Устройство для обработки изображений

Устройство для обработки изображений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКРМУ СВ ИЛЬСЗЗУ и 358028

Союз Советских

Социалистических

Ресвублнк (6t) Дополнительное к авт. сеид-еу-(33)М. Кл.

8 06 K 9/76

6 03 и i/16 (22) Заявлено 121079 (2Ц 2829061/18-25 с присоединением заявки ЙоГосударственный комнтет

С С С P но делам нзобретеннй н открытнй . (23) Приоритет.—

Опубликовано 230881. Бюллетень Н9 31 (53) УДХ 772.99 (088.8)

Дата опубликования описания 23.08.81

:-.". Й,, )::,,-1,,-;

В.К. Соколов и A.Ô. Малый з ч Зч i о..-... т Оз

1 з."< . т .Ордена Ленина физико-технический инститре - -.:З им А Ф Йоффе

P2) Авторы изобретения (П) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Изобретение относится ° к голографии., в частности к устройствам, позволяющим выполнять различные типы операций над иэображениями.

Известно устройство для обработки изображений, состоящее из двух сферических линз, расположенных на оптической оси, причем задняя фокальная плоскость первой линзы совпадает с передней 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 3S плоских полупрозрачных зеркала. Работа устройства основывается на использовании обратной оптической связи,позволяющей синтезировать обработку. иэображений по ряду алгоритмов (1);

Недостаток данного устройства зак.лючается в том, что длина когерентности используемого источника света должна быть не менее 8-Ми фокусных расстояний испольэуеьих сферических линз.

2S

Кроме того, оно имеет огравичейные . функциональные возможиосттт.-:ограниченный круг операций по обработке кзображений, который определяется возможиостями синтеза модуляционных ха- 39 рактеристик пространственных фильтров, включаевжх в прямую цепь и цепь обратной связи.

Известно устройство для обработки изображений, содержащее расположенные на одной оптической .оси и оптически связанные между собой входное полупрозрачное зеркало,сферическую преобразующую линзу, пространственный фильтр, сферическую восстанавляваю- щую линзу и выходное .полупрозрачное зеркало. 8 плоскости Фурье-преобразования находятся два фильтра прямой и обратной связи, а в передней фокальиой плоскости первой линзы н в задней фокальной. плоскости второй линзы.- два плоских полупрозрачных зеркала, наклоненные к оптической оси так, чтобы .часть света, .отразившаяся от второго полупрозрачного зеркала,прошла замкнутый путь в устройстве.и, отразившись от первого полупрозрачного зеркала, совпала с первоначальжве путем света,.причем свет проходит линзы на прямом и обратном пути в параксиальной области (2), .Недоевтатки устройства заключаются в большОй требуемой длине когерентности излучения используемого источ-, 858028 ника 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 прос раяствеяных 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 — уменьшеняе длины когервнтности излучения источника света при расширении функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки изображений, содержащее расположенные на одной оптической оси и оптически связанные между собой входное полупрозрачное зеркало, сферическую преобразующую линзу, пространственный фильтр, сферическую восстанавливающую линзу и выходное полупрозрачное зеркало, введены полупрозрачные зеркала, первое иэ которых размещено. между преобразующей линзой и ее задней фокальной плоскостью, а второемежду восстанавливакщей линзой и ее передней фокаяьной плоскостью и две оптические системы, каждая иэ которых состоит из размещенных на одной оптической оси и.оптически связанных между собой пространственного фильтра, отражательного зеркала и сферической линзы, причем во второй сис» теме сферическая лииза,расноложена

30 перед отражательным зеркалом и пространственным фильтром, в первой иэ :49 упомянутых систем оптически связано первое полупрозрачное зеркало с входиым полупрозрачным зеркалом, à so второй.- выходное зеркало с вторьиа полупрозрачным зеркалом.

Такое устройство имеет две иезависиьме петли обратной связи, первая иэ которых включает на одной оптической оси первое полупрозрачное зеркало„ ирострайСтвекный фйльтр, отража- щ тельное зеркало, сферическую-линзу, входное поауироэрачиое зеркало и преобразующую лниэу, а вторая — выходное щжуцрозрачиое зеркало, отражательное эаркало, сферическую линзу., простракотвеннйй фальтр, второе полупроэрачкое зеркало и восстанавливающую Мийо, вричем линзы-, входещие в . каждую йефзне обратной связи, идентичны друг другу. цлйиа путЫ в каждой из петель обратной связи равна четы-,е0 рем фо сусюм расстояниям линза, входящей в петлю обратной свяэй.

