Устройство для фильтрации изображения Советский патент 1989 года по МПК G06K9/00 

10

15

20

25

1А53А25

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для фильтрации изображения.

Цель изобретения - повьшение точности устройства.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для фильтрации изображения.

Устройство содержит осветитель 1 конденсор 2. первый 3 и второй 4 светофильтры, третий проекционньй объектив 5, два амплитудных фильтра 6 и 7, второй проекционньй объектив 8 с переменным увеличением, кадровое окно 9, транспарант 10, первый проекционный объектив 11, светоделитель 12, третий 13 и четвертьй 14 светофильтры, первьй 15 и второй 16 фотоприемники, операционньй усилитель 17.

Амплитудные ф шьтры 6 и 7 имеют коэффициент пропускания в пространственно несоприкасаюпщхся областях, расположены в одной плоскости,, об- разуя эквивалентньй амплитудньй фильтр с коэффициентом пропускания, равным сумме коэффициентов пропускания фильтров 6 и 7. Светофильтры 3 и 4 также расположены в одной плоскости, образуя мозаичньй светофильтр, геометрически подобньй конфигурации фильтров 6 и 7, с коэффициентом иодо- бия, равным увеличению вспомогательного объектива 5 в обратном- ходе лучей. При единичном увеличении этот объектив может быть исключен из оптической схемы, а светофильтры 3 и 4 асположены в непосредственной блиости от амплитудных фильтров 6 и 7. ветофильтры одного канала имеют пектральное пропускание в одних и ех же областях спектра полихроматиеского излучения источника, которые ie пересекаются с областями пропус- ания светофильтров другого канала.

Устройство работает следующим об- азом.

Компоненты 1 и 2 совместно со свеофильтрами 3, 4 и проекционным бъективом 5 формируют два световых отока, сосредоточенные в несоприкаающихся спектральйых областях. Каж- ьй из этих потоков освещает один из

-«-i. 4,140. иМИИ изна aMIinHTVrru

мплитудньпс фильтров (6 или 7), кото- „ ые изобпя яьлт,.ст 55 ув личением.

«л- KMin f / ли 1 О

ые изображаются проекционным объекивом 8 на участке транспаранта 10. азмер изображений фильтров ограниен кадровым окном 9. Прошедший световой пот объектива ные площа причем де светофиль вьзделение ных компо ветствующ ким образ ная (по ка приемникам ков, форми тудных фил те. Линейн та tO в пл приводит, что времен вькода каж (15 или 16 ональным л странствен тов пропус ра (6 или ным изобра рационном ческих опе ми позволя выходе вед 30 щий преобра

При обра с изменяюще ных искажен типа сказа) ся одни и т но их изобр формируется с переменны которого из величине ко

Проециро изображения воляет при п ректируемых снизить (по устройством) кающий из-за на оптически ва. Действит 50 потока пропо через оптиче току. В изве изображение на амплитудн

35

40

45

по вел1ичине ся за счет з ный поток пр светового пя

10

15

20

25

,

на aMIinHTVrru

5 ув личением.

товой поток с помощью проекционного объектива 11 проецируется на активные площадки фотоприемников 15 и 16 причем действие светоделителя 12 и светофильтров 13 и 14 обеспечивает вьзделение из всего потока спектральных компонент, прошедших через соответствующий амгшитудньй фильтр. Таким образом, обеспечивается раздельная (по каналам) регистрация фотоприемниками 15 и 16 световых потоков, формирующих изображение амплитудных фильтров 6 и 7 на транспаранте. Линейное перемещение транспаранта tO в плоскости кадрового окна 9 приводит, известным образом, к тому что временной сигнал, снимаемьй с вькода каждого из фотоприемников (15 или 16), оказывается пропорциональным линейной свертке двух пространственных функций: коэффициентов пропускания амплитудного фильтра (6 или 7) и транспаранта с исходным изображением. Выполнение в операционном усилителе 17 алгебраических операцш1 над этими сигналами позволяет сформировать на его выходе ведеосигнал, соответствую- 30 щий преобразованному изображению.

При обработке серии изображений с изменяющейся величиной од нотип- ных искажений (например, искахсений типа сказа) в процессоре используются одни и те же амплитудные фильтры, но их изображение на транспаранте формируется проекционным объективом с переменным увеличением, величина которого изменяется пропорционально величине корректируемого искажения.

