Способ пространственного дифференцирования изображений и репродукционная система для пространственного дифференцирования изображений

СОК)3 СОВЕСКИХСОЦИАЛИСГИЧЕСКЕСПУБЛИК НИЯ " ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ встр ильт законГ ) информационной емкости дифферванного изображения.Осуществляется пространстветотная фильтрация исходного изобпо законут(1 Р) =афгде т(1 о)- коэффициент пропускастранственвых частот по интенсивф 3 .,Д - пространственнаяв полярной сйстеме координат: ен нно-час- ражения я ости част ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1267339, кл. 6.02 В 27/46, 1984,Авторское свидетельство СССРВ 1303978, кл, 6 02 В 27/46, 1,985,(54) СПОСОБ ПРОСТРАНСТВЕННОГОДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ И РЕПРОДУКЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО. ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к оптическомуприборостроению и может быть использованов когерентных оптических процессорах при обработке изображения методом оконтуриванияего фрагментов, т.е. при выполнении операциии рост ранствен ного дифферен ци рован ия.Цель изобретения - повышение качества пространственного дифференцирования изображения и повышение информационнойемкости дифференцированного изображеИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в когерентных оптических процессорах при обработке изображений методом оконтуривания его фрагментов, т.е. при выполнении операции пространственного дифференцирования;.Целью изобретения является повышение качества пространственного дифференцирования изображения и повышение 6 02 В 27/46, 6 06/0 п ния Цель достигается тем, что осуется пространственно-частотнаяция исходного иэображения п(р) Ркоэффициент пропускания пространствен" ных частот по интенсивностиу.=х +1 у- пространственная частота в полярной системе координат; 0 а, В, ус 1 - постоянные коэф. фициенты. Особенностью репродукционной системы для пространственного дифференцирования изображений является использование для пространственно-частотной фильтрации плосковыпуклой линзы, выполненной из цветного оптического стекла, причем радиус выпуклой поверхности определяется иэ соотношения Я=-1 Я(11 Л) /Згоб 9 Х, где2К, - показатель поглощения стекла линзы; 6 - фокусное расстояние первого компонента; А- рабочая длина волны; 2 гоб - диаметр характерного (круглого) элемента дифференцируемого изображения; Х - отношение коэффициентов пропускания первого и нулевого максимумов пространственно-частотного спектра характерного (круглого) элемента дифференцируемого изображения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.Работа предлагаемой осесимметричной репродукционной системы моделируется для случая дифференцирования осесимметричного ступенчатого объекта единичного контраста, амплитудный коэффициент пропускания которого можно представить в полярных .оординатах входной плоскости1.г".Ягоб1 л(г) =О. г гоб,Результаты оконтуривания пробного объекта (фиг.2 а) диаметРом 2 гоб=0,4 мм линейным, квадратичным фильтрами и положительной линзой репродукционной системы (показатель поглощения стекла СС 8 линзы К,1 а 1,36, радиус кривизнывыпуклой поверхности линзы Р=-30 мм, толщина линзы вдоль оси б=2 мм, фокусное расстояние перво.о компонента 11=200 мм, рабочая длина волны А= 590 нм) представлены соответственно на фиг.2 б-г а полярных координатах выходной плоскости г =- Р 2 + 2, По верЧтикальной оси отложена относительная интенсивность 1 отн=/максСравнение графиков показывает, что репродукционная система, реализующая предлагаемый способ, дает болеееткий контур тест-объекта при сохранении информации о его местоположении (внутренняя область тест-объекта имеет отличную от нуля интенсивность, что позволяет распознать и идентифицировать оконтуренный объект, при этом незначительно увеличивается интенсивность фона),Изобретение может быть эффективно использовано также и при инверсной фильтрации для восстановления искаженных изображений. Выполнение операции дифференцирования изображения репродукционной системой позволяет также расширить функциональные возможности способа и устройства за счет возможности осуществления дополнительных видов пространственно-частотной фильтрации путем установки в плоскость апертурной диафрагмы 4 соответствующих дополнительных оптических фильтров. Кроме того, предлагаемая репродукционная система обладает более высоким отношением сигнал/шум из-за отсутствия дифференцирующего фильтра, проще юстируется и дешевле в изготовлении за счет того, что плоско-выпуклая линза 5 из цветного стекла выполняет двоякую функцию: коррекция аберраций в составе афокального компенсатора (линзы 3, 5 и 6), а также дифференцирование изображения за счет переменного по пространственной частоте поглощения.51015 50 55 пространственного дифференцирования т 25 30 35 40 45 Формула изп 1)рл ния 1, Способ прострэнс 1 веннчп ди 1 ферпн цирования изображений, вклю акаций фпрми РОВЭНИЕ КОГЕРЕНтНОй ОСВР.ЩЭЮЩЕИ ПЛОСкПИ волны, освещение этой волной трэнспаран 1 а первое оптическое преобрэзование Фурье над ВОЛНОИ, ПРОМОДУЛИРОВЭННтгИ ТРЭяНСПЭРаНТПМ, П ООСтРЭ НСтВЕН НО-ЧаС ГОт НУЮ ф ИЛЬт РЭЦ 1 л Ю, второе оптическое преобразование Фурье. в результате которого формируют рег. гэвриревэнное изобрэжениетранспаранта, О т л и. ч э ю щ и Й с я тем. что, с целью повьшяения кгчества пространственно о дифФеренцгл рэьэния изображения и повышения инфор. м-ционной емкости дифференцированного изображения, прос ранственно-частотная фитпттрэция оеуществляется по закону зг(акр) =а/3; г.г., т (юр ) - коэффициент пропускэния простэнственных частот по интенсивности:марв пространственная частота;0 а, /3, )к 1 - постоянные коэффициенты.2. Репродукционная система для пространственного дифференцирования изображений, содержэщгя деэ компонетэ, расположенных симметрично о гносительно апертурной диафрагмы, установленной и задней фокэльной плоскости первого компонента, совмещенной с передней фокальной плоскостью второго компонента, каждый из которых выполнен из двух одинаковых Обращенных выпуклостями друг к другу плосковыпуклых линз, при этом в первом компоненте выпуклая поверхность первой линзы выполнена концентричной центру апертурной диафрагмы первого компонента, которая расположена в его передней фокальной плоскости, а выпуклая поверхность второй линзы выполнена апланэтичной заднему фокусу первой линзы, вогнуто-плоскую линзу, установленную за вторым КОМПОНЕНТОМ, афОКаЛЬНЬ и .ОМПЕНСатОР, УС- тэновленный между первым и вторым компонентами и состоящий из вогнуто-плоской линзы и отрицательного менискэ, причем вогнуто-плоская линза компенсэтора рэсположена перед апертурной диафрагмой всей системы, а положительная склеенная линза - непосредственно за ней, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения качества изображения и повышения информационной емкости дифференцированного изображения, плосковыпуклая линза склеенной положительной линзы афокального компен 1689911сатора выполнена из цветного оптического стекла, причем радиус кривизны выпуклойповерхности плосковыпуклой линзы определяется из соотношенияКД(1 ЛЯЗгоб 9 Хгде Ю - показатель поглощения стекла линзы; Ф11 в фокусное расстояние первого компонента;А- рабочая длина волны;2 го 6 - диаметр дифференцируемого изо бражения;Х - отношение коэффициентов пропускания первого и нулевого максимумов пространственно-частотного спектра дифференцируемого изображения,101 Т СССР Производственнсэ-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 10 Заказ 3812 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобрет113035, Москва, Ж, Раушск Подписноеям и открытиям принаб., 4/5