RU2260847C2 - Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method - Google Patents
Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260847C2 RU2260847C2 RU2003114793/09A RU2003114793A RU2260847C2 RU 2260847 C2 RU2260847 C2 RU 2260847C2 RU 2003114793/09 A RU2003114793/09 A RU 2003114793/09A RU 2003114793 A RU2003114793 A RU 2003114793A RU 2260847 C2 RU2260847 C2 RU 2260847C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fourier
- signals
- image
- images
- filtering
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке изображений и может быть применено в системах, например, охраны, наведения, ориентации летательных аппаратов относительно местности и др.The invention relates to image processing and can be applied in systems, for example, security, guidance, orientation of aircraft relative to the terrain, etc.
Известен способ согласованной Фурье-фильтрации для распознавания и слежения за объектами, в котором используют банк согласованных Фурье-фильтров-эталонов, априори изготовленных по изображениям наперед заданных объектов [см., например, 1, стр. 443-455]. При использовании этого способа над изображением объекта последовательно осуществляют операции первого Фурье-преобразования, согласованной Фурье-фильтрации (умножение Фурье-спектра текущего изображения объекта на Фурье-спектр объекта, зарегистрированного в виде согласованного фильтра) и второе Фурье-преобразование результата умножения.A known method of coordinated Fourier filtering for recognition and tracking of objects using a bank of coordinated Fourier filter standards, a priori made from images of predetermined objects [see, for example, 1, p. 443-455]. When using this method, the operations of the first Fourier transform consistent with the Fourier filtering (multiplying the Fourier spectrum of the current image of the object by the Fourier spectrum of the object registered as a matched filter) and the second Fourier transform of the multiplication result are sequentially performed on the image of the object.
В результате на выходе формируют сигнал-отклик, амплитуда которого пропорциональна мере сходства входного изображения с изображением, записанным в качестве согласованного фильтра-эталона, а координаты пропорциональны координатам объекта.As a result, a response signal is formed at the output, the amplitude of which is proportional to the degree of similarity of the input image with the image recorded as a matched filter-reference, and the coordinates are proportional to the coordinates of the object.
Недостатком известного способа является невозможность работы в режиме межкадровой обработки с оперативной записью согласованного фильтра в качестве опорной информации.The disadvantage of this method is the inability to work in the inter-frame processing mode with the operational recording of a matched filter as reference information.
Аналогом-прототипом является способ межкадровой обработки с оперативной записью согласованного Фурье-фильтра [см., например, 2, стр. 80-90].An analogue of the prototype is a method of interframe processing with operational recording of a consistent Fourier filter [see, for example, 2, p. 80-90].
В этом способе над входным текущим изображением последовательно осуществляют операции первого Фурье-преобразования, согласованной Фурье-фильтрации (умножение Фурье-спектра текущего изображения на Фурье-спектр опорного изображения, зарегистрированного в виде согласованного Фурье-фильтра) и второго Фурье-преобразования результата умножения. При этом в качестве согласованного Фурье-фильтра оперативно регистрируют одно из текущих изображений последовательности изображений фоно-целевой обстановки, которое задают в качестве опорного.In this method, the operations of the first Fourier transform matched by the Fourier filter (multiplying the Fourier spectrum of the current image by the Fourier spectrum of the reference image registered as a matched Fourier filter) and the second Fourier transform of the multiplication result are sequentially performed on the input current image. At the same time, one of the current images of the sequence of images of the phono-target environment, which is set as the reference, is operatively recorded as a matched Fourier filter.
В результате на выходе формируют сигнал-отклик с координатами в центре кадра, который представляет собой автокорреляционную функцию (см. фиг.1в).As a result, a response signal is formed at the output with coordinates in the center of the frame, which is an autocorrelation function (see Fig. 1c).
Такой способ позволяет обнаруживать произвольные (а не наперед заданные, как в аналоге) объекты на сложных фонах по различным признакам, например по фактору движения (см. фиг.1г).This method allows you to detect arbitrary (and not pre-set, as in the analogue) objects on complex backgrounds for various signs, for example, by the factor of movement (see fig.1d).
