Способ распознавания информационных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автомати ке и вычислнягельной технике и может быть использовано для оперативного анализа информационных свойств ради и акустических сигналов. - Известен способ распознавания информационных сигналов, основанный на применении техники обработки информации в когерентных оптических системах и на принципах когерентной оптической корреляции 1 . Н1едостатками такого способа распознавания информационных сигналов являются его сложность связанная с необходимостью записи голограмм, и ограниченная область применения вследствие применимости лишь к узко полосным информационным сигналам. Наиболее близким техническим реш нием к изобретению является способ распознавания информационных сигнал основанный на пространственной моду ляции оптического сигнала первым и вторым информационными сигналами, разложении оптического сигнала на злементарные составляющие, обратном его преобразовании; и сканировании результирующего оптического сигнала 2. Недостатком известного способа является также его ограниченная область применения вследствие применимости известного способа лишь к узкополосным информационным сигналам. Цель изобретения- расширение области применения способа распознавания информационных сигналов. Эта цель достигается тем, что согласно способу распознавания информационных сигналов, .основанному на пространственной модуляции оптическо го сигнала первым и вторылц, информационными сигналами разложении оптического сигнала на элементарные составляющие, обратном его преобразовании и сканировании, после разложения оптического сигнала на злементарные составляющие осуществляют его фильтпацию с функцией пропускания fircoscirctqjfb-f sinarct y|5 V .l)reci где (i - доплеровский параметр/. и - оси прямоугольной системы координат; D - ширина щелИ} а сканирование результирующего оптического сигнала осуществляют синхронно с фильтрацией.

На чертеже изображена одна из возможных рхем устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит лазер 1, коллиматор 2, пространственные модулиторы 3 и 4, объектив 5 прямого преоб-5 разования Фурье, щелевая диаграмма И, рбъектив 7 обратного преобразованияj Фурье, линейка 8 фотоприемников.

Принцип распознавания информационных сигналов основан на опреде- 0 ленИИ широкополосной функции неопределенности для анализа информационных сигналов с большой базой.

В соответствии с данным способом оптический сигнал от лазерного ис- 15 точника света пространственно модулируется первым и вторым информационными сигналами. Если исслёдуемыеинформационные сигналы U;) представить в виде полутоновбй записи JJQ вдоль двух взаимно перпендикулярных осей X и У на соответствующих оптически прозра; 1ных регистраторах информации, представляющих собой пространственные модуляторы света с фун- 25 кциями пропускания v) Л и (х ( X, V/ ( , то комплексная ампли-гуда оптического сигнала после йространственной модуляции может быть представлена в виде20

U(x,

+ U(X)U2(V), (

где А,, и А - постоянные смещения. 35

После разложения оптического сигнала на элементарные .составляющие (Фурье-преобразования), в пространственно-частотной плоскости форми- д« руется поле комплексной амплитуды света

Щ,V-F{0(.,fЦ, (it) (,(,Hf).fe) f)

де fo - фокусное расстояние объектива

- длина волны света, . 50 символ F...J обозначает преобразование Фурье.

В этой плоскости осуществляют фильтрацию с функцией пропускания

Г tcos«rct {ft- f sinarctcj p 1

tCf.-zV-rect

доплеровский параметр/60

скорость движения объекта;

скорость распространения ВОЛНЫ;65

,Ч - оси прямоугольной СИ

стемы координат, О - ширина щели.

Если в качестве элемента/ осуществляющего выделение отдельных компонент спектра применяется щелевая диафрагма с функцией пропускания АиЛ ) , где сГ, I гН дельтафункция Дирака, то поле комплексной амплитуды света в плоскости (f, j. ) за щелевой диафрагмой, развернутой к осям I и {, на угол dt, описывается соотношением (при ot т t-|-, o,i-f,i2.,..)

.(,«)МЛ(.1К(К(,

il3).

1где |r|eo5rf-lsi«et и f-fsinrfntosoC.

Осуществляя обратное преобразование Фурье от V{ I , , получили поле комплексной с1Мплитуды оптического сиг:; нала, которое описывается выражением

U(x,,Jj c03o« у u CiJUj

.. -

K455iir- mv b

;ГДе -t COS Ы.

Последнее выражение соответствует ишрокополосной функции неопределенности, по котсч ой распознают и ана изйруют исследуеь ые информационные сигналы.. J

Принятое ограничение rf -jсоотвётствует придельн№и значениям параметра /5 О и / со,..

Предлагаемый способ применим к распознанию информационных сигналов, как с широкополосной базой (изменение ot в диапазоне 0-- ), так и узкополосной (малые изменения oi относительно CfCa -|- ) .

Устройство работает следующим образом.

Оптический сигнал от лазера 1 через коллиматор 2 поступает на пространственные модуляторы 3 и 4, представлякичие собой оптически прозрач,ные регистраторы информации с полутоновой записью информационных сигналов t). Функция пропускания пространственного модулятора 3 -Г(х, у), а пространственного модулятора 4 ifjC c, у) . Выделение пространственных составляющих оптического сигнала осуществляет объектив 5 прямого преобр&зования Фурье, а филвтрацию щелевая диафрагма 6, расположенная в фокусе объектива 5. Объектив 7 обратного преобразования, передний фокус которого совмещен с щелевой диафрагмой 6, формирует в плоскости линейки фотоприемников 8, осуичествляющей ска нирование результирующего оптическог сигнала, световое поле с распределением интенсивности, соответствующим широкополосной функции неопределенности (4 ) , по которому распознают и анализируют исследуемые инфо1 1ационные сигналы. Экономический эффект от использования способа обусловлен его техноло гическими преимуществами. Формула изобретения ; Способ распознавания информационных сигналов, основанный на простран ственной модуляции оптического сигна ла первым и вторьа4 информационными сигналами, разложений оптического сигнала на -ijieMeHTaipHKe составляющие обратном его преобразовании и сканиjX BaHHH результирующего оптического сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, после разложения оптического сигнала на элементарные составляющие осуществляют его фил1гТра- цим с функцией пропускания r(y,V).-.. где fb - доплеровский параметр; и «1 - оси прямоугольной системы координат) О - ширина щели, а сканирование результирующего оптического сигнала осуществляют синхронно с фильтрацией. Источники информации, приня-йле во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР . 777660, кл. G 06 К 9/Ор. 2,Appl. Opt, 1977, V.16, 3, p. 747 (прототип