Устройство для кодирования изображений объектов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕ л, %42ский88.8)топсабоо. 1984, чо. 51,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к технике обработки изображений, а именно к. оптико- электронным устройствам ввода изображения в ЭВМ с предварительной оптической обработкой, и может быть использовано для параллельного кодирования низкоуровневых иэображений на основе разложения по угловым направлениям Изобретение относится к технике обработки изображений, в частности к оптико- электронным устройствам ввода изображения в ЭВМ с предварительной оптической обработкой, и может быть использовано для параллельного кодирования низкоуровневых изображений на основе разложения по угловым направлениям энергетического спектра Фурье,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,На фиг; 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 - апертуры изображений в электронно-оптических преобразователях (ЭОП); на фиг. 3 - направления сканирования; на фиг, 4 - распределение энергии в штрихе на экране ЭОП; на фиг. 5 - изображение в корелляционной плоскости в одном канале; на фиг. 6 - схема преобразования гексагонального растра в квадратэнергетического спектра Фурье. Цель изобретения - повышение быстродействия, Устройство содержит последовательно расположенные оптически связанные первый обьектив, первый электронно-оптический преобразователь, матрицу фоконов. второй электронно-оптический преобразователь, линзовый растр, второй обьектив, механически связанные с приводом врашения и датчиком угла поворота первую цилиндрическую линзу, модулятоо света и вторую цилиндрическую линзу, третий объектив, матрицу диафрагм и фотопреобразователь, а также блоки управления, формирования напряжений развертки, Повышенное быстродействие обусловлено па-раллельной обработкой и считываниемо информации. 9 ил. ный; на фиг. 7 - оптическая схема одного элементарного канала; на фиг, 8 - развертка в ЭОП; на фит. 9 - светоделительная призма.Устройство для кодирования изображения содержит (фиг, 1) объектив 1, ЭОП 2 и 3, соединенные между собой через матрицу 4 конусных фоконов, расположенных в узлах гексагональной структуры, при этом в каждом ЭОП установлены пластины (не показаны) для синхронного отклонения электронных изображений по координатам Х и У в угловых направлениях относительно оптической оси, гексагональный линзовый растр 5 Мха элементов, объектив 6, цилиндрическую линзу 7, одномерную вращающуюся голограмму 8 интенсивности штриха с постоянной интенсивностью, вторую цилиндрическую линзу 9, установленную перпендикулярно линзе 7, датчик 10 угла поворота, при этом цилиндрические линзы7 и 9 и голограмма 8 соединены жестко в одном узле, объектив 11, матрицу 12 диафрагм, расположенных по:гексагональной структуре, установленную в автокорреляционной плоскости, фотопреобразователь, состоящий из цилиндрической линзы 13 и объектива 14 (для получения увеличения по координате Х в /2 раза), светоделительной .призмы 15, направляющей пучки с помощью трех линз 16 на три матрицы 17-19 фотоприемников, повернутые на 45 вокруг оптической оси, и блок 20 управления, Кроме того, устройство содержит блок 21 формирования напряжений развертки, На фиг, 1 показана также ЭЕЭл 22 для обработки выходных сигналов устройства,Устройство работает следующим образом,Объектив 1 формируется изображение на фотокатоде первого ЭОП 2, в котором формируется электронное изображение на люминесцентном экране (не показан), отклоняемое с помощью пластин в угловых направлениях по координатам Х и У. ЭОП 2 и 3 соединены между собой через матрицу 4 конусных фоконов с диаметрами Р и О. Электронное изображение при отклонении сканируется входными апертурами фоконов. Поскольку выходные апертуры фоконов в М раз меньше, т.е, к = Овх/Овых, то, соответственно, плотность энергии на входе второго ЭОП 3 в каждой точке увеличивается в 1 раз (фиг, 2), не считая усиления в самом ЭОП. Изображение в виде точечной структуры усиливается во втором ЭОП и отклоняется в противоположную сторону синхронно с изображением в первой камере. Таким образом, из изображения, сформированного объективом 1 на фотокатоде ЭОП 2 с распределением по интенсивности во времени и по координатам В(Х, У, т), получают после сканирования в каждом элементарном канале временной сигнал Вфн), где ь - время сканирования круглыми апертурами фоконов за период отклонения в одном направлении, Во втором ЭОП 3 временной сигнал интенсивности излучения при сканировании преобразуется в одномерное распределение интенсивности свечения люминофора экрана в виде штриха (фиг, 2 в), а всего изображения - в виде массива штрихов, ориентация которых зависит от углового направления отклонения электронных изображений. При этом максимальное время послесвечения люминофора не должно превышать время от момента окончания сканирования в одном угловом направлении до момента начала сканирования в другом направлении.5 10 15 20 25 30 35 С экрана ЭОП излучение проходит через линзовый растр 5 с Ихй элементами, при этом каждая линза соответствует одному штриху на экране ЭОП, Излучение проходит через обьектив 6 и цилиндрическую линзу 7, при этом эквивалентная фокальная передняя плоскость оптических элементов 5 - 7 совпадает с положением экрана ЭОП 3. Следовательно, в заднем эквивалентном фокусе будет сумма наложенных интенсивностей излучения по координате Х от всех элементарных каналов, где и устанавливается голограмма 8 интенсивности. При