Недостатком этого способа является невозможность распознавания (система реагирует только на изменение фоновой обстановки), получения изображения и определения параметров объекта, так как реакция в виде амплитуды сигнала-отклика позволяет установить только факт перемещения некоего объекта.The disadvantage of this method is the impossibility of recognition (the system only responds to changes in the background), image acquisition and determination of object parameters, since the reaction in the form of the amplitude of the response signal allows you to establish only the fact of the movement of a certain object.
Известно устройство, например голографический коррелятор с долговременной памятью и априори изготовленными голографическими согласованными Фурье-фильтрами (ГСФ) для априори же заданных объектов [см., например, 2, стр. 233-246; или 3, стр. 140-152], обеспечивающий возможность распознавания объектов по их априорно заданному образу-эталону, а также осуществлять слежение за ними.A device is known, for example, a holographic correlator with long-term memory and a priori manufactured holographic matched Fourier filters (GSF) for a priori given objects [see, for example, 2, pp. 233-246; or 3, pp. 140-152], which provides the ability to recognize objects by their a priori specified image-standard, as well as track them.
Такой коррелятор содержит источник когерентной подсветки, устройство ввода и преобразования на когерентную несущую текущей информации, например, на базе пространственно-временных модуляторов света (ПВМС), объективы первого и второго Фурье-преобразований, долговременную память с априори изготовленными ГСФ-эталонами и позиционно-чувствительный фотоприемник, например ПЗС-камеру.Such a correlator contains a source of coherent illumination, a device for inputting and converting current information to a coherent carrier, for example, based on spatio-temporal light modulators (PVMS), lenses of the first and second Fourier transforms, long-term memory with a priori made GSF standards and position-sensitive photodetector, for example a CCD camera.
Сигнал-отклик - взаимно-корреляционную функцию - формируют в результате согласованной Фурье-фильтрации, то есть умножения Фурье-спектра текущего изображения, полученного с помощью объектива первого Фурье-преобразования, на Фурье-спектр, зарегистрированный на ГСФ в долговременной памяти и последующего второго Фурье-преобразования результата умножения. Амплитуда сигнала-отклика определяется мерой сходства Фурье-спектров текущего и записанного в виде ГСФ изображений, а координаты объекта оказываются пропорциональными координатам объекта в поле зрения системы.The response signal — the cross-correlation function — is generated as a result of the coordinated Fourier filtering, that is, multiplying the Fourier spectrum of the current image obtained with the lens of the first Fourier transform by the Fourier spectrum recorded on the GSF in long-term memory and the subsequent second Fourier -convert the result of multiplication. The amplitude of the response signal is determined by the similarity of the Fourier spectra of the current and recorded in the form of GSF images, and the coordinates of the object are proportional to the coordinates of the object in the field of view of the system.
Основным недостатком такого коррелятора является невозможность оперативного обнаружения неизвестного, априори не заданного объекта на произвольном фоне.The main disadvantage of such a correlator is the inability to quickly detect an unknown, a priori undefined object on an arbitrary background.
Аналогом-прототипом устройства для обнаружения, распознавания и определения координат объекта является голографический коррелятор с оперативной записью ГСФ [например, 4, стр. 53-55, см. Приложение I].An analogue-prototype device for detecting, recognizing and determining the coordinates of an object is a holographic correlator with online recording of GSF [for example, 4, p. 53-55, see Appendix I].
Этот коррелятор включает источник когерентной подсветки, устройство ввода и преобразования на когерентную несущую текущей информации, например, на базе пространственно-временных модуляторов света, объектив первого Фурье-преобразования и позиционно-чувствительный фотоприемник, например ПЗС-камеру. Кроме того, в него включены блок оперативной голографической памяти, оптический делитель пучка подсветки на сигнальный и опорный и зеркало опорного пучка.This correlator includes a coherent illumination source, a device for input and conversion to a coherent carrier of current information, for example, based on spatio-temporal light modulators, a lens of the first Fourier transform and a position-sensitive photodetector, for example, a CCD camera. In addition, it includes a block of operational holographic memory, an optical divider of the backlight beam into a signal and reference beam and a mirror of the reference beam.
