Голографическое устройство для распознавания образов

,йййЕПЕК СПУБЛИК ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДУПЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н ОБРЕТЕНИЯеидетвъстВУиМу,Ъаркин и С.Н ико очес(71) Московский ордена Трудовог Красного Знамени инженерно-физи кий институт(54)(57) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ, содер" жащее источник освещений и расположенные последовательно на одной оптической,оси коллиматор, транспарант .с распознаваемыми объектами, объек-;тив Фурье-преобразования, фурьеОПИСАНИН АВТОРСКОМ голограмму эталона распознавания и объектив обратного Фурье-преобразования, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношениясигнал/шум при распознавании одинаковых по форме объектов . различного масштаба, источник освещения выполнен в виде источника с непрерывным спектром длин волн, и в .устройство введен блок кодирования по цвету сигнала корреляции, расположенный эа объективом обратного фурье-преобразования, выполненный в виде Фурье-преобразующего блока, в входной плоскости которого расположена маска с пропусканием, только +1 порядка дифракции Фурье"голограммы эталона распознавания, а в спектральной плоскости. расположена голограмма для поворота +1 порядка дифракции фурье-голограммы эталона распознавания и распространения его вдоль оптической оси устройства.Изобретение относится к областиголографической обработки информации и может фыть использовано прираспознавании, в первую очередь,объектов, которые при одинаковой Форме могут иметь различный масштаб,например речевых сигналов, строчныхи прописных печатных знаков, анализерезультатов Физических и медикобиологических экспериментов.Йзвестно голографическое устройство для распознавания разномасштаб ных объектов 1; в котором используется возможность изменения масштаба Фурье-спектра транспаранта с распознаваемыми объектами при его освещении сходящимся пучком когерентного света. Данное устройство включает источник когерентного излученияколлиматор, первый Фурье-преобразующий объектив, траиспарант, Фурье-голограмму эталона распознавания, второй Фурье-преобразующий объектйв.Изменение расстояния от транспаранта до голограммы эквивалентноИЗМЕНЕНИЮ МаСШтаба ОбьеКтОВ На траНспаранте.. Недостатками устройства являютсянеобходимость механического передвижения транспаранта и плоскости ре-.гистрации сигналов, что резко снижает скорость обработки, а также . ЗОнизкое отношение сигнал/шумприраспознавании из-за изменения плотности светового потока на поверхности транспаранта при его перемещении. 35Наиболее близким по техническойсути к изобретению является голографическое устройство для распознавания образов содержащее источник освещения и расположенные после-,4 рдовательно на одной оптической осиколлиматор, транспарант с распознаваемыми объектами, объектив Фурьепреобразования, Фурье-голограммуэталона распознавания и объективобратного Фурье-преобразования 2,Данное устройство позволяет распознавать различные по масштабуобъекты за счет использования многоканального голограммного,фильтра,на котором в качестве эталона рас- фпознавания записаны объектыс различным масштабом. Отличие в разме;ре ближайших по масштабу эталонныхобъектов выбирается таким, чтобысигнал корреляции с одним из эталонных объектов превыщал шум для;распознаваемых объектов любогоразмера в .заданном диапазоне масштабов,Недостатком данного устройства 40является низкое отношение сигнал/шумобусловленное следующими причинами.если на фурье-голограмму записывается большое число эталонных объек-.тов для того, чтобы перекрыть требуемый диапазон масштабов, то отноше" ние сигнал/шум ухудшается из-за ограниченной информационной емкости ре" гистрирующей среды для записи голо" грамм, Если уменьшить число записываемых эталонных, объектов, увелиЧив разницу в размерах между ближайшими из них, то произойдет уменьшение отношения сигнал/шум за счет того, что сигналы объектов распознавания, имеюцих размеры промежуточные отно" сительно эталонных объектов будут малы по величине.Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум при распознавании одинаковых. по .форме объек. тов различного масштаба за Счет од" новременного сравнения распознаваемого объекта с непрерывным множеством эталонов различного размера.Поставленная цель достигается тем, что в голографическом устрой" стве распознавания образов содер" жащем источник освецения и расположенные последовательно на одной оптической оси коллиматор, транспарант с распознаваемыми объектами, объектив Фурье-преобразования, Фурье- голограмму эталона распознавания и объектив. обратного Фурье-преобразования, источник освещения выполнен в .виде источника с непрерывным спектром длин волн, в устройство введен блок кодирования по цвету сигнала корреляции, расположенный за объективом обратного Фурье-преобразования, выполненный в виде Фурье-пре-, образующего блока, в входной плоскости которого расположена маска с пропусканием только +1 порядка дифракции Фурье-голограммы эталона распознавания, а в спектральной плоскости расположена голограмма для поворота +1 порядка дифракции Фурье- голограммы эталона распознавания и распространения его вдоль оптической.оси устройства.Схема устройства представлена на чертеже.Устройство содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник освещения с непрерывным спектром длин волн 1, коллиматор 2, транспарант с расположенными объектами 3, первый Фурье- преобразующий объектив 4, Фурье- голограмму, эталона распознавания 5, Объектив обратного Фурье-преобразо" вания б,блок кодирования по цветусигнала корреляции, состоящий из маски 7, закрываЮщей все дифракционные порядки фурье-голограммы эталона распознавания, кроме +1 го, Фурье-преобразующего объектива 8, голограммы 9, обеспечивающей поворот +1-го порядка Фурье-голограммы эталона распознавания и его даль- . нейшее распространение вдбль опти8 б 2713 Составитель В.Аджалов Редактор Бородкина Техред Т,Маточка Корректор О,Билакве таврюживве Щв в иев еж е ев ш мэЗаказ 8062/2 Тираж 473 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, .Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 па, Пусть необходимо распознавать объекты, размер которых может меняться в М раэ, а заданное отношение сигнал/шумЯ для распоэна" вания с помощью прототипа объекта по одному эталонному объекту.достигается,при их взаимном различии в размере йе более, чЕм в 1 п раэ.Число эталонных объектов, которое должно быть записано на Фурье-голо;:,М грамму для прототипа, есть - :-,для предлагаемого устройствагдеЪмикс- ,Так как отношение сиг.- нал/шум уменьшается пропорционально количеству записанной на голограмму Выигрыш в увеличении отношени:сигнал/шум распознавания при использовании предлагаемоГо устройства есть ф , типичное значение Ь а 1,01 а К а 1,5, т,е; отношение 5сигнал/шум, увеличиваетсяв 50 .раз.Данное устройство позволяет распознавать объекты, значительно отличающиеся по масштабу при высоком отношеник сигнал/шум. Световая коди розка (по длинам волн) сигналов опоэ.назания облегчает обнаружение объек: тов и определение их истинноге размера. Кроме того, достоинством устройства является воэможность использования в нем .пространственно некогерентного источника, что позволяет устранить влияние фазовых неодно-, родностей транспаранта с распознаваемыми объектами и тем самым дополнительно повысить отношение сигнал/ шум при распознавании.