Проецирование на транспарант изображения амплитудных фильтров позволяет при переменной величине корректируемых искажений существенно снизить (по сравнению с известньм устройством) фоновьй поток, возникающий из-за рассеяния излучения на оптических компонентах устройства. Действительно, величина этого 0 потока пропорциональна проходящему через оптическую систему полному потоку. В известной системе, в которой изображение транспаранта формируется на амплитудньш фильтрах с постоянным

35

40

5

коррекция различных

по вел1ичине искажений осуществляется за счет замены этих фильтров, полный поток пропорционален диаметру светового пятна на транспаранте, соответствующего размеру максимального искажения. Если корректируемое в дан ньм момент искажение меньше максимальных в п раз, то использование предлагаемого устройства приводит к уменьшению фонового потока пропорционально изменению площади изображения фильтров на транспаранте, т.е. в п раз.

Высокое отношение полезного сигнала сигналу корреляции обеспечивает применение в .качестве материалов для светофильтров цветных стекал, например, марок СС5 и СЗС22 толщиной, соответственно, 4-6 и 1,5-3 мм (образующих при наложении светофильтры одного канала) и цветного стекла ОС 12 толщиной 4-6 мм (для другого канала). Так, при источнике излучения типа КГМ обеспечивается отношение полезного потока к корреляцион- ному потоку не менее 0,01.

Применение источников с линейчатым спектром излучения позволяет практически полностью исключить корреляцию между каналами за счет использования в каналах излучений, со- ответствунящх различным спектральным линиям. Для увеличения отношения сигнал/шум в качестве полупрозрачных зеркал могут также использоваться дихроичные зеркала со спектрально различными коэффициентами отражения и пропускания.

Помимо светофильтров в качестве селектирующих компонентов могут использоваться поляризаторы с ортогог нальными осями поляризации.

Таким образом, повьш1ение точности устройства осуществляется путем введения в устройство селектирующих компонентов, выполненных в виде светофильтров с непересекакяцимися областями спектрального пропускания.

и размещения амплитудных фильтров в осветительной части устройства, что позволяет уменьшить фоновый поток, попадающий в проекционньй объектив, и тем самым увеличить соотношение сигнал/шум на его выходе.

Формула изобретения

10

Устройство для фильтрации изображения, содержащее оптически связанные, последовательно расположенные осветитель и конденсор, два амплитудных фильтра, оптически связанные, последовательно расположенные транспарант, первьм проекционный объектив и светоделитель, два фотоприемника и операционный усилитель, входы которого подключены к выходам соответствующих фотоприемникрв, а выход является выходом устройства, о т л и - чающее ся тем, что, с целью повьш1ения точности устройства, оно

содержит второй проекционньй объектив с переменньм увеличением, распо- .ложенньй между транспарантом и двумя амплитудными фильтрами и оптически связанньй с ними, причем амплитудные

фильтры расположены в одной плоскос- ти, перпендикулярной оптической оси, и образуют мозаичную структуру, пер- вьй и второй светофильтры, .которые расположены в одной плоскости, перпендикулярной оптической оси, образуют мозаичную структуру и оптически связаны с конденсором, ; третий проекционньй объектив, расположенньм между светофильтрами и амплитудными фильтрами и оптически связанньй с ни

ми, третий и четвертьй светофильтры, расположенные соответственно светоделителем и первым фотоприемником, и светоделителем и вторым фотоприемником и оптически связанные с ними.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам для фильтрации изображения. Цель изобретения - по- вьппение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее осветитель 1, конденсор 2,1 два амплитудных фильтра 6 и 7, транспарант 10, первый проекционный объектив 11, светоделитель 12, два фотоприемника 15 и 16 и операционный усилитель 17, входы которого подключены к выходам соответствующих фотоприемников, а выход является выходом устройства, содержит второй проекционный объектив 8, оптически связанный с транспарантом и двумя амплитудными фильтрами, расположенными в одной плоскости, перпендикулярной оптической оси, с образованием мозаичной структуры, первый и второй светофильтры 3 и 4, расположенные в одной плоскости, перпендикулярной оптической оси, с образованием мозаичной структуры и оптически связанные с конденсором, третий проекционный объектив 5, рас- положенньй между светофильтрами и амплитудными фильтрами и оптически связанный с ними, третий и четвертьй. светофильтры 13 и 14, расположенные соответственно между светоделителем и первым фотоприемником, и светоделителем и вторым фотоприемником и оптически связанные с ними. 1 ил. С/) ел - to yl

Составитель А..Морозов Редактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 7287/47

Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное