Двухкоординатный оптический коррелятор
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Совэ Советских
Социалистических
Республик
<1ц 584650
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 050276 (21) 2322794/25 (51)М. Кл.
G 06 К 9/00
G 03 H 1/16 с присоединением заявки М—
Государственный комитет
СССР но дмам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 301279 Бюллетень М48
Дата опубликования описания 30.1279 (53) УДК772. 99 (088.8) ВПТУ (93
МД, ( (72) Авторы изобретения
А.С.Островский и Е.К.Шмарев
Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской:социалистической революции
I (71) Заявитель (54) ДВУХКООРДИНАТНЫИ ОПТИЧЕСКИИ КОРРЕЛЯТОР
Изобретение относится к технике обработки. информации в когерентных оптическйх системах,в частности к устройствам,осуществляющим обработку на основе корреляционного анализа (согласованная пространственная фильтрация, обобщенный спектральный анализ,коррекция искажений).
Известны когерентные оптические устройства для вычисления аэто- и взаимокоореляционных функций (1). ниболее близким к предлагаемому является двухкоординатный оптический коррелятор, содержащий последователь- 15 но расположенные импульсный лазер, объект-модулятор, систему пространственной фильтрации (2). Объект-модулятор выполнен на жидком кристалле. на Фотопластике в,частотной плоскости 20 системы пространственной фильтрации зарегистрирован соответствующий голографический фильтр.
Однако при помощи такого корреля- 25 гора нельзя производить непрерывную обработку изобретений в реальном маЖатабе времени, что является следствием последовательного ввода анализируемых изображений в систему 30 (сначала на вход подается одна из функций и с нее записывается гологра фический фильтр, потом на тот же вход подается другая функция и осуществляется анализ) .
Кроме того, малое количество допус .--. тимых циклов-запись-стирание обусловлено свойствами фотопластика.
Цель изобретения — увеличение быстродействия и экономичности оптического коррелятора. .Это достигается тем, что в предметной плоскости системы фильтрации размещен держатель разнесенных на одной оси объект-модуляторов, имеющий окно для ввода восстанавливающего пучка, и на одной оси с ним располо« жен восстанавливающий лазер длиной волны, отличной от длины волны импульс ного лазера, а в частотной плоскости размещена полупроводниковая регистри рующая пластина и светофильтр, обладающий спектральным пропусканием, соответствующим световой волне восста= навливающего лазера.
На чертеже представлена схема двухкоординатного оптического коррелятора.
Коррелятор содержит последовательно расположенные мощный импульсный
58 4650 азер 1 длиной волны излучения Х коллиматор 2, держатель 3 объектмодуляторов, объектив 4 прямого фурье-преобразователя, полупроводниковую пластину 5, предназначенную цля записи динамической голограммы, светофильтр б, обладающий пропусканием на длине волны Х . На второй оптической оси последовательно расположены лазер 7 длиной волны излучения 3,которая выбрана такой, чтобы . 10 можно было легко осуществить селекцию волны $ g от Aj(например )iz
6943А и 3.<, 4480 A или Xq =7082 А и 7 =6328 А), линза 8, которая совместно с зеркалом 9, окном 10 в держателе объект-модуляторов и объекти- вом 4 предназначена для формирования восстанавливающего светового пучка в. плоскости голограммы, записанной на пластине 5, Фурье-объектив 11 и матрица фотоприемников 12.
Коррелятор работает следующим образом.
Коллимированный пучок когерентного света от лазера 1 освещает объект" модуляторы, в результате чего поле комплексной амплитуды за ними описывается функцией f (х+а: у) +g (х-а: у), где а - смещение центра модулятора относительно оптической оси. Объектив
4 выполняет Фурье-преобразование от этой функции и формирует на поверх" . ности полупроводниковой пластины 5 распределение интенсивности света g:1 )= /Р(: V>e +Ы):П 1 =
2 - «) -2 )О () где Г=3 (й 1, С= Р t g ), F обоз начает
Фурье-образ.
Полупроводникi 5 (кремнийi сульфид 40 кадмия и т.д.) под действием сильного электромагнитного поля в результате возникновения свободных носителей или других физических эффектов локально изменяет показатель преломления или пропускание пропорционально величине освещенности,в результате чего на полупровоцниковой пластине образуется динамическая голограмма. Световой пучок от лазера 7 через расши-, ряющую линзу 8, отклоняющее зерка- 50 ло 9, окно 10 и объектив 4 попадает скбллимированным на голограмму, записанную на пластине 5, и дифрагирует на ней. Снетофильтр 6 пропускает на выход системы лишь свет длины 55 волны 3z в результате чего на матрице фотоприемников, смещенной н +1-ный порядок дифракции относительно оптической оси,формируется распределение комп :ексной амплитуды,соответствующее Фурье-образу от одного из последних членов в выражении (1) ° что и представляет собой функцию взаимной корреляции иэображений
f (х:g) и g (x:у), полученную в масштаба
Предлагаемый коррелятор позволяет записывать динамическую голограмму ,за время порядка наносекуйд, а также обеспечить параллельность ввода кор-!
Релирующих функций в предметной плоскости, что выгодно отличает его от известного и позволяет осуществлять обработку в темпе поступления входных данных. Кроме того, цикличность полупроводникового элемента составляет около 10 циклов запись-стираа ние, что на девять порядков выше, чем у лучших существующих фотопластиков. Предлагаемый коррелятор более экономичен. На его базе возможно создание гибридной оптико-электронной системы для распознавания и обработки двумерных массивов информации в реальном времени.
Формула изобретения
Двухкоординатный оптический коррелятор, содержащий последовательно расположенные импульсный лазер, объект-модулятор, систему простран- ственной фильтрации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и экономичности, н предметной плоскости системы фильтрации размещен держатель разнесенных на одной оси объект-модуляторов, имеющий окно для ввода восстанавливающего пучка, и на одной с ним оси расположен восстанавливающий лазер длиной волны, отличной от длины волны импульсного лазера, а н частотной плоскости размещена полупроводниковая регистрирующая пластина и светофильтр.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3510223, кл. G 02 В 27/00,.1972.
2. Патент Франции Р 2211147, кЛ. G 06 К, 1974.
Составитель Д.Мещанкин
Техред Л.Алферова Корректор Н. Задерновская
Редактор T.Êoëoäöåâà филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 8289/51 Тираж 78О. Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, РаушсКая наб., д. 4/5