Так как петли обратной связи нева" висюаа друг. от друга, длина когерентиосТи в одйой иэ них ие влияет на длину когерентности в другой, поэтому длина когерентяости в устройстве равна четырем фокусным расстояниям линзы,если все линзы в устройстве одинаковые. Таким образом, данное устройство снижает требование к минимальной длине когерентности источника в два раза. В отличие от известного устройства s описываемом устройстве передаточная характеристика определяется не двумя, а тремя пространственными фильтрами, два из которых стоят в цепи обратной связи, а третий - в прямой ветви. Таким образом, расширяетсй возможность- синтеза передаточной характеристики устройства, а поэтому и обработки изображений. Устройство также дает возможность обрабатывать иэображения с широким спектром,. так как частотные плоскости прямого и обратного хода лучей пространственно .раз.несены.

На чертеже изображена оптическая схема описываемого устройства.

Устройство содержит входное полупрозрачное зеркало 1, сферическую преобразующую линзу 2; пространственный фильтр 3, сферическую восстаяавливающую линзу 4, выходное полупрозрачное зеркало 5, расноложенные на одной оптической оси, причем каждая из линз 2 и 4 оквачейа петлей обратной связи, линза 2 — с помощью прлупрозрачного зеркала 6, пространственного фильтра 7, отражающего зеркала

8, .сферической линзы 9 и полупрозрачного зеркала 1, расположенных на одной оптической оси, линза 4 — с помощью полупрозрачного зеркала 5, сферического зеркала 10, отражающего зеркала 11, пространственного фильтра 12; полупрозрачного зеркала 13, расположенных на одной оптической

ocrÄ

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства подается параллельный пучок когерентного света.

На полупрозрачном зеркале 1 происходит сложение по амплитуде ;прямого луча и луча, отразившегося от иолупроэрачяого зеркала б, прошедшего замкнутый путь и промодулиров@яного фильтром 7. Луч, прошедший колупрозрачное зеркало 6 и являющийся суммой прямого н отраженного от иолупроэрачного зеркала 6 лучей, кромодулируется фильтром 3.. Иосле фильтра 3 луч получает дополнительную модуляцию на фильтре 12 в замкнутой системе на выходе устройства. Таким образом, луч нри прохождении всего устройства претерпевает модуляцию на трех фильтрах и приобретает доиолнительнйй набег фазы в двух замкнутых системах.

Изобретение, помимо вышеуказанных достоинств имеет еще одно преимущество. Положение полупрозрачных зеркал

1 и 5 может изменяться соответетвен858028 но в пределах фокусного расстояния ли эы 4, что обеспечивает непосредственную установку обрабатываемого иэображения в переднюю фокальную плоскость линзы 2 и регистрацию обрабо танного изображения в задней фокальной плоскости линзы 4, в отличие от у звестного устройства, где ввод и вывод изображения обеспечивается дополнительными оптическими- устройст вами. 30 формула изобретения устройство для обработки изображений, содержащее расположенные на t5 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 коге1 рентности 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 системы, 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 BTopoA — выходное зеркало с вторым полупрозрачным зеркалом.

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

1. Poohsan И. Tamura, games С.

bryant. On-axis. Coherent Optical

Feedback System for image Processing. Journal of the optiса1 soci.ety

of Amer1са, 1976, V. 66, М 2, р. 169.

2 ° ЗдЬ!onoxski D.P Lee S Н, А coherent optical feidbach system

for optical information processing

Аррl Phys. 1975, Ч. 8, р. 51-58 (прототип).

858028

Составитель В. Аджалов

Редактор О. Половка Техредй, Рейвес Корректор В. Синицкая, Заказ 7247/81 Тираж 745 Псщаисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035, Иосква, й-35, Раужская наб., д. 4/5

Филиал ПНИ "Патент", и. Ужгород, ул. Проектная, 4