Устройство когерентной оптической фильтрации

О Й.ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциалистическими Реслтблин К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельств аявлено 28.17,1969 (с при нением заявки ПриоритетОпубликовано 02.11.1971. Бюлл Комитет по лелем изобретений н открытий621,391,19 (088.8) тень.Х 1.1971 ри Совете Министров СССРДата опубликования оп ния Авторы зобретения, И. Крупицкий,арпов енинградский электротехнический институт связи им. проф, 1 т 1, А, Бонч-Бруевичааявитель ТРОЙСТВО КОГЕРЕНТНО ФИЛЬТРАЦИОПТИЧЕСК тато- анов- пер- раз- зрач- каль- аспо- ма- клов решить за- координат Изобретение относится к устройствам распознавания образов, а именно к системам согласованной оптической фильтрации изображений,Известно устройство когерентной оптической фильтрации изображений, содержащее источник когерентного света, коллиматор для равномерного освещения входного транспаранта, транспарант, на котором записывается сигнальная функция в виде светового распределения, содержащая изображения опознаваемых символов, линзу, осуществляющую прямое преобразование Фурье, в результате которого в частотной плоскости образуется спектр сигнальной функции; оптический фильтр; линзу, с помощью которой производится обратное преобразование Фурье и формирование в выходной плоскости фильтрованного сигнала; преобразователь светового поля в электрический сигнал, обеспечивающий возможность регистрации заданных изображений,В случае опознавания более чем одного заданного изображения, необходима механическая смена фильтров-голограмм с помощью лентопротяжных механизмов (или вращающихся дисков), причем точность установки кадра в лентопротяжных механизмах должна быть не хуже 0,02 мм.Известное устройство позволяетдачу обнаружения и определения известных заранее изображении, произвольно расположенных по входной плоскости.Известное устройство отличается необходимостью предварительного изготовления набора согласованных фильтров, что довольно трудоемко, требует отдельной установки и занимает много времени. К установке согласованного фильтра в частотной плоскости относительно оптической оси предъявляются жесткие О требования (особенно сильно ухудшаются избирательные свойства фильтрующего устройства при смещениях согласованного фильтра перпендикулярно оптической оси). Кроме того, настройка узла, осуществляющего смену 5 фильтров, - трудоемкая и довольно сложнаяоперация,Цель изобретения в снижен трудоемкостии сложности изготовления согласованных фильтров и улучшение избирательности уст ройства фильтрации. Это достигается тем, что между коллар ром и первой фокальной плоскостью уст лен переключатель светового потока, в 25 вой фокальной плоскости дополнительно мещены транспаранты эталонов и непро ная маска диафрагмами, а во второй фо ной плоскости линзы-преобразователя р ложен прозрачный светочувствительный ЗО териал, допускающий многократность ци55 60 65 записи и стирания согласованных фильтров- голограмм,В качестве переключателя светового потока можно применить непрозрачную маску с фигурным вырезом определенных размеров или дефлектор оптического излучения. Как пример реализации устройства рассмотрим вариант, вкотором использована непрозрачная маска с фигурным вырезом.На фиг. 1 показан общий вид устройства, где 1 - источник когерентного света, 2, 3 - линзы коллиматора; 4 - непрозрачная маска; б - фигурный вырез; б - лентопротяжные механизмы; 7 - диафрагма; 8 - транспарант с сигнальной функцией; 9 в транспара с эталонными изображениями; 10 - линза, выполняющая прямое преобразование Фурье; 11 - прозрачный светочувствительный материал;12 - линза, выполняющая обратное преобразование Фурье; 13 - преобразователь двумерного светового .потока. На фиг, 2 дано схематическое изображение непрозрачной маски с диафрагмами, где 14 - окно, соответствующее транспаранту сигнальной функции; 1 б - окно, соответствующее транспаранту эталонного изображения; 1 б - диафрагма, предназначенная для создания точечного источника света.Источник когерентного света 1 коллимируется линзами 2, 3. Перед входной плоскостью Р 1 размещена непрозрачная маска 4 с фигурным вырезом б, Она последовательно перекрывает и пропускает световой поток, падающий на входную плоскость Р 1, Форма выреза в маске, его размеры и место расположения зависят от размещения во входной плоскости Р 1 диафрагмы 7, служащей для создания точечного источника света, транспаранта 8 сигнальной функции и транспаранта 9 с эталонными изображениями. Расположение транспарантов и диафрагмы (см. фиг. 2) является ориентировочным, Смена транспарантов производится лентопротяжными механизмами б, С помощью линзы 10 последовательно производится запись фильтра-голограммы на прозрачном светочувствительном материале 11 и операция фильтрации. Светочувствительный материал, допускающий многократность цикла записи и стирания, размещен в частотной плоскости Р 2. В случае обнаружения заданного образа линза 12 образует в выходной плоскости РЗ выходной световой сигнал, регистрируемый преобразователем 13. Для согласования действия всех элементов предлагаемого устройства необходим блок электронного управления, в котором вырабатываются электрические сигналы, управляющие работой отдельных узлов (на чертеже не показан) .Устройство работает следующим образом.Прежде всего установим, что при работе предлагаемого устройства маска 4, последовательно перекрывающая и пропускающая световой поток, может занимать три определенных положения; то 15 го г 5 зо 35 40 45 50 1 - световой поток перекрыт;П - световой поток падает на транспарант с эталоном и диафрагму (запись согласованного фильтра-голограммы);1 П - световой поток падает на транспарант с сигнальной функцией (операция фильтрации).Перед началом фильтрации блок электронного управления устанавливает маску в положение 1, тем самым световой поток в плоскости Р 1 перекрыт и не проходит к плоскости Р 2. При подаче во входную плоскость Р 1 первого кадра с сигнальной функцией одновременно подается первый эталон из набора опознаваемых изображений и соответствующим способом подготавливается для записи прозрачный светочувствительный материал 11, расположенный в частотной плоскости Р 2. Затем маска переводится в положение 11, Световой поток падает на транспарант 9 и диафрагму 7, проходит через линзу 10 и фиксируется на светочувствительной поверхности материала 11, образуя фильтр-голограмму. Время экспозиции выбирают, исходя из чувствительности материала, Фильтр-голограмма автоматически занимает свое оптимальное положение (полностью отсутствуют сдвиги относительно оптической оси), Затем блок электронного управления переводит маску в положение 111, и световой:поток проходит через транспарант с сигнальной функцией,Л инза 10 осуществляет преобразование Фурье от светового распределения, имеющегося на выходе транспаранта. Далее на световое распределение воздействует согласованный фильтр-голограмма, расположенный в плоскости Р 2. Линза 12 производит обратное преобразование Фурье светового распределения, прошедшего через согласованный фильтр.После линзы 12 образуются три световых потока в соответствии с особенностями фильтра-голлограммы, Один из потоков, являющийся полезным, с помощью преобразователя 13 двумерного светового потока преобразуется в одномерный электрический сигнал, несущий необходимую информацию, При наличии искомого изображения на транспаранте сигнальной функции в выходной плоскости образуется яркостная отметка, фиксируемая преобразователем 13. Если опознавание изображения с помощью фильтра, полученного с первого эталона, не происходит, маска устанавливается в положении 1, согласованный фильтр стирается, и подается второе изображение, Затем маска переводится в положение 11, записывается новый фильтр-голограмма, и повторяется процесс фильтрации. При отсутствии искомого изображения на транспаранте сигнальной функции в случае перебора всех эталонных изображений для анализа в фильтрующее устройство подается следующий кадр и т. д. Результаты фильтрации обрабатываются электронными системами и регистрируются,Составитель В. Кудрявцев Текред Е, Борисова Корректор Л. Орлова едакт оляко а к аз 3270/б Изд.1360 Тираж 473 ПоЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова,1. Устройство когерентной оптической фильтрации, содержащее источник когерентного света, коллиматор, линзы прямого и обратного преобразования Фурье светового потока, транспаранты сигнальных функций, расположенные в первой фокальной плоскости, и преобразователь двумерного выходного светового потока, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления согласованных фильтров и улучшения избирательности устройства фильтрации, между коллиматором и первой фокальной плоскостью установлен переключатель светового потока, в первой фокальной плоскости дополнительно размещены транспаранты эталонов и непрозрачная маска с диафрагмами, а во второй фокальной плоскости линзы-преобразователя расположен прозрачный светочувствительньш материал для многократного цикла записи и стирания согласованных фильтров-голограмм. 10 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия и надежности, в качестве переключателя светового потока применен дефлектор оптического излучения.