Оптическое устройство для обработки информации

,)00 11 00 НИЯ,тогмь ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМЪ( СВИД(56) 1, Гопкинс Р.И. и др.; Измерение и распределение энергии в оптических изображениях. - В кн. "Оценк качества оптического изображения". М., Геодезиздат, 1959, с. 197-214.2. Корзенко О.Н., Голущенко В.К. Улучшение качества фотоизображений с помощью оптической обработки.(54)(57) ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, содержащпоследовательно расположенные на однои оптическои оси лазер, монохроматический формирователь, содержащиймикрообъектив, точечную диафрагмуи коллимирующий объектив, транспарант, первый. Фурье-преобразующий обътив, амплитудно-фазовый фильтр пространственных частот, второй Фурьепреобразующий объектив и первыйфотоприемный блок, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности.и скорости измерений, в него введены первый и второй усилители, блок сравнения, электро- привод, отсчетный блок, цифровой индикатор и измерительный канал, состоящий из двух поцканалов, первый из которых расположен на основной оптической оси и включает регулируемую щелевую диафрагму, расположенную в частотной плоскости второго Фурье-преобразующего объектива, и про. ектирующий объектив, а второй подканал расположен на дополнительной оптической оси, ориентированой под углом к основной, и включает светоделитель, размещенный между вД рым Фурье-преобразующим объективом о и регулируемой щелевой диафрагмой, щелевую диафрагму с неизменяемой шириной щели, объектив и второй фото- ("ф приемный блок, при этом выходы первого и второго фотоприемных бло- Д ков соответственно через первый и вто рой усилители подключены соответствен но к первому и второму входам блока сравнения, выход которого подключен к входу электропривода, выход кото- Я рого подключен к входу отсчетного (; блока, первый и второй выходы которого подключены к входам соответ- атвенно цифрового индикат егулируемой щелевой диафИзобретение относится к оптическому приборостроению, а более конкретно к устройствам для определения разрешающей способности (РС) аэрофотоснимков, и может быть исполь зовано в приборах оптической обработ. ки информации.Нри аэрофотосъемке в результате действия различных факторов (таких, как термобарические аберрации, атмос О йерная дымка и т.п.) происходит искажение оптической передаточной функции (ОПФ) системы атмосфера - объектив - фотоматериал. В результате разрешающая способность фото снимка снижается, что приводит к уменьшению вероятности распознавания малоразмерных объективов. Поэтому при обработке фотоснимков измеряют их разрешаюц 1 ую способность. гоИзвестно устройство для оценки РС по точечным объектам, которое может быть использовано для измерения РС фотоснимка, состоящее из источника излучения, формирующей оптичес кой системы, набора кольцевых диайрагм и фотоприемного устройства И .Однако использование набора кольце. вых диафрагм обуславливает требование высокой прецизионности к измери- ЗО тельному узлу и делает устройство неудобным в эксплуатации. Кроме того, возникают сложности с измерением малых световых потоков, а время, затрачиваемое на графические и вычислительные работы, велико. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ко, герентно-оптическое устройство для пространственно-частотной фильтрации, содержащее последовательно рас" положенные на одной оптической оси лазер, йормирующую оптическую систему, транспарант, первый Фурье-преобразующий объектив, амплитуднойазовый фильтр пространственных частот, второй Фурье-преобразующий объек. тив и йотоприемное устройство 2 .Однако известное устройство предназначено только для улучшения качества фотоснимков, обладает низкой степенью автоматизации и требует определенной перестройки для выполнения операции измерения РС,Целью изобретения является повышение точности и скорости измерений.Для достижения поставленной цели ,в устройство, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, монохроматический формирователь, содержащий микрообъектив, точечную диайрагму и коллимирующий объектив, транспарант, первый Фурье-преобразующий объектив, ампли-, тудно-фазовый фильтр пространственных частот, второй Фурье-преобразующий объектив и первый фотоприемныи блок, введены первый и второй усилители, блок сравнения, электропривод, отсчетный блок, цифровой индикатор и измерительный канал, состоящий из двух подканалов, первый из которых расположен.