Такой коррелятор позволяет обнаруживать произвольные объекты на сложных фонах, так как здесь используют принципы межкадровой обработки.Such a correlator allows you to detect arbitrary objects on complex backgrounds, since the principles of inter-frame processing are used here.
Однако данный коррелятор не позволяет получать изображение обнаруженного объекта и измерять его параметры. Кроме того, с его помощью невозможно определить координаты объекта, так как сигнал-отклик позволяет определить только направление движения [2, стр. 80-85].However, this correlator does not allow receiving an image of a detected object and measuring its parameters. In addition, with its help it is impossible to determine the coordinates of the object, since the signal-response allows you to determine only the direction of movement [2, p. 80-85].
Задачей изобретения является обеспечение возможности обнаружения объекта с выделением его изображения на сложном фоне, распознавания и определения координат объекта.The objective of the invention is the ability to detect an object with the allocation of its image on a complex background, recognition and determination of the coordinates of the object.
Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе, включающем ввод сигналов, соответствующих временной последовательности изображений сцены, на которой возможно появление объекта, первое Фурье-преобразование этой последовательности сигналов, регистрацию сигналов Фурье-спектра, соответствующих одному из изображений последовательности в виде согласованного Фурье-фильтра, согласованную Фурье-фильтрацию сигналов текущих изображений путем умножения сигналов Фурье-спектров текущих изображений на сигналы Фурье-спектра, зарегистрированного в виде согласованного Фурье-фильтра с последующим вторым Фурье-преобразованием результирующих сигналов умножения и измерение величин сигналов-откликов, являющихся результатом согласованной Фурье-фильтрации, вначале разделяют текущие изображения сцены на фрагменты, а затем проводят согласованную Фурье-фильтрацию сигналов Фурье-спектров каждого фрагмента, после чего измеряют величину сигнала-отклика, являющегося результатом согласованной Фурье-фильтрации данного фрагмента, и проводят пороговую обработку этих сигналов-откликов так, что сигналы текущего изображения, которым соответствуют фрагменты, величины сигналов-откликов которых больше или равны величине порогового сигнала - блокируют, а сигналы текущего изображения, соответствующие фрагментам, величины сигналов-откликов которых меньше величины порогового сигнала - пропускают и регистрируют в виде отселектированного изображения объекта.The essence of the invention lies in the fact that in the known method, comprising inputting signals corresponding to a time sequence of images of a scene on which an object may appear, the first Fourier transform of this sequence of signals, registration of Fourier spectrum signals corresponding to one of the images of the sequence in the form of a consistent Fourier filter, consistent Fourier filtering of the current image signals by multiplying the signals of the Fourier spectra of the current images by the Fourier spectrum signals, zareg gated in the form of a matched Fourier filter followed by a second Fourier transform of the resulting multiplication signals and measuring the values of the response signals resulting from the matched Fourier filter, the current scene images are first divided into fragments, and then the matched Fourier filtering of the Fourier spectral signals of each fragment, after which they measure the value of the response signal resulting from the matched Fourier filtering of this fragment, and carry out threshold processing of these signals B-responses so that the signals of the current image, which correspond to fragments whose response signals are greater than or equal to the threshold signal, are blocked, and the signals of the current image corresponding to fragments whose response signals are smaller than the threshold signal are passed and recorded in in the form of a selected image of the object.
При этом сигналы селектированного изображения объекта вводят и регистрируют в качестве эталона и, после первого Фурье-преобразования, регистрируют в качестве согласованного Фурье-фильтра, а сигналы-отклики, являющиеся результатом согласованной фильтрации последующих текущих изображений, используют для определения координат объекта.In this case, the signals of the selected image of the object are introduced and recorded as a reference and, after the first Fourier transform, registered as a matched Fourier filter, and the response signals resulting from the matched filtering of subsequent current images are used to determine the coordinates of the object.
