Способ распознования изображений в оптических когентных сситемах

 

К Ь|ТОРЖОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свил-ву (Я2) 3аявлецоО5.02.76 (21)2324ООО/18-2 1 е присоединением заявки №

2 (51) М. Кл.

g Оь К 9/ОО

ГОс яа Вт39икьй ибммт9т

6оавте MHHHc pos СИ

HO AeMM HN5PeYRHHH

И 6THPbfTHH (23) Прио )итвт (43) Опубликовано25.10.78.Бюллетень №39 (53) УДК 681.327 (О88.8) (45) Дата опубликования описания 11.О8.78 (?2) Авторы изобретения

A. C. Островский и Е. К, Шмарев (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 5Î-летия Великой Октябрьской социалистической революции (5e) Cr OCOS СПО3Н НИ ИЗОБр жЕНИЙ

В ОПТИЧЕСКИХ КОГЕРЕНТНЫХ СИСТЕМЛХ

Изобретение относится к области вы числительной техникир в частностир к обработке изображений в когерентных оптических системах и может бьть использовано для pBcH0$HBBGHHB образов, вычисления авто- и взаимокорреляционных функций, осуществления различных математических преобразований.

Извести способы когерентной оптической обработки изображений ча основе ,пространственной фильтрации, осуществляемой амплитудными, фазовыми или голографическими фильтрами, помещенными в частотной плоскгк.ти оптической системы (1), $2) .тцнако В СПОСобаХ аМПЛИТУДНОИ ФИЛЬ тра-.ии. проявляются их узкие функуональные возможности при обработке изображений, а в амплитудно-фазовых и голографических - технические трудности, связанные с синтезом таких фильтров и оперативным вводом их в системы обрабоч ки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ распозйавания изображений в оптических

2 когерентных системах, основаннь.й на фнльтраннн лроотранотаенного сигнала (31.

Этот способ позволяет осуществлять фильтрацию лишь одномерньх сигналов действительными передаточными функциями, что существенно сужает область его применения и не позволяет использовать его для распознавания произвольных двумерных изображений.

Цель из. бретения — расширение облао-

1в ти применения способа амплитудной фильтрации изображений.

Это достигается тем, что входной световой поток разделяют на несколько потоков, каждый из которых фильтруют по закону изменения положительной соо» тавляющей заданной функции фильтрации с постоянной для каждого потока фазовой задержкой, и профильтрованные потоки кэгерентно суммируют.

20 Если необходимо осуществить фильтрацию входного изображения комплексным фильтром с передаточной функцией

Q СдТ, Ы ) то ее можно представить в виде разложения по трем действитель

25 ным осям в комплексной плоскости, каждая из которьх повернута на угол

g 2A / 7 „ОтноСИтеЛЬно СоСедних Я,2д

Я(О„, )= „)Я)1 С (Ы„,u„)(yg /у у )(>(1) ь

5 где Ы)„7 63 «пространственные частоты, а ) ()„, Ы ),, ((„, .;„.) и

g7) (4з,(4у) - положительные функции, представляющие собой проекции комплексного вектора на Оси координат, Зти функции могут быть легко вь;— числены на любой мини-ЭВМ и выведены на пространственные модуляторы в виде амплитудных фильтров. Для осуществления обработки фурье-спектр входного иэображения 1 (g /у), описываемый комплексной функцией (:Р(())(,Я,),, формируют по трем каналам с фазовымй дР 9q7427 ЮЬ Р н жают на функции пропускания фильтров 7О (+x) 4x(x y) "%e(x ey) каждом иэ каналов, При этом поле комплексной амплитуды в первом канале будет

U1= P(Û„,Ы )С (Ы„,и„)e, (2) во втором

Ю -V(u a )C (у у ) @ «(3) в третьем

"4 Ср(х ) Ъ(к у1

После выполнения обратного Фурьепреобраэования и когерентного суммирования изображений получаем поде ком плексной ампл(ттуды

"("())=(((7) 9Ъ,((7).)" g,()ф" .(.>

+g (x(y)e ) где символ Э обозначает операцию свертки.

4()

Если выбрать Я)1 Ч)2 (p - -N(/Ä, то в соответствии с формулой (1) ц (Х/g I -" 5 ($/xJ) Эф(х/у) или в частотном представдении

Ц(ы„ы7)=Ф(а,,и„ (ы,.жм) () " где Q (< (,1 (— комплексная передаточная

7) функция искОмОГО фильтра, Положение действительных осей может быть выбрано и иным, при этом величины у, (() р > и, соответственно, функдйи С(<, Cj ( будут иметь другие значения.

Таким образом, в соответствии с предлагаемым способом удается осуществить комплексную фильтрацию изображений с использованием трех амплитудных фильТРОВ, Предлагаемый способ реализуется в обычных оптических схемах когерентной пространственной фильтрации, где для разделения входного светового потока может использоваться система полупрозрачных зеркал, дифракционная решетка или другой мультипликатор совместно с Фурье-объективном. Фазовые задержки в каналах могут быть осуществлены с помощью фазовых пластинок. И качестве амплитудных фильтров в предлагаемом способе наиболее выгодно использовать динамические транспаранты (жидкие кристаллы, модуляторы на кристадлах (ПД и т.д.), вывод функции С (ы х 7 " у ), 2(Я > ЫУ),Cjy (ЬЭХ 7 60 ) на которые может осуществляться от не .больших ЭВМ. Для когерентного суммирования профидьтрованных световых потоков могут быть применены те же мультипликаторы, которые использовались для распределения входного потока, с той лишь разницей, что Они будут использоваться для сведения пучков, формируи>щих выходное изображение.

Применение данного способа позволяет осуществлять комплексную обработку изображений с использованием только амплитудных фильтров, что существенно упрощает схемы обработки, позволяет использовать материалы с невысокой разрешающей способностью, Предлагаем ый способ позволяет создать системьi, в которых синтез комплексного фильтра на основе трех амплитудных составляк)щих осуществляется прямо на 3ВМ с выходом на отобра)кающую систему, обладающую разрешением в пределах 10-30 лин/мм, что ранее осуществить было невозможно. Предполагается получить существеннь)й экономический аффект, о(нованный на замене больших дорогостоящих 3ВМ, применяемых в настоящее время для обработки изображений, на универсальные комплексные устройства, состоящие иэ когерентной оптической системы и управляющей мини-.3ВМ, осуществляющие обработку по преддагаемому способу.

Формула иэобре ения

Способ распознавания изображений в оптических когерентных системах, основанный на фильтрации пространственного сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа, входной световой поток разделяют на несколько потоков, каждый из которых фильтруют по закону изменения положительной составлякклей заданной функции фильтрации с постоянной для каждого потока фазовои задержкой и профильтро- > ванные потоки когерентно суммируют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Галущенко В. В., Корэенко О. Н,-.

"Зарубежная радиоэлектроника", М 8, 1974, с..81.

2. Авторское свидетельство СССР

N 311282, кл. Я 06 К 9/00, 16.03.7<

3. Чугуй Ю. В., Автоматрия», ¹ 5, 1972, с. 10-14.

Составитель В. Верховский

Редактор Т. Колодцева Техред А. Алатырев Корректор С. Шекмар

Заказ 6 1 10/5 1 Тираж 784 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыл ий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4