Устройство для обработки изображений

пл 858028 Союз Советских Соцнаектических Республик(22) Заявлено 122079 (2 Ц 2829061/18-25 с присоединением заявки ЙоГосударственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй .Дата опубликования описания 23,08.81 а ".4;,: 0,1,1В.К. Соколов и А.ф. Малыйз(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Изобретение относитсяк гологра- Фии., в частности к устройствам, позволяющим выполнять различные типыопераций над иэображениями.5Известно устройство для обработки изображений, состоящее из двух сферических линз, расположенных на оптической оси, причем задняя фокальная плоскость первой линзы совпадает спередней Фокальной плоскостью второй линзы и здесь же стоит Фильтр, а в передьей фокальной плоскости первой линзы и в задней Фокальной плоскости второй линзы стоят перпендикулярно оптической ося два 5 плоских полупрозрачных зеркала. Работа устройства основывается на использовании обратной оптической связи,позволяющей синтезировать обработку. иэображений по ряду алгоритмов 1); 20Недостаток данного устройства зак.- лючается в том, что длина когерентности используемого источнвка света должна бытЬ не менее 8-йи Фокусных рас" стояний испольэуеьих сферических линз.25Кроме того, оно имеет огравичейные .Функциональные возможиосттт.-:ограниченный круг операций по обработке кзображений, который определяется воз. можностями синтеза модуляционных ха рактеристик пространственных фильтров,включаеваах в прямую цепь и цепь обратной связи.Известно устройство для обработкиизображений, содержащее расположенныена одной оптической .оси и оптическисвязанные между собой входное полупрозрачное зеркало,сферическую преобразующую линзу, пространственныйФильтр, сферическую восстанавляваю.-щую линзу и выходное .полупрозрачноезеркало. В плоскости фурье-преобразования находятся два фильтра прямой и обратной связи, а в переднейфокальиой плоскости первой линзын в задней фокальной. плоскости второй линзы - два плоских полупрозрачных зеркала, наклоненные к оптической оси так, чтобы .часть света, .отразившаяся от второго полупрозрачного зеркала,праала замкнутый путь вустройетве.и, отразившись от первого полупрозрачного зеркала, совпалаа первоначальжин путем света, причейсвет проходит линзы на прямом и обратном пути в параксиальной области 2),й .Недостатки устройства заключаютсяв большОй требуемой длине когерентности излучения используемого источ-, 858028ника света, что обусловлено длиной замкнутого пути в устройстве, равной восьми Фокусным расстояниям при рав ных фокусных расстояниях у обеих линз, а также в ограниченном круге операций по обработке иэображений, что,связано с ограниченными возможностями синтеза модуляционных характеристик просраяствеяных фильтров, включаемых в прямую цепь и в цепь обратной связи, и с необходимостью прохождения луча в параксиальной области.линз, что не дает возможности обрабатывать изображения с широким спек.тр.ом,Цель изобретения - умеяьшеняе длины когерентности излучения источникасвета при расширении Функциональныхвозможностей устройства.ф Поставленная цель достигается тем,что в устройство для обработки изображений, содержащее расположенныена одной оптической оси и оптическисвязанные между собой входное полупрозрачное зеркало, сферическую преобразующую линзу, пространственныйФильтр, сферическую восстанавливающую линзу и выходное полупрозрачноезеркало, введены полупрозрачные зеркала, первое иэ которых размещено.между преобразующей линзой и ее задней Фокальной плоскостью, а второемежду восстанавливающей линзой и еепередней Фокаяьной плоскостью и двеоптические системы, каждая иэ которыхсостоит из размещенных на одной оптической оси и.оптически связанных между собой пространственного Филът" ра, отражательного зеркала и сФерической линзы, причем во второй сис теме сферическая лииза,расположена 15 20 25 30 перед отражательным зеркалом и пространственным Фильтром, в первой иэ .49 упомянутых систем оптически связанопервое полупрозрачное зеркало с входиым полупрозрачным зеркалом, а во второй.- выходное зеркало с вторьиа полупрозрачным зеркалом.Такое устройство имеет две иезависиьме петли обратной связи, первая иэ котрых включает на одной оптической оси первое полупрозрачное зеркало пространственный Фйльтр, отража- щ тельное зеркало, сФерическую линзу, входное поеуироэрачиое зеркало и преобраэуюауювнизу, а вторая - выходное щжуцрозрачире зеркало, отражательное эаркапо, сферическую линзу., прострааотвевнйй Фельтр, второе полупроэрачаое зеркало и восстанавливающую Мийо, вричем линзы, входеаие в . кмщую кефае обратной связи, идентичны друг другу., Дяйиа иутЫ в каждой из петель обратной свези равна четы- ,еО рем Фокусааа расстояниям линза входящей в петлю обратной связи.