записи голограммы интенсивности в качестве входной информации используется набор элементарных штрихов с постоянной интенсивностью, для чего достаточно на вход устройства подать равномерную освещенность (фиг, 4, заштрихованная часть). После фильтра каждый элементарный пучок сохраняет направление своей оптической оси, по которой происходит излучение нулевого порядка, а первые порядки дифрагированного излучения отклоняются от оптической оси элементарного пучка, Излучение проходит через цилиндрическую линзу 9 и объектив 11, а в корреляционной плоскости восстанавливаются в каждом элементарном канале "+" и "-" изображения штрихов, постоянные по интенсивности, если не учитывать влияния входной апертуры фокона. Обе цилиндрические линзы 7 и 9, перпендикулярно расположенные относительно другой, и голограмма 8 вращаются с угловой скоростью, равной двум адрам за один оборот, вокруг оптической оси. За время одного полуоборота голограммы, связанной с датчиком 10 угла поворота, изображения отклоняются в трех направлениях в соответствии 40 с гексагональной структурой линзового растра 5. В корреляционной плоскости установлена матрица 12 диафрагм с отверстиями, через которые проходит. энергия, сосредоточенная в автокорреляционном пике. а 45 изображения восстановленных штрихов спостоянной интенсивностью задерживаются. Таким образом, происходит отделение постоянной составляющей интенсивности каждого штриха (фиг. 4 и 5), Затем прошед. шее цилиндрическую линзу 13 и объектив 14(с увеличением в Г 2 г по оси Х и с увеличением в 1" по оси У) излучение проецируется светоделительной призмой 15 и тремя линзами 16 на три матрицы 17-19 с 3 фотоЙхйприемниками каждая. Цилиндрическая линза 13, объектив 14 и призма 15 преобразуют гексагональную структуру элементарных пучков в квадратную структуру (фиг.6 а-в), которая поступает на входы матриц17 - 19 фотоприемников, а с их выходов - навход ЗВМ 22, в которой реализуется ал 1 аритм обработки, например формированиепо максимальной мощности высокочастотного энергетического спектра Фурье, чта в 5дальнейшем может быть использовано дляразличных преобразований, например длякорреляции с закодированным таким же образом. эталонным изображением и для слежения за объектом, 10На фиг. 7 схематически показано прохождение одного элементарного пучка, поясняющее работу устройства. Блок 21формирования напряжений развертки управляется от датчика 10 угла поворота, и в 15моменты; когда вращающиеся голограмма 8и цилиндрические линзы 7 и 9 занимаютположение одного из угловых направлений1, 11, И 1(фиг. 8), изображения в ЭОП откланяются в этом же направлении. 20Повышение быстродействия устройствадостигается за счет параллельной обработки и снятия иНформации по йхй локальнымобластям, т,е, по всему иэображению, В результате быстродействие возрастает в М 25раз.Кроме того, предлагаемое устройствохарактеризуется повышенным использованием входной апертуры и повышенным разрешением по сравнению с использованием 30квадратной матрицы, а также имеет малыегабариты за счет применения светоделительной призмы предлагаемой конструкции(фиг. 9),Формула изобретения 35Устройство для кодирования изображений объектов, содержащее последовательно расположенные оптически связанныепервый объектив, модулятор света, механически связанный с приводом вращения, второй объектив и фотопреобразователь,выход которого является информационнымвыходом устройства, от л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения быстродействия устройства, модулятор света выполнен 45 в виде голограммы интенсивности, устройства содержит расположенные между первым абьективам и галаграммай интенсивности оптически связанные первый электронна- оптический преобразователь, гексагональную матрицу фоканов, второй электронна-оптический преобразователь, гексаганальный линзовый растр, третий объектив и первую цилиндрическую линзу, механически связанную с приводом вращения, расположенную между галограммай интенсивности и вторым объективом и оптически связанную с ним вторую цилиндрическую линзу, механически связанную с приводом вращения гексаганальную матрицу диафрагм, датчик угла поворота, механически связанный с приводом вращения, блок управления, подключенный к первому выходу датчика угла поворота, и блок формирования напряжений развертки, вход и выходы которого подключены соответственна к второму выходу датчика угла поворота и к входам развертки первого и второго электронна- оптических .преобразователей, фотапреабразаватель содержит последовательно расположенные оптически связанные четвертый абьектив, третью цилиндрическую линзу и светаделительную призму с двумя рамбическими отражающими гранями и двумя прозрачными треугольными гранями, первую и вторую матрицы фотоприемников, оптически связанные соответственна через первую и вторую отражающие грани призмы с третьей цилиндрической линзой. и третью матрицу фотоприемников, оптически связанную через первую и вторую прозрачные грани призмы с третьей цилиндрической линзой, выходы матриц фотоприемников образуют выход фатапреабразавателя, их входы управления подключены к выходам блока управления, гексаганальная матрица диафрагм расположена между вторым и четвертым объективами и оптически связана с ними, 16918561691856 Р. Фиг.УСоставитель С.БабкинТехред М.Моргентал Корректор Э,Лончакова А.Огар Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10ф Заказ 3929 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж;35, Раушская йаб., 45