Кроме того, согласованные Фурье-фильтры регистрируют для каждого фрагмента изображения, заданного в качестве опорного, а фрагменты изображения выбирают равными по площади с размерностью К пикселей, где 2≤К≤N, причем N - число пикселей в изображении.In addition, matched Fourier filters are recorded for each image fragment specified as a reference, and image fragments are selected equal in area with a dimension of K pixels, where 2≤K≤N, where N is the number of pixels in the image.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее последовательно оптически связанные источник когерентной подсветки, оптический делитель, выполненный в виде куб-призмы, жидкокристаллический пространственный модулятор света, объектив первого Фурье-преобразования, оптическую оперативную память, ПЗС-камеру, одновременно через куб-призму, последовательно оптически связанные зеркало опорного пучка, оптическую оперативную память и ПЗС-камеру включены элемент вращения плоскости поляризации когерентного излучения, например пластина λ/2, оптически связанная с источником подсветки и куб-призмой, матрица электроуправляемых затворов, оптически связанная с объективом первого Фурье-преобразования и жидкокристаллическим пространственным модулятором света, объектив второго Фурье-преобразования, оптически связанный с оптической оперативной памятью, а с помощью подвижного зеркала, установленного в одном положении, оптически связан с оптическим входом фотоприемника, а в другом положении через электроуправляемый затвор оптически связан с оптическим входом ПЗС-камеры, причем фотоприемник электрическим выходом соединен со входом электронного порогового устройства, выход которого электрически соединен со входом электроуправляемого затвора, а ПЗС-камера выходом электрически подключена к первому входу переключателя, выходом соединенного с электрическим входом жидкокристаллического пространственного модулятора света, а вторым входом подключенного ко входу устройства.The essence of the invention lies in the fact that in a device containing a sequentially optically coupled source of coherent illumination, an optical divider made in the form of a cube prism, a liquid crystal spatial light modulator, a lens of the first Fourier transform, an optical random access memory, a CCD camera, simultaneously through a cube - a prism, an optically coupled mirror of the reference beam, an optical random access memory and a CCD camera include an element of rotation of the plane of polarization of coherent radiation, for example p λ / 2 plate, optically coupled to a backlight and a cube-prism, a matrix of electrically controlled shutters, optically coupled to the lens of the first Fourier transform and a liquid crystal spatial light modulator, lens of the second Fourier transform, optically coupled to optical random access memory, and using a movable mirror installed in one position is optically connected to the optical input of the photodetector, and in another position, through an electrically controlled shutter, is optically connected to the optical input of the CCD amer, the photodetector is connected by an electrical output to the input of an electronic threshold device, the output of which is electrically connected to the input of an electrically controlled shutter, and the CCD camera is electrically connected to the first input of the switch, the output connected to the electrical input of the liquid crystal spatial light modulator, and the second input connected to the input devices.
Примечание: В отличие от прототипа, в котором применяют жидкокристаллический пространственный модулятор света, работающий \на отражение\, в предлагаемой схеме используют аналогичный модулятор, но работающий \на проход\. Поэтому он включен после объектива первого Фурье-преобразования. Схемы с включением пространственного модулятора \до\ и \после\ объектива первого Фурье-преобразования по функциональным возможностям идентичны [4, стр. 76].Note: In contrast to the prototype, which uses a liquid crystal spatial light modulator operating \ on reflection \, the proposed scheme uses a similar modulator, but working \ on passage \. Therefore, it is turned on after the lens of the first Fourier transform. The schemes with the inclusion of the spatial modulator \ before \ and \ after \ the lens of the first Fourier transform are identical in functionality [4, p. 76].