на основной оптической оси и включает регулируемую щелевую диафрагму, расположенную в частотной плоскости второго Фурье-преобразующего объектива и проектирующий объектив, а второй подканал расположен на дополнительной оптической оси, ориентированной под углом к основной, и включает светоделитель, размещенный между вторым Фурье-преобразующим объективом и регулируемой щелевой диайрагмой, щелевую диайрагму с неизменяемой шириной щетпл, объектив и второй фотоприемный блок, при этом выходы первого и второго фотоприемных блоков соответственно через первый и второй усилители подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, выход которого подключен к входу электропривода, выход которого подключен к входу отсчетного блока, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно цифрового индикатора и регулируемой щелевой диафрагмы,На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит расположенные последовательно на основной оптической оси лазер 1, монохроматлческий формирователь состоящий из микрообъектива 2, точечной диафрагмы 3 и коллимирующего объектива 4, транспарант 5, например, в виде фотоснимка со "скачком плотности", первый Фурье- преобразующий объектив б, амплитудно-фазовый фильтр 7 пространственных частот, второй фурье-преобразующий объектив 8, регулируемую щелевую диафрагму 9, проектирующий объектив 10, фотоприемный блок 11, усигплтель 12, блок 13 сравнения, блок управления регулируемой щелевой диафрагмой, состоящий из электропривода 14 и от(2) 3счетного блока 15 (выполненного, например, в виде микрометрического винта), цифровой индикатор 16, а такжесветоделитель 17 и последовательно расположенные на дополнительной опти ческой оси (ориентированной под углом к основной) щелевую диафрагму 18 с неизменяемой шириной щели, объектив 19, Фотоприемный блок 20 и усилитель 21. 10Устройство работает следующим образом.Транспарант 5 в виде фотоснимка соскачком плотностиосвещается плоской монохроматической волной све та от лазера 1, сформированной монохроматическим формирователем (оптическим блоком), содержащим микро- объектив 2, точечную диафрагму 3 и коллимирующий объектив 4.В частотной плоскости первого фурье-преобразующего объектива 6 формируется волновой фронт, амплитуда которого с точностью до постоянного множителя определяется выражением 25. ея 1:р(реп - СЗРе 1 Ф 1 ьМ, Огде Д -х 1 - амплитуда волновог офронта в частотнойплоскости первогофурье-преобразующего объектива;ф(х) - коэффициент амплитудного пропускания фо тоснимка,Р Яф 1-. оператор Фурье-преобразования,3 Я - дельта-функцияДирака,401 х - пространственнаячастота,г 1) - одномерная,оптическая передаточнаяфункция системыатмосфера-объектив.пленка.КоэфФициент амплитудного пропускания 1 фильтра 7 описывается формулой50 где 41 - пространственная частота.1Амплитуда волнового Фронта А (1 х) за фильтром 7 определяетсяс точностью до постоянного множителя вы- ражением 4д(1 ФА(М 1 М-ИЯ,. ЮВ частотной плоскости второго фурье- -преобразующего объектива 8 формируется волновой фронт, амплитуда кото" рого пропорциональна ФРЛ системы атмосфера-объектив-пленкаА(х 1 е ГЬЯф;1 ф (4) где 11 - ФРЛ системы атмосфераобъектив-пленка.Щелевая диафрагма 9 установлена с полным раскрытием щели, величина которой определяется минимальным значением измеряемой РС. Объектив 10 строит изображение выходного зрачка второго Фурье-преобразующего объектива 8 в плоскости фотоприемного блока 11,(например, фотокатбда ФЭУ).Регистрируя это распределение и обрабатывая сигнал с помощью электрических блоков, получаем РС фотоснимка в соответствии с формулойКэ(,51 где Й - РС фотоснимка,коэффициент;3 - ширина линии, отсекающейот ФРЛ системы атмосфераобъектив-пленка ЗОБ энергии.При этом определяется из урав- нения С этой целью сигнал с фотоприемного блока 11 через усилитель 12 поступает на вход блока 13 сравнения, на второй вход которого одновременно поступает опорный сигнал с фотоприемного блока 20. С выхода блока 13 сравнения сигнал, пропорциональный отношению величин сигналов на первом и втором его входах, поступает на вход блока управления регулируемой щелевой диафрагмой, при этом включается электропривод.14, связанный с микрометрическим винтом отсчет- ного блока 15. При уменьшении сигнала, поступающего с Фотоприемного блока 11, по сравнению с опорным сигналом в 3,3 раза с блока сравнения на электропривод поступает сигнал1120373 оставитель А. ехред М.Тепер анов ректор С актор О.Юрковецк Заказ 7745/38 Тираж 698 осударственног м изобретений и Москва, Ж, Подписноекомитета СССР НИИПИ по дел11303 ткрытии ушская наб, илиал Патент Проектная, 4 Ужгород,"Остановка" (например, размыкается реле). Значение ширины щели диафрагмы 9 и обратно пропорциональная этой величине РС фотоснимка отображаются на индикаторе 16.5Для ввода эталонного сигнала используется вторая (дополнительная) часть измерительного канала, состоящая из светоделителя 17, с помощью которого частотная плоскость второго Фурье-преобразующего объектива 8 измеЛняет свое положение в пространстве, установленной в этой плоскости диафрагмы 18 с неизменяемой шириной щели,размеры которой совпадают с исходными значениями щели диафрагмы 9,объектива 19, фотоприемного блока 20и усилителя 21, которые установлены и работают аналогично объективу 10,фотоприемному блоку 11 и усилителю 12основной части измерительного канала.Изобретение позволяет улучшить качество фотоснимков, а также повысить оперативность определения разрешающей способности фотоснимка по сравнению с известными устройствами.