Так как петлиобратной связи нева"висюи друг. от друга, длина когерентносТИ в одной иэ них ие влияет на длину когерентности в другой, поэтомудлина когерентяости в устройстве равна четырем фокусным расстояниям линзы,если все линзы в устройстве одинаковые. Таким образом, данное устройство снижает требование к минимальной длине когерентности источникав два раза. В отличие от известногоустройства в описываемом устройствепередаточная характеристика определяется не двумя, а тремя пространственными Фильтрамй, два из которых стоятв цепи обратной связи, а третий - впрямой ветви. Таким образом, расширяетсй воэможность синтеза передаточнойхарактеристики устройства, а поэтомуи обработки изображений, Устройствотакже дает возможность обрабатыватьиэображения с широким спектром, таккак частотные плоскости прямого иобратного хода лучейпространственно.раз.несены.На чертеже изображена оптическаясхема описываемого устройства.Устройство содержит входнде полупрозрачное зеркало 1, сферическуюпреобразующую линзу 2; пространственный фильтр 3, сферическую восстаяавливающую линзу 4, выходное полупрозрачное зеркало 5, расположенныенаодной оптической оси, причем каждаяиэ линз 2 и 4 оквачейа петлей обратной связи, линза 2 - с помощью прлупрозрачного зеркала Ь, пространственного фильтра 7, отражающего зеркала8, .сФерической линзы 9 и полупрозрачного зеркада 1, расположенных на одной оптической оси, линза 4 - с помощью полупрозрачного зеркала 5, сферического зеркала 10, отражающегозеркала 11, пространственного Фильтра 12; полупрозрачного зеркала 13,расположенных на одной оптическойоеи,Устройство работает следующимобразом.На вход устройства подается параллельный пучок когерентного света.На полупрозрачном зеркале 1 происходит сложение по амплитуде ;рямоголуча и луча, отразившегося от полупроэрачяого зеркала б, прошедщегозамкнутый путь и промодулироваяногофильтром 7, Луч, прошедший олупрозрачяое зеркало 6 и являющийся суммойпрямого н отраженного от иолупроэрачного зеркала 6 лучей, промодулируется Фильтром 3 После Фильтра 3 лучполучает дополнительную модуляциюна Фильтре 12 в замкнутой системе навыходе устройства. Таким образом,луч нри прохождении всего устройствапретерпевает модуляцию на трех Фильтрах и приобретает доиолнительнйй набег Фазы в двух замкнутых системах.Изобретение, помимо вышеуказанныхдостоинств имеет еще одно преимущество. Положение полупрозрачных зеркал1 и 5 может измвнятьея соответетеенно в пределах фокусного расстояния ли.1 эы 4, что обеспечивает непосред- . ственную установку обрабатываемого иэображения в переднюю фокальную плоскость линзы 2 и регистрацию обрабо- танного изображения в задней фокальной плоскости линзы 4, в отличие от известного устройства, где ввод и вывод изображения обеспечивается дополнительными оптическими устройст вами. 0формула изобретенияУстройство для обработки изображений, содержащее расположенные на Ф 5 одной оптической оси и оптически связанные между собой входное полупрозрачное зеркало, сферическую преобразующую"линзу, пространственный фильтр, сферическую восстанавливающующ линзу и выходное полупрозрачное зеркало, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью уменьшения длины когерентности излучения источника света при расширении функциональных врзмож- ностей устройства, в устройство введены полупрозрачные зеркала, первое из которых размещено между преобразующей линзой и ее задней фокальной плоскостью, а второе - между восстанавливающей линзой и ее передней фокальной плоскостью, и две оптические система, каждая из которых состоит иэ размещенных на одной оптической оси и оптически связанных между собой пространственного. фильтра, отражательного зеркала н сферической линзы, причем во второй системе сфернчес" кая линза расположена перед отражающим зеркалом и пространственным фильтром, в первой из упомянутых систем оптически связано первое полупрозрачное зеркало с входным полупрозрачным зеркалом, а во второй - выходное зеркало с вторым полупрозрачным зеркалом.Источники информации,принятые, во внимание при экспертизе1, РооЬвап И, Тавога, давев С.Ыуал й. Оп-аха СоЬегепй ОрссаГеедЬас 5 уайев аког ваде Ргосеьапд. 3 оцгпа о 1 йЬе орсса ьос.е 1 уоУ Авегса, 1976, Ч. 66, М 2, р. 169.2ЗдЬОпои 5 с. О.Р., Еее 5.Н,А соЬегепй орйса ГеОЬасй аувйевЮог ор 13 са пгогвайп ргосеа 5 пдАрр. Раув. 1975, Ч. 8, р. 51-58858028 РедаПол Синицкая Тираж 745ПИ Государственного коми о делам изобретений н.о Иосква, 3-35, Раушская 47/81ВНИ свое Падтета СССРкрнтийнаб д,113 Ужгород, ул. Проектная,ПН "Патентф оставнтель в, лджалов ехредй, Рейвес Коррект