Изобретение позволяет осуществлять комбинированную внутри- и межкадровую обработку, что обеспечивает возможность:The invention allows for combined intra-and inter-frame processing, which allows:
- распознавания и сопровождения априори заданных объектов;- recognition and tracking of a priori given objects;
- обнаружения неизвестных объектов, селекции их изображений, регистрации в качестве эталона-образа и переход в режим распознавания и сопровождения и др.- detection of unknown objects, selection of their images, registration as a reference image and transition to recognition and tracking mode, etc.
На фиг.1 (а÷г) показаны результаты компьютерного моделирования по обнаружению и выделению изображения объекта предлагаемым способом. При этом на фиг 1а и 1б показана фоно-целевая обстановка (ФЦО) при различных положениях объекта (\самолет\). На фиг 1в - сигналы-отклики фрагментов после разделения изображения ФЦО на фрагменты (размер фрагмента - 20×20 пикселей) и проведение согласованной Фурье-фильтрации фрагментов. На фиг.1г - результат пороговой обработки сигналов-откликов фрагментов и последующей фрагментарной фильтрации изображений ФЦО.Figure 1 (a ÷ g) shows the results of computer simulation for the detection and extraction of images of the object of the proposed method. In this case, FIGS. 1a and 1b show the phono-target environment (FCO) at various positions of the object (\ airplane \). In Fig. 1c, the response signals of the fragments after dividing the FCO image into fragments (fragment size — 20 × 20 pixels) and performing coordinated Fourier filtering of the fragments. In Fig.1d - the result of threshold processing of the signal-response fragments and subsequent fragmentary filtering of images of the FCO.
На фиг.2 (а÷е) показаны сравнительные результаты моделирования операций по определению координат объекта (\фургон\) способом прототипа (фиг.2 а÷г) и предлагаемым способом (фиг.д-е). На фиг.2а и 2в показан опорный кадр и соответствующий ему сигнал-отклик после согласованной фильтрации. На фиг.2б и 2г - текущий кадр и соответствующий ему результат согласованной фильтрации - опорного и текущего кадров. Фиг.2г демонстрирует обнаружение объекта (сигнал-отклик слева), направление его движения и пройденное расстояние. Координаты объекта (геометрический центр) не соответствуют реальным. На фиг.2д - результат выделения изображения объекта предлагаемым способом, а на фиг.2е - результат согласованной Фурье-фильтрации после записи изображения объекта в качестве эталона. Сигнал-отклик соответствует координатам геометрического центра объекта на фиг.2б.Figure 2 (a ÷ e) shows the comparative results of modeling operations to determine the coordinates of the object (\ van \) by the prototype method (Fig. 2 a ÷ d) and the proposed method (Fig. E-f). On figa and 2B shows the reference frame and its corresponding signal response after matched filtering. On figb and 2g - the current frame and the corresponding result of the matched filtering - the reference and current frames. Fig.2g shows the detection of the object (signal response on the left), the direction of its movement and the distance traveled. The coordinates of the object (geometric center) do not correspond to the real ones. On fig.2d - the result of highlighting the image of the object of the proposed method, and on fig.2e - the result of the agreed Fourier filtering after recording the image of the object as a reference. The response signal corresponds to the coordinates of the geometric center of the object in figb.
На фиг.3 показана блок-схема устройства, выполненного в соответствии с предлагаемым способом.Figure 3 shows a block diagram of a device made in accordance with the proposed method.
