Способ оптической обработки изображений

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано дляцелей оптическбй обработки изображений путем выделения н них объектови деталей с периодически изменяющейся с неизвестной или заранее заданной частотой яркостью.Целью изобретения является повьпдение селективности выделения в регистрируемом изображении объектов с периодически изменяющейся яркостью.На фиг,1 условно показана переориентация молекул жидкого кристалла впеременном электрическом ноле, имеющем поперечную составляющую (на краюосвещенной детали объекта); на фиг.2 -переориентация в условиях, когдачастота изменения яркости объекта совПадает с частотой питающего напряжеия; на фиг.З - график измененияамплитуды оптического отклика Фотончувствительной структуры при изменеии частоты питающего напряжения дляобъекта с периодически изменяющейся 25яркостью,На Фиг.1 - 3 обозначены: 1 - Фо 1 ополупроводник; 2 - жидкий кристалл; 3 - электрод; 4 - считывающийсветовой поток; Р - частота питающего 30напряжения; Р - частота изменения1 яркости.Способ реализуют следующим обра-.зом,На жидкокристаллическую структурусодержащую слой фотополупроводника35и гомеотропно ориентиронанный слойжидкого кристалла 2, проецируют реГистрируемое изображение, содержащее мерцающие объекты. Одновременнок электродам 3 структуры прикладывают знакопеременное питающее напряжение. При этом в слое жидкого кристалла 2 структуры на границах деталейИзображения возникает поперечная сос-тавляющая электрического поля, направЛенная перпендикулярно исходной гомеотройной ориентации жидкого кристаллаи меняющаяся во времени с частотойпитающего напряжения Р.Флексоэлектрический эффект в этомйоперечном поле приводит к деФормациираспределения директора молекул т.е.к модуляции света, прежде всего егофазыу и (или) поляризации При нбсОВПадении частот мерцания выделяемых55объектов с частотой питающего напряжения поперечное поле знакопеременноев областях изображения с градиентами яркости, т.е. на границах ярких деталей, В этом случае молекулы жидкого кристалла отклоняются от исходного положения ( О: О) в обе стороны в плоскости, образонанной продольной и поперечной компонентами электрического поля, т.е. в пределах -О,с В (6 где 8 - угол, отсчитываемый от нормали (Фиг.1). При этом оптический отклик относительно невелик,. поскольку набег Фазы света пропорционален квадрату среднего угла наклона молекул, равного нулю.При совпадении частоты питающего напряжения с частотой изменения яркости выделяемых объектов, а также при совпадении но времени максимума яркости с максимумом питающего напряжения отклик структуры при считывании многократно возрастает, так как поперечное поле на границах ярких мерцающих объектов уже не знакопеременное, а однополярное, пульсирующее. Движение молекул в поле такого потенциалаИ носит асимметричный характер (6 ( 0( 6 Фиг.2). Одновременно значительно возрастает набег фазы, а следовательно, и оптический отклик, Аналогично возрастает оптический отклик дпя случаен кратности частоты питающего напряжения и частоты мерцания выделяемых объектов (фиг.З). Для возникнонення оптического отклика существенно, чтобы диэлектрическая анизотропия жидкого кристалла была минимальной, поскольку переход Фредерикса, происходящий в противном случае, может привести к снижению выходного сигнала, При отсутствии нужной Фазировки амплитуда оптического отклика также снижается.П р и м е р. Способ был реализован на структуре, н которой полупроводником служил монокристалл силиката висмута толщиной 200-300 мкм. Жидким кристаллом служила смесь аэоксисоединений с равными компонентами тензора., диэлектрической проницаемости, т.е. Г = О, и фпексоэлектрическим коэфФициентом е р = -е= 10 ф дин/см, толщина которого составляет 10-15 мкм. Жидкий кристалл ориентировался гомеотропно добавкой лецитина. При совпадении частоты питающего напряжения Р с частотой изменения яркости Рпроисходило увеличение амплитуды от- клика в 43 раза при Р, = 108 Гц.Полная ширина пика оптического откли 1403005ка, т.е. величина, обратная селективности, составила 2-3 Гц (фиг.3). Пики наблюдались также на частотах питания, кратных частоте изменения5 яркости, т.е. при Р = пР , где и2, 3,4, при постепенном уменьшении амплитуды отклика (для частот питания1 больших 500 Гц, Фотопроводник практически нефоточувствителен). Часто та питающего напряжения могла быть перестроена в пределах 10-500 Гц.Таким образом, предлагаемый спо-. соб позволяет с высокой селективностью вьщелять из изображений объекты с 15 периодически изменяющейся яркостью, поскольку при одинаковой средней яркости объекта оптический отклик на границах объектов вб много раэ выше, чем вне и внутри них, 20При использовании предлагаемого способа по сравнению с прототипом достигается увеличение селективности . более, чем на порядок, поскольку для известного случая оптический отклик 25 представляет собой гладкую зависи" мость от частоты изменения яркости от 10 Гц до 500 Гц и даже выше, т.е. с шириной не менее 500 Гц, при этом положение средней частоты не может 30 быть изменено, те, нельзя перестраиваться на объекты с различной частотой. В предлагаемом способе ширина регистрируемого оптического отклика составляет около 2-3 Гц в диапазоне частот 20-500 Гц. Следовательно, по сравнению с прототипом достигается увеличение на два порядка селективности вьщеления объектов с периодически изменяющейся яркостью. 11 ри этом пределы перестройки в данном случае ,определяются чувствительностью полупроводника, в частности при использовании арсенада галлия в качестве фотопроводника эти пределы 140 кГц и т.д.Формула изобретенияСяособ оптической обработки изображений, заключающийся в том, что регистрируемое изображение проецируют на фоточувствительную жидкокристаллическую структуру, одновременно прикладывают к ней знакопеременное питающее напряжение и оптически считывают результат обработки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения селективности вьщеления в регистрируемом иэображении его элементов с периодически .изменяющейся яркостью, в Фоточувствительной струк-. туре жидкий кристалл с равными между собой компонентами тензора диэлектрической проницаемости и с отличным от нуля Фпексоэлектринеским коэФФициентом ориентируют гомеотропно, при этом частоту питающего напряжения вы" бирают кратной частоте изменения яркости выделяемого элемента изображения, а максимум питающего напряжения совмещают во времени с максимумом яркости элемента,1403005 Составитель А.Гусев Техред Л.Сердюкова орректор Л.Пилипенко дактор А.Леж Заказ 2856/3 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн ВНИИПИ Государственн по делам изобрете13035, Москва, Ж, Р Подписнокомитета СССРи открьггийкая наб, д. 4/5