Оптоэлектронный коррелятор изображения

(23) П рнорнтет ВауМреюавай евтат ИВР в аюазн взекуеикВ Фп(впВ.473(088.8) Дата опублнковвння опнсання 17.07,82,1физико-технический институт им. С.В. Старод цева.и Особое конструкторское бюро при физико-те ничейноминституте им. С.В. Стародубцева(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕЛЯТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ 1Изобретение относится к технике оптоэлектронной обработки информации, а более конкретно к устройствам оптоэлектронных корреляторов и системам обработки аналоговой информации в реальном масштабе времени, и может быть использовано для распознавания образов, слежения за объектами, фильтрации сигналов, задаваемых в .форме оптического изображения и т,д.Известен оптический коррелятор, вкотором обрабатываемый сигнал, также как и весовая функция, записывается .на фотопленке в виде модуляции оптической плотности 111.Так как для регистрации сигнала на фотопленке требуется значительное время, то такой коррелятор не может работать в реальном масштабе времени.Известен также оптоэлектронный 20 коррелятор изображения, содержащий расположенные на одной оптической оси проекционный блок и множительно-запоминающий блок, выполненный в виде 2нанесенной на подложку слоистой структуры, состоящей из первого прозрачного электрода фоторезистивного слоя и второго электрода, причем электро" ды соединены с источником напряжения питания. При этом фоторезистивный слой обладает большим временемрелаксации фотопроводимости, что позволяет осуществлять оперативную запись и за- . поминание одного из изображений сиг" нала. Ввод сигналов осуществляется проекционными блоками, осуществляющими перемещение второго изображения по поверхности второго (безынерцион-, ного) фоторезистивного слоя 2.При перемещении второго изображе" ния выходной ток множительно-запоминающего блока соответствует текущему изменению корреляционного интеграла между обрабатываемыми изображениями.Недостатком такого. устройства является малое время запоминания одного из изображений, определяемое временем релаксации фотопроводимости (невремя без изменения уровня записанного сигнала, а также его стирание внужные моменты времени,Цель изобретения - увеличение точности и расширение области применения коррелятора.Указанная цель достигается тем,что, в оптоэлектронном коррелятореизображения, содержащем расположен-ные на одной оптической оси проекци"онный блок и множительно запоминающий блок, выполненный в виде нанесенной наподложку слоистой структуры, состоящей из первого прозрачного электрода, фоторезистивного слояи второго электрода, причем электро"ды соединены с источником напряженияпитания, в множительно-запоминающийблок между фоторезистивным слоем ивторым электродом введен полупроводниковый слой обладающий бистабильной вольт-амперной характеристикой,т,е. переключающийся из высокоомного состояния в низкоомное при приложении к нему электрического поля выше некоторого порогового значения. 15 20 2 Зо 3 94372более нескольких десятых долей секунды), и соответственно непрерывное изменение уровня записанного сигнала в результате релаксационных процессов фотопроводимости с естественным затуханием, Это ухудшает точность работы устройства и существенно ограничивает его функциональные возможности, так как для решения многих задач необходимо иметь возможность импульсного введения одного из изображений и его запоминание на длительное 5 4Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии (отсутствие сигналов) напряжение, приложенное к структуре, делится между слоем фоторезистора и 5-слоем, таким образом, что 5-слой находится в высокоомном состоянии. При проектировании на фо" торезистивный слой опорного изображения в освещенных местах произойдет перераспределение напряжения 0между фоторезистивным слоем и 5-слоем таким образом, что последний в этих местах перейдет в низкоомное состояние, т.е. происходит запись опорного изображения в двухуровневой (бинарной) Форме. Уровень квантования может регулироваться величиной напряжения в режиме записи 0.После записи одного из сигналов на 5"слое в виде распределения низкоомных областей, прикладываемое к структуре напряжение несколько снижают до величины О 2 (чтобы не происходило повторных записей) и на фоторезистивный слой проектируется второй сигнал. При этом интегральный ток через структуру пропорционален корреляционной Функции изображений сигналов, записанного на 5-слое и проектируемого на фоторезистивный слой. Стирание записанного иэображения осуществляется подачей коротких импульсов напряжения О определенной полярности и длительности; параметры стирающих импульсов определяются материалом и составом 5-слоя. В результате стирания все низкоомные области 5-слоя становятся вновь высокоомными.50 55 На чертеже приведена схема пред"лагаемого устройства,Множительно-запоминающий блок состоит из фоторезистивного слоя 1 иполупроводникового слоя с бистабильной вольт-амперной характеристикой(5 -слоя) 2, помещенных между двумяпленочными электродами 3 и 4, причемодин из них электрод 4 прозрачен длясветового потока; эти слои нанесенына подложку 5. Иежду электродами 3.и 4 приложено напряжение записи (1Проекционный блок 6 в режиме записи фокусирует опорное изображениена поверхность фоторезистивного слоя,После записи питающее напряжениеснижается до величины рабочего напряжения О, а проекционный блок фокусирует на поверхность слоя 1 второе(движущееся) изображение,Один из возможных вариантов реализации предлагаемого устройства состоит в следующем. На стеклянную подложку наносят прозрачный электрод из 5 пО толщиной100 А, на который путем термического испарения в квази- замкнутом объеме и последующего очувствления наносится фоточувствительный слой СЮ толщиной " 1 О мкм. Поверх этого слоя напыляется слой аморфного полупроводника составаОе 051 те,Аз толщиной л 7 мкм, обладающий бистабильной характеристикой с порогом переключения 10- 15 8, затем напыляется второй металлический элект. род из Рй толщиной 1-3 мкм, Стирание осуществляется импульсами напряжения обратной полярности, с длительностью 0,1 щз и амплитудой 20 В.9) 37формула и зобретенияОптоэлектронный коррелятор изобра. жения, содержащий расположенные на одной оптической оси проекционный блок и множительно-запоминающий блок, 5 выполненный в виде нанесенной на подложку слоистой структуры, состоящей из первого прозрачного электрода,. фоторезистивного слоя и второго электрода, прицем электроды соединены с в источником напряжения питания, о тл и ц а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности и расширения25 бобласти применения коррелятора, в множительно-запоминающий блок между фо-"торезистивным слоем и вторым электродом введен полупроводниковый слой,обладающий бистабильной вольтамперной характеристикойИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй) 269628, кл. 6 06 Г 9/00) 1968.2. Авторское свидетельство СССРй 72393 Й) кл. С 06 Г 9/00, 1978Тираж 731Государственноделам чзобретеМосква Ж П "Патент", гго коми Ий И ОТ аушская ета СССРрытийнаб. 8. М 5ул. Проектная, 5 Поно