Устройство содержит последовательно оптически связанные источник когерентной подсветки 1, пластину λ/2 (2), оптический делитель 3, выполненный в виде куб-призмы, объектив 4 первого Фурье-преобразования, матрицу 5 электроуправляемых затворов, выполненную, например, в виде матрицы жидкокристаллических (ЖК) затворов или ЖК-модуляторов, работающих в бинарном режиме, устройство 6 ввода изображений, выполненное также на базе жидкокристаллического пространственного модулятора света (Приложение 2, 3), блок 7 оптической оперативной памяти, выполненный на базе, например, фототермопластика [4, стр. 54, см. Приложение 1], объектив 8 второго Фурье-преобразования и подвижное зеркало 9, при этом одновременно куб-призма 3 последовательно оптически связана с поляризатором 15, зеркалом 16 опорного пучка, оптической оперативной памятью 7, объективом 8 второго Фурье-преобразования и подвижным зеркалом 9, которое одновременно оптически связано в одном положении с оптическим входом фотоприемника 10, а в другом положении через электроуправляемый затвор 12, выполненный в виде ЖК-ячейки, с оптическим входом ПЗС-камеры 13, причем фотоприемник 10 электрическим выходом соединен со входом электронного порогового устройства 11, выполненного на базе компаратора (Приложение 4), выход которого электрически соединен со входом электроуправляемого затвора 12, а ПЗС-камера 13 выходом электрически подключена к первому входу переключателя 14, выходом соединенного с электрическим входом жидкокристаллического пространственного модулятора света 6, а вторым входом подключенного ко входу устройства.The device contains sequentially optically coupled coherent illumination source 1, plate λ / 2 (2), optical divider 3, made in the form of a cube prism, lens 4 of the first Fourier transform,
Устройство работает следующим образом. Параллельный пучок света от когерентного источника подсветки 1 (коллимирующая оптика не показана) пускают через пластинку λ/2 (2) и с помощью куб-призмы 3 разделяют сигнальный и опорный пучки. Сигнальный пучок пропускают через объектив 4 1-го Фурье-преобразования, матрицу 5 ЖК-затворов, ЖК-модулятор 6 и фокусируют в фокальной плоскости объектива 4, где размещена входная плоскость оптической оперативной памяти 7.The device operates as follows. A parallel light beam from a coherent illumination source 1 (collimating optics not shown) is launched through a λ / 2 plate (2) and the signal and reference beams are separated using a cube-prism 3. The signal beam is passed through the lens 4 of the 1st Fourier transform, the
При подаче видеосигнала (например, от ТВ-камеры) на вход ЖК-модулятора 6 на нем формируют изображение наблюдаемой сцены, а в фокальной плоскости объектива 4 - когерентный Фурье-спектр этого изображения.When a video signal (for example, from a TV camera) is supplied to the input of the LCD modulator 6, an image of the observed scene is formed on it, and the coherent Fourier spectrum of this image is formed in the focal plane of the lens 4.
Опорный пучок после куб-призмы 3 проходит через поляризатор 15 на зеркало 16 опорного пучка и, отражаясь от него, поступает во входную плоскость оптической оперативной памяти 7.The reference beam after the cube-prism 3 passes through the
В рабочем режиме на вход ЖК-модулятора 6 через блок 14 переключателей видеосигналов поступают текущие изображения от ТВ-камеры.In operating mode, the input of the LCD modulator 6 through the block 14 of the video signal switches receives the current image from the TV camera.
Для регистрации голографического согласованного Фурье-фильтра (ГСФ), являющегося опорной информацией, во входной плоскости оптической оперативной памяти 7, Фурье-спектр и опорный пучок когерентно складывают и формируют результирующую интерференционную картину, регистрируемую на фоточувствительном слое (голограмма-фильтр). Перед регистрацией ГСФ поляризация пучка подсветки с помощью пластинки λ/2 (2) устанавливают так, чтобы она совпала с поляризацией матричного ЖК-затвора 5 и поляризатора 15, то есть, чтобы свет проходил через эти устройства без потерь.To register a holographic matched Fourier filter (GSF), which is the reference information, in the input plane of the optical random access memory 7, the Fourier spectrum and the reference beam are coherently added and the resulting interference pattern recorded on the photosensitive layer (hologram filter) is formed. Before registering a GSF, the polarization of the backlight beam using the λ / 2 plate (2) is set so that it coincides with the polarization of the
В режиме согласованной Фурье-фильтрации (обнаружение, селекция и получение изображения объекта) с помощью пластинки λ/2 (2) поляризацию пучка подсветки устанавливают так, чтобы опорный пучок отключить (поляризации пучка и поляризатора 15 - "скрещены"), а затворы матрицы ЖК-затворов 5