Оптическое аналоговое устройство для умножения трех знакопеременных матриц Советский патент 1986 года по МПК G06G9/00 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах оптической обработки информации, предназначенных,например, для распознавания, помехоустойчивого кодирования изображений, спектрального анализа и т.п.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 изображена принципиальная схема оптического аналогового устройства для умножения трех знакопеременных матриц; на фиг.2 - оптическая схема компенсирующего звена.

Устройство (фиг.1) содержит источник 1 коллимированного света, линейный поляризатор 2, компенсирующее звено 3, амплитудные 4 - 6 и фазовые транспаранты 7 - 9 с записью изображений умножаемых знакопеременных матриц, анаморфотные оптические звенья 10 - 12, линзовый растр 13, двулучепреломляющую призму 14 (например , призму Волластона), многр- элементный фотоприемник 15 и блок 16 регистрации.

Оптическая схема компенсирующего звена 3 (фиг.2) содержит последовательно установленные на общей оптической оси коллимированный объект 17, первый 18 и второй 19 сопряженные Jшнзoвыe растры и коллективный объектив 20.

Световой поток от источника 1 линейно поляризуется поляризатором 2, проходит через компенсирующее звено 3, просвечивает амплитудный 4 и фазовый 7 транспаранты с записью изображения (амплитуды и знака) первой матрицы, затем полученное световое распределение анаморфотным звеном 10 проектируется в плоскость амплитудного 5 и фазового 8 транспарантов, где модулируется изображением (амплитудой и знаком) второй перемножаемой матрицы. Полученное све-- товое распределение проходит через анаморфотное звено 11 и далее модулируется изображением третьей матрицы (транспарантами 6 и 9). Затем световое распределение анаморфотным звеном 12 проектируется в плоскость ганзового растра 13, который сводит полученное распределение со световыми пучками ортогональных поляризшдий I) параллельный пучок. Далее при щэо- хождении двулучепреломляющей призмы 14 эти пучки пространственно разде2264982

ляются и регистрируются многоэлементным фотоприемником 15. Вычисление искомой матрицы производится схемами сравнения в блоке 16 регистрации,

5 где ос тцествляется электрическое вы- 1штание сигналов с соответствующих пар эле.ментов фотоприемника 15.

Таким образом, в предлагаемом устройстве вь1числения производятся за

to один TgiKT вместо восьми и тем самым повьшается быстродействие и точность вычислений в связи с отсутствием накопления ошибок вычислений.

Использование в устройстве линей15 но поляризованного света, кодирование знака функций двумя взаимно ортогональными поляризациями с соответст- вунщим изменением поляризации световых пучков в процессе умножения по20 зволяют с дцественно уменьшить число операций и тем самым повысить быстродействие устройства, поскольку отпадает необходимость вычисления всех комбинаций положительных и отрица25 тельньк частей перемножаемых функций.

Формула изобретения

I

Оптическое аналоговое устройство

30 для умножения трех знакопереьжнных матриц, содержащее источник коллимированного света, на оптической .оси которого последовательно установлены . компенсирз ющее звено, состоящее из

35 последовательно расположенных колли- ivoipoBaHHoro объекта, двух сопряженных линзовых растров и коллективного Объектива, и три анаморфотных оптических звена, на входах каждого из кото40 рых установлены амплитудный транспарант, на котором записаны абсолютные значения изображения соответствующей перемножаемой матрицы, и многоэлементный фотоприемник, выходы которо45 го подключены к соответствующим входам блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьше- ния быстродействия устройства, в него введены линейный поляризатор,

50 три фазовых транспаранта, в каждой ячейке которых записано значение знака соответствующего элемента перемножаемых матриц, линзовый растр и дву- лучепреломпякяцая призма, каждый ин55 формационный выход которой является бинарным, причем линейный поляризатор установлен на общей оптической оси устройства между выходом источника коллимированного света и входом коллимярованного объекта компенсирующего звена, фазовые транспаранты установлены между соответствующими амплитудными транспарантами и анаморфотными оптическими звеньями, выходы

последнего из которых через линзовый растр связаны с соответс.твукщими входами двулучепреломггяющей призмы, каждый бинарный выход которой связан с входами соответствующей пары элементов многоэлементного фотоприемника.

Изобретение может найти применение в системах оптической обработки информации. Устройство позволяет существенно повысить быстродействие при перемножении оптической информации, представленной в матричной форме. Это достигается тем, что в известную оптическую схему множительного устройства введены три фазхзвых транспаранта (по числу перемножаемых матриц), в каждой ячейке которых записано посредством изменения поляризации света на ортогональную значение знака соответствующего элемента перемножаемой матрицы. Кроме того, в устройство введен линейный поляризатор, который установлен между вьгхо дом источника коллимированного света и входом компенсирующего звена, состоящего из коллимированного объекта, двух сопряженных линзовых растров и коллективного объектива, за которым последовательно установлены на общей оптической оси три преобразукщих блока, каждый из которых состоит из амплитудного и фазового транспарантов и анаморфотного оптического звена, выход последнего из которых через линзовый растр и двулучепреломляющую призму связан со входами соответствующих пар фотоэлементов, являющихся входом блока регистрации. 2 ил. с СО ГчЭ О5 .4: :о 00

cW

L:.

Редактор О.Бугир

Составитель Ю.Козлов Техред В.Кадар

Заказ 2137/51 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фмг.2

Корректор О. Луговая