Способ сравнения пространственных образов Советский патент 1978 года по МПК G03H1/00 G03C9/08 

Изобретение относится к области оптической обработки информации, а именно, к области сравнения пространственных образов методом корреляционного фильтрования с применением голографии, в частности, в тех случаях, когда объекты сравнения непрерывно изменяются во времени.

Известен двухступенчатый способ сравнения пространственных образов в когерентном свете. Сначала методом голографии на высокоразрешающей фотоэмульсии изготовляюткомплексно-сопряженный

фильтр эталонного образа. Затем на его место в оптическую систему сравнения помещают сравниваемый образ и, облучая его тем же источником света, осуществляют процесс фильтрации.

В случае идентичности сравннваемых образов в выходной плоскости схемы появляется сигнал в виде яркой точки, который либо наблюдают непосредственно, либо фиксируют известными способами.

Однако в известном способе велика длительность изготовления комплексно-сопряженного фильтра, связанная с необходимостью экспонирования фотослоя и его последующей обработкой в растворах, а также необходимо изменять оптическую схему на второй ступени сравнения.

Кроме того, при этом способе могут сравниваться только такие два образа, из которых один может изменяться во времени, а второй - эталонный - оставаться неизменным.

Цель изобретения - разработка способа оперативного сравнения образов, непрерывно изменяющихся во времени.

Цель достигается тем, что сравниваемые образы располагают в плоскости входной диафрагмы, одновременно облучают их когерентным пучком света и получают голограмму в слое нелинейного вещества, практически мгновенно и обратимо изменяющего свои оптические свойства под действием падающего светового потока, и одновременно производят считывание голограммы сформировавшими ее волновыми фронтами.

Сравнение образов по предлагаемому способу происходит за время одного импульса оптического квантового генератора (ОКГ) с модулированной добротностью, т. е. за время (3-5)с.

Сз щность изобретения поясняется чертежом, на котором показано взаимное расположение элементов схемы, реализующей нредлагаемый способ.

гигантских импульсов, коллимированным пучком света облучает сравниваемые образы, располагаемые в окнах 2 и 3 входной диафрагмы 4Г Линза 5 фокусирует часть исходного пучка в малое отверстие 6 диафрагмы 4,-находящейся в фокальной плоскости этой линзы, и тем формирует опорный точечный источник света. Положительная линза 7 собирает пучки света, дифрагированные на сравниваемых пространственных образах, и свет опорного источника на тонком слое 8 нелинейного вещества, в котором регистрируется голограмма, являющаяся результатом иптерференцни этих трех световых пучков.

В качестве регистрирующего слоя можно использовать, например, хлорбензоловый раствор фталоцианина окиси ванадия, небольшим количеством которого заполняют пространство между плоскопараллельными стеклянными пластинамн. Подобные нелинейные вещества позволяют практически мгновенно формировать голограмму и сохранять ее только во время действия световых потоков. При прекращении облучения вещества голограмма мгновенно исчезает, и слой готов к регистрации следующей голограммы.

В связи с указанным свойством нелинейных веществ процессы образования голограммы н ее считывания происходят одновременно, нричем для считывания иснользуются те же световые пучки, которые сформировали голограмму. Эти световые пучки, дифрагируя на голограмме, собираются положительной линзой 9 в нлоскости выходной диафрагмы 10. Взаимное положение элементов схемы таково, что диафрагмы 4 и 10, а также регистрирующий слой 8 раснолагаются в фокальных плоскостях линз 7 и 9. Два волновых фронта, несущих информацию о степени сходства

сравниваемых образов, фокусируются в отверстиях 11 и 12 диафрагмы 10. Положение этих отверстий в плоскости диафрагмы 10 определяется взаимным положением сравниваемых образов и опорного источника

света в плоскости входной диафрагмы 4. В случае полной идентичности сравниваемых образов фотоприемники 13 и 14, расноложенные за отверстиями диафрагмы 10, воспринимают максимальный световой поток; при этом на экране осциллографа, с которым соединены фотонриемники, появляется вснлеск максимальной высоты.

Формула изобретения

Способ сравнения пространственных образов в когерентном свете путем изготовления голограммы - фнльтра сравниваемых образов, облучения этой голограммы

исходными волновыми фронтами и фиксирования в выходной плоскости оптической системы сигнала о степени сходства образов, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности сравнения пространственных образов, непрерывно изменяющихся во времени, сравниваемые образы располагают в плоскости входной диафрагмы онтической системы, одновременно облучают их когерентным пучком света и

получают голограмму в слое нелинейного вещества, а затем считывают голограмму при помощи сформировавших ее волновых фронтов.

9 10

/J