транспаранта за счет применения Б -образующего устройства (в щюстейшем случае — диффузного рассеивателя) .

Последнее обстоятельство (применение дельта — образующего устройства) также позволяет записать большее число транспарантов нг один участок фильтра и увеличить !IJloTHocTb выходных сигналов. Сущность предлагаемого изобретения поясняетcH чертежами, На фиг. 1 показан сигнал антикорреляции k(f), когда записываемый транспарант

)(x), представляющий собой непрозрачную пластинку с четырьмя отверстиями, тож5 дественен входному тРанспаранту; f (x); на фиг. 2 показан сигнал кросс-корреляции В®, когда записываемый на фильтр транспарант 0 (к) отличается от входного

/(к) расположением одного отверстия;

10 на фиг. 3 показана кросс-корреляция

k(f) функций f (x) и (х),, h (t) -l () ° g (x+e) at()5 где Й(г) - показывает распределение амплитуды светового сигнала на выходе установки голографической согласованной фильтрации, когда: ,) (х) — амплитудное пропускание вход20 ного транспаранта;, (х) - амплитудное пропускание транспаранта, записываемого На фильтр; на фиг. 4 показан сигнал кросс-корреляции М) на выходе установки в случае, когда входной транспарант f (х) отличен от записываемого на фильтр(х); на фиг. 5 показана антикорреляция

b(t) функций (х) и 0(х}: и (<) - J f(x) (3- ri(х f)) Jx где ) — ) (х) — амплитудное пропускание транспаранта, записанного на фильтре (его негатив (х) тождественен входному транспаранту (х); на фиг. 6 показан антикорреляционный сигнал k(f)на выходе установки в случае, если входной сигнал (x) отличен от негатива о(х) сигнала, записанного на фильтр; на фиг. 7 показан антикорреляционный сигнал4(() на выходе установки В случае, когда входной (х) и записываемый3 — g (х) транспарант дискретизированы (входной транспарант (х) и негатив эаписываел1ого транспаранта (х) до дискретизации тож дественны).

На фиг, 8 показан антикорреляционный сигнал h(t) на выходе установки в случае, когда входной f (х) и записываемый 3 - tI(x)

gj транспарант дискретизированы (до дискретизации входной транспарант и негатив записываемого транспаранта отличались друг от друга).

На фиг. 9 показан сигнал антикорреля55 ции tt(t) от входного сигнала)(х) и негатива записываемого сигнала g(x) в случае примеи нения о -образующего устройства, причем входной транспарант и негатив записываемого транспаранта отличаются друг от

60 дру Га .

486710 транспарант., -Диагностируемое событие на плоскости параметровМ1,8q можно изобразить небольшим прямоугольником. Его также ко дируют на транспарант.

После завершения:кодировании с транспарантом, на которых закодирована функция состояния, получают негативы (см.фиг. 11, ы).

Если записать эти негативы на фильтр то на выходе установки голографической согласованной фильтрации амплитуда сигнала будет представлять собой функцию антикорреляции транспаранта, на котором закодировано диагностируемое событие и негатива транспаранта, записанного на фильтр.

При совпадении на плоскости параметров положения диагностируемого события с основанием соответствующего параллелепипеда интенсивность и соответствующей точке на выходе установки будет равна нулю. В противном случае интенсивность в этой точке не равна нулю.

Для того, чтобы увеличить надежность регистрации сигнала на выходе установки (так как "темное пятно" мало и регистрирующий прибор может "захватить" яркие участки), нужно или расширить область локализации "темного пятна или уменьшить интенсивность света вокруг него, Первая задача решается дискретизацией, как входного транспаранта, так и нега тивов транспарантов, записываемых на фильтр Дискретизация, заключается в том, что транспарант разбивают на ячейки, ячейки раздвигают, а пространство между ними делают непрозрачным (см.фиг. 7, 8, 11-14). Вторую задачу решают уменьше» нием корреляции между различными участками входного и записываемого транспарантов, например, при помощи о -образующего устройства (в простейшем случаедиффуэного рассеивателя) °

В этом случае при совпадении на плоскость параметров положения диагностируемого события с основанием соответствующего параллелепипеда на выходе (установки голографической согласованной фильтрации) соответствующая антикорреляционная картина имеет небольшую интенсивность (см.фиг. 10). В противном случае (при несовпадении) на выходе установки

ts центре картины антикорреляция воэника-! ,ет яркое световое пятно в виде -функ5,ции (см.фиг. 9). Применение -образующего фильтра позволяет записать на фильтр большее количество транспарантов,, ибо диапазон интенсивностей Фурье-образа

:отдельного транспаранта в этом случае

1й снижается, а также увеличить плотность выходных сигналов (так как теперь можно не бояться их перекрытия).

При помощи актикорреляционного способа голографической диагностики можно

15,решать и более сложную задачу. Так, анаI .логично уже рассмотренной задаче, можно производить диагностику системы с несколькими уровнями (состояниями). В этом случае на выхаде установки каждо20 му "темному пятну" будет соответствовать несколько значений вероятностей.

Описываемый способ диагностики может найти применение в медицинской диагностике, геологической диагностике

25 (дпагностика по геологическим признакам расположения полезных ископаемых), диагностике состояния ядерных реакторов, диагностике течения химических реакций, оценке надежности приборов и установок, 30 в управлении системой со стохастическим законом поведения.

Формула изобретения

Способ диагностики путем освещения объекта-транспаранта когерентным излу-, чением, Фурье-преобразования, записи негативов транспарантов на многоканальный голографический фильтр, формирования на выходе сигнала корреляции, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, на трансцаранте кодируют многомерную статистическую функцию распределения по каждой совокупности параметров, соответствующих одному событию, осуществляют дискретизацию входного и записываемого транспарантов, записывают дискретизированные негативы транспарантов на многоканальный фильтр и формируют дискретизированный корреляционный сигнал.

Составитель F.. Халатова

Редактор Р. Киселева Техред Л, Демьянова, Корректор И. Гоксич

Заказ g Q

Филиал 11!!П "Г1атент", г. Ужгород, ул. агаринл, 01

Тираж 551

ПНИИ11И Государственного комитета по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Раушская

Г1одписное

Совета Минист1юв (((,Р и Отк1>ытии иаб., д.4/5