Двухкоординатный оптический коррелятор Советский патент 1979 года по МПК G06F17/10 G06F17/15 

. V . Изобретение относится к технике обработки-информации в когерентных оптических системах,в частности к ус ройствам, осуществляющим обработку на основе корреляционного анализа (Ьогл сованная пространственная фильтрация обобщенный спектральный анализ,корре ция искажений). Известны когерентные оптические устройства для вычисления авто- и взаимокоореляционных функций 11. Шиболее близким к предлагаемому является двухкоординатный оптический коррелятор, содержащий последователь но расположенные импульсный лазер, объект-модулятор, систему пространственной фильтрации 2. Объект-моду лятор выполнен на жидком кристалле. На фотопластике в,частотной плоскост системы пространственной фильтрации зарегистрирован соответствующий голографический фильтр. Однако при помощи такого корреля гора нельзя производить непрерывную обработку изобретений в реальном масштабе времени, что является следствием последовательного ввода анализируемых изображений в систёму (сначала на вход подается одна из функций и с нее записывается гологра™ фический фильтр, потом на тот же вход подается другая функция и осуществляется анализ). Кроме того, малое количество допуйтимых циклов-запись-стирание обуслов лено свойствами фотопластика. Цель изобретения - увеличение быстродействия и экономичности оптического коррелятора. Это достигается тем, что в предметной плоскости системы фильтрации размещен держатель разнесенных на одной оси объект-модуляторов, имеющий окно для ввода восстанавливающего пучка, и на одной оси с ним расположен восстанавливающий лазер длиной волны, отличной от длины волны импульё ного лазера, а в частотной плоскости размещена полупроводниковая регистри рующая пластина и светофильтр, обладающий спектральным пропусканием, соответствующим световой волне восстй навливаквдего лазера. На чертеже представлена схема двухкоординатного оптического коррелятора. Коррелятор содержит последовательо расположенные мощный импульсный tnasep 1 длиной эолны излучения . , коллиматор 2, держатель 3 объектмодуляторов, объектив 4 прямого Фурье-преобразователя, полупроводниковую пластину 5, предназначенную щя записи динамической голограммы, светофильтр 6, обладающий пропусканием на длине волны А . На второй оптической оси последовательно расположены лазер 7 . волны излуче J.afS-A.fKOTopaH выбрана такой, чтобы., можно было легко осуществить селекцию волны Д от Я(например i 6945А и А4, 4480 А или Л 7082 А и Л s:6328 А) , линза 8, которая совместно с зеркалом 9, окном 10 в держателе объект-модуляторов и объект вом 4 предназначена для формирования восстанавливающего светового пучка в. плоскости голограммы, записанной на пластине 5, Фурье-объектив 11 и матр ца фотоприемников 12. Коррелятор работает следующим образом. . Коллимированный пучок когерентног света от лазера 1 освещает -объектхмодуляторы, в результате чего поле комплексной амплитуды за ними описывается функцией f(х+а:у)+д(х-а:у), где а - смещение центра модулятора относительно оптической оси. Объекти 4 выполняет Фурье-преобразование от этой функции и формирует на поверх.ности полупроводниковой пластины 5 распределение интенсивности света ))) .p2,.)a в) где , , f обозначает Фурье-образ. . - Полупроводников (кремний,, сульфид кадмия и т.д.) под действием сильног электромагнитного поля в результате возниКНовения свободных носителей или других физических эффектов локал но изменяет показатель преломления или пропускание пропорци-онально вели чине освещенности,в результате чего на полупроводниковой пластине об{ азуется динамическая голограмма. Световой пучок от лазера 7 через расширяющую линзу 8, отклоняющее зеркало 9, окно 10 и объектив 4 попадает скОллимированным на голограмму, записанную на пластине 5, и дифрагирует на ней. Светофильтр 6 пропускае на выход системы лишь свет длины нолны Яг, в результате чего на, матри lie фотоприемников, смещенной В +1-ны порядок дифракции относительно оптиеской оси,формируется распределение омплексной амплитуды,соответствуюее Фурье-образу от одногоиз послед-, их членов в выражении (1). UCx)-lf(ix4,. Cv)dxdv что и представляет собой функцию взаимной корреляции изображений f(к:у) и д(х:у), полученную в масштабе -хг . Предлагаемый коррелятор позволяет записывать динамическую голограмму а время порядка наносекунд, а также рбеспечить параллельность ввода кор релирующих функций в предметной плоскости, что выгодно отличает его от известного и позволяет осуществлять обработку в темпе поступления входных данных. Кроме того, цикличность полупроводникового элемента составляет около 10 циклов запись-стирание, что на девять порядков выше, чем у лучших существующих фотопластиков. Предлагаемый коррелятор более экономичен. На его базе возможно создание гибридной оптико-электронной системы для распознавания и обработки двумерных массивов информации в реальном времени. Формула изобретения Двухкоординатный оптический коррелятор, содержащий последовательно расположенные импульсный лазер, объект-модулятор, систему пространственной фильтрации, отличающийся тем, что с целью увеличения быстродействия и экономичности, в предметной плоскости системы фильтрации размещен держатель разнесенных на одной оси объект-модуляторов, имеющий окно для ввода восстанавливающего пучка, и на одной с ним оси расположен восстанавливающий лазер длиной волны, отличной от длины волны импульсного лазера, а в частотной плоскости -размещена полупроводниковая регистрирующая пластина и светофильтр. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США .№ 3510223, кл. G 02 В 27/00,-1972. 2.Патент Франции P 2211147, КЛс G Об К, 1974.

rz