Способ оптической обработки изображений и устройство для его осуществления

фж СОКОВ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1811628(5315 О 02 В 27 И титут раки МГТУ жков ормации,среде (Врмации)1966. РАБОТК ДЛЯ ЕГ процессо методооптить исх при транатывашения ращеа счет личия ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Зль-Сам П, Считывание инфзаписанной в фазомодулирующейкн,: Оптическая обработка инфПод ред. С.П.Ерковича. - ММир,Патент США М 3729252,кл. 6 02 В 27/38, 1971.(54) СПОСОБ ОПТИЧЕСКОЙ ОБ ИЗОБРАЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование; в оптических рах при обработке изображений Изобретение относится к области ческого приборостроения и может бы пользовано в оптических процессора обработке изображений методом про ственно-частотной фильтрации. Целью изобретения является по ние информационной емкости обраб емого изображения эа счет павы освещенности крупныхобъектов и сок ние времени обнаружения объектов э получения большого цветового раз объектов разных форм и размеров. пространственно-частотнои фильтрации. Сущность изобретения; способ включает освещение полихроматической волной транспаранта с обрабатываемым изображением, первое оптическое преобразование Фурье над волной, промодулированной транспарантом, фильтрацию диапазонов пространственных частот путем их цветнои селекции в зависимости от фильтруемых диапазонов частот по представленному закону. Устройство состоит иэ последовательно расположенных источника полихроматического излучения, осветительную систему, тра парант, фурье-объектов, пространственно- частотный фильтр, выполненный в виде одного или нескольких кольцевых фильтров из различных цветных стекол с функцией пропускания, определяемый по формуле, фурье-преобразующий объектив и плоскость регистрации иэображения транспаранта. 9 ил. Поставленная цель достигается тем, что С в способе, включающем формирование по- Я лихроматической освещающей волны, осве- (ф щение этой волной транспаранта собрабатываемым изображением, первое оптическое преобразование Фурье над вол- Ы ной, промодулированной транспарантом, фильтрацию диапазонов пространственных частот, второе оптическое преобразование Фурье, в результате которого формируется обработанное изображение, регистрацию обработанного изображения, осуществляют фильтрацию диапазонов пространствен1811628 Составитель Д.Зубковдактор А.Купряков Техред М,Моргентал ектор Л;Ливринц изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 1467 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5/Ъ =ЛмаксРмакс 10 40 ных частот путем их цветовой селекции позаконуодбз)-одо) ф ЙгсЩ) - Огсз.-д -Л 4Ь г5где Орф - амплитуда поля на длине волныА до фильтрации,О ф)- амплитуда поля на длине волныХ после фильтрации,р - радиальная полярная координата в 10плоскости пространственно-частотногоспектра;р - внешний радиус 1-й кольцевой зоныпространственно- частотного спектра,Г- коэффициент пропускания по интенсивйости 1-й кольцевой зоны частотногоспектра для длины волы Л,М - количество фильтруемых диапазонов частот, причем р 0= О.В устройстве, реализующем предложенныйспособ и содержащем расположенные последовательно на одной оптической оси источник полихромэтического излучения,осветительную систему, транспарант,фурье-объектив, пространственно-частотный фильтр, фурье-преобразующий объек тив, плоскость регистрации изображения.транспаранта, пространственно-частотныйфильтр выполнен в виде одного или болеецветных кольцевых фильтров из различныхцветных стекол и имеет функцию пропускания 1 фф)= Бган) - Огс( --ъ%, к:, р а максимальный внешний радиус Й-й (последней) кольцевой зоны фильтра; где Рмакс - . максимальная пространственная частота обрабатываемого иэображения;Л+акс- максимальная длина волны;1 э.о - фокусное расстояние фурье-объ ективэ.На фиг. 1 изображена функциональная оптическая схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 - цветной кольцевой фильтр с рабочей зоной 50 р 1р с р 2, выполненный из цветного стекла марки СЗС 22; на фиг, 3 - зависимость времени обнаружения объектов от их цветового различия; на фиг.4 - входной сигнал - функция пропускания объекта типа 55гсгс( ); на фиг, 5 - цветовой график сгобрезультатами проверки способа методом численного моделирования; на фиг, 6-9 - графики зависимостей яркости Яот координаты г поля обработанного изображения,1построенные по данным таблиц 1-4 - соответственно. В таблицах 1-4 приведены расчеты координат цветности Х, У, Е ияркости Ь для объектов с радиусами гоб на поле реставрированного изображения в точках, равномерно распределенных в области:0г1,5 губ. для случаев; табл. 1 -1объект г 0 б = 0,03 мм при отсутствии кольцевого фильтра; табл, 2 - объект г 0 б = 0,3 мм при отсутствии кольцевого фильтра, табл, 3 - объект гоб = 0,03 мм при наличии кольцевого фильтра; табл. 4 - объект гоб = 0,3 мм при наличии кольцевого фильтра.