Оптический коррелятор Советский патент 1982 года по МПК G06G9/00 

1

Изобретение относится к функциональной оптоэлектронике и может быть использовано в вычислительных устройствах, в системах распознавания образов, в системах наведения и навигации, в системах обработки радиолокационных сигналов и многоканальных корреляторах.

По основному авт. св. № 79229 известен коорелятор, содержащий экран, оптический транспарант и регистрирующее устройство, установленные на одной оптической оси, экран выполнен в виде матрицы светодиодов, элементы которой установлены с постоянным шагом в плоскости, перпендикулярной оптической оси, регистрирующее устройство выполнено в виде матрицы фотоприемников с накоплени,ем световой энергии, элементы которой установлены с постоянным шагом в плоскости, параллельной экрану, причем расстояния между экраном , .оптическим транспарантом и регистрирующим устройством прямо пропорциональны шагу элементов матрицы экрана и регистрирующего устройства СП

Недостатком известного устройства является то, что вычисляемая ОК взаимно корреляционная функция (ВК)) изображений является не нормироваи ной по яркости распознаваег юго изображения (РИ) и прозрачности фрагмен10тов эталонного изображения (ЭЙ), что ограничивает класс изображений, с которыми может работать предложенный ранее оптический коррелятор. Так, если среднее значение яркости раз15личных фрагментов исследуемых изображений есть изменяющаяся от фрагмента к фрагменту величина, то для достоверного распознавания изображе20 ния, воспроизводимого на матрице светоизлучающих элементов (т.е. для ответа на вопрос, какому же участку ЭЙ принадлежит РИ), необходимо получать нормированную ВКФ. Цель изобретения - повышение точности и надежности распознавания. Поставленная цель достигается тем что оптический коррелятор содержит дополнительные матричный экран для воспроизведения распознаваемого изоб ражения и оптический транспарант с эталонным изображением, которые расположены соответственно в плоскостях основных матричного экрана для воспроизведения распознаваемого изображения и оптического транспаранта с эталонным изображением. На чертеже представлена схема оптического коррелятора. Она содержит матричный экран, сос тоящий из двух матриц (или мозаик) светоизлучающих элементов 1а и 16 для воспроизведения РИ, оптический транспарант с двумя ЭЙ 2а и 26 и регистрирующее устройство 3 в виде мат рицы фотоприемников. При этом размеры матрицы светоизлучающих элементов - а„э, ЭЙ - матриц фотоприемникйв определяются соответственно из следующих выражений: пр где N,3-1 соответственно число и шаг светоизлучающих элементов в матрице вдоль строки (столбца); Ngi и, - соответственно число и шаг дискретных элементов в ЭИ вдол строки (столбца); N и - соответственно число и шаг фотоприемников в матрице вдъпь строки (столбца), причем лъ Соотношение (ч ) следует из необхо димости фиксировать в плоскости матр цы фотоприемников значения ВКФ для всех относительных сдвигов РИ и ЭИ при минимально допустимом числе элементов в используемых матрицах. Соотношение (5 следует из геометрии устройства. Расстояние Р, на которое должнь быть раздвинуты е плоскости матричного экрана друг относительно друга две матрицы светоизлумающих элсментов, определяется из следующего выражения: (%-)-«31- (Ь) . Если d - расстояние между излучающей поверхностью матричного экрана и оптическим транспарантом с ЭЙ, а d - расстояние между оптическим транспарантом и поверхностью матрицы фотоприемников, то должно выполняться условие d. Для правильной работы коррелятора взаимное расположение матриц светоизлучающих элементов оптического транспаранта и матрицы фотоприемников должно удовлетворять всем приведенным соотношениям. При этих условиях центр матрицы фотоприемников (точка Орр) будет находиться на прямой , проходящей через центр матричного экрана точка центр оптического транспаранта точка 0,,, находящихся на граничной линии, разделяющей расположенные вплотную друг к. другу позитивные и негативные эталонные изображения. Оптический коррелятор работает следующим образом. Одновременно на матрицах светоизлучлкпчих элементов 1а и 16 воспроизводятся соответственно позитив и негатив РИ путем подачи прямого и инверсного кода от системы управления матрицами. Позитивное РИ (1а) сравнивается с позитивным ЭИ Ч2а). а негативное РИ- (.16} с негативным ЭИ (26), При этом матрица фотоприемников одновременно регистрирует ВКФ от обеих пар негативных и позитивных изображений. Таким образом, предлагаемая конструкция ОК вычисляет нормированную по РИ и ЭИ ВКФ этих изображений а соответствии со следующим алгоритмом: V i, Р. i+p--i, Ron- коэффициент корреляции РИ где . фрагмента ЭИ, относительный сдш1г между которыми определяется индексами p.q; Kf лИ FI J- описывает позитив и негатив дискретного бинарно-кванто