Устройство (фиг. 1) представляет собой проекционную систему, которая содержит последовательно установленные вдоль оптической оси источник полихроматического излучения 1, конденсор 2, транспарант 3, фурье-объектив (ФО) 4, цветной кольцевой фильтр 5, фурье-преобразующий объектив (ФПО) 6, плоскость регистрации (экран) 7, Транспарант 3 установлен в передней фокальной плоскости ФО 4; фильтр 5 - в задней фокальной плоскости ФО 4, совмещенной с передней фокальной плоскостью ФПО 6; экран 7 - в задней фокальной плоскости ФПО 6.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемый фотоснимок - транспарант 3 с помощью осветительной системы - источника 1 и конденсора 2 - освещают полихроматическим светом. Рассмотрим осесимметричный объект фотоснимка, функция пропускания которого имеет вид (см. фиг. 4): тоб ,УД =глоб (Г) =С 1 ГС( ) (1)где азу - координаты входной плоскости(плоскости транспаранта); гоб - радиус объекта,Распределение поля в задней фокальнойплоскости ФО 4 на длине волны Ь фКйр)офойф-т -1 оЯ 1 о(яд4):1 Я 111, Д 10 жения и сокращения времени обнэружеия обьектов иэображения, осуществляют фильтрэцию диапазонов пространственных частот путем их цветовой селекции по законуй 5щр) =О р)сгсф) - сгс( с - )1 4 .к:1 Р Р - 1 1 транспаранта, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ч;о пространственно-частотный фильтр Выпол. нен в виде одного или нескольких кольцевых фильтров иэ различных цветных стекол и имеет функцию пропускания"Гф ф =1 сгс ф) - СГС ( -"- )1 ф 4 ф - р где 0(р) - амплитуда поля на длине волныдо фильтрации;О(р) - амплитуда поля нэ длине волны 1 Опосле фильтрации;р- радиальная полярная координата вплоскости пространственно-частотногоспектра;рк - внешний радиус к-й кольцевой зоны пространственно-частотного спектра;ф - коэффициент пропускания по интенсивности к-й кольцевой зоны частотногоспектра для длины волны 1,К - количество фильтруемых диапазо Онов частот, причем ро = О.2, Устройство для оптической обработкиизображений, содержащее расположенныепоследовательно на одной оптической осиисточник полихроматического излучения,осветительную систему, транспарант,фурье-объектив, пространственно-частотный фильтр, фурье-преобразующий обьектив, плоскость регистрации изображенияРаайчс объекта ),О.03 миКааоаинаты ыветньсти Источника где р - радиальная полярная координата вплоскости пространственно-частотногофильтра;рь, - внешний радиус к-й кольцевой зоны фильтра,- коэффициент пропускания по интенсивности К-й кольцевой эоны фильтрадля длины волны;Й - количество кольцевых зон фильтра,причем ро = О, а максимальный внешнийрадиус К-й (последней) кольцевой зоныфильтраГрй =ЯмаксРмакс1 ф.о,где юмакс - максимальная пространственнаячастота обрабатываемого изображения;Ямакс мэксимЭльнЭя длина Волны;1 ф,о - фокусное расстояние фурье-объектива. Таблица Х,2664, У=0,2983, 1=0,4353,Х У О.264920.29935 0.26492 О.29980 О."2 Ь 490О. 29968 О 26488 0.29947 О.26484 0.29919 0;2648 0.29884 О;26477 0.29843 .О.2473 0.2979 Ь .0.26469 0.2974 0 26467. 0.29694 О 264467., 0 29640 О." 26469 О. 29587 0.2 Ь 474 0.29538 О 26483 О.29494 0 "264980 гц 45 о Ы 26519 029434 О, 26548 . 0.29425 О.26586 0.29435 Оф 26637, 0.29469 О,26702 .:. О. 29535 6"26786 1 0.29639 026893 " 0.29793 01;27029 0.30011 0,27204 0.30315 О;.27,432О.ОеД 77390.31326 028168 0.32182 0 288 11 О. 33496 О. 29889 О. 35730 О.321 17 0.40318 Точка 2 3 4 57 о, Ф 10 1,1 12 .13 14 15 16 17, 18 ,19 20 21 22 23 24 25 26 .7.28 29 3 Ь О. 4 523 О. 43528 О. 4542 О. 43565 0.43597 0.435 0.4368 О.43731 О. 43734.0.43339 0.4 393 0.43944 , 0,43938О. 44023 О, 44044 О.44047 0,44023 О, 4 19790,433940.43763 0.43575 О.43314 .0.42960 0.42482 0,41832 040934 0.39649 0.37693 о.3438 0.27565 Ь 1. 34797 о"оос 1 4 цl 1.8.1174 1.76735 1.;068 1.631 Ь 7 154332 1.44540 1о 3375 1. 22632 1.11056 О.99387 0.87352 О.76657 0.65982 сг 977 О;46759Таблица 4 Радиус о 8 ьекта ф О.ЗО цмКооодинаты иветности источника : Х:0 2664 У=0,2983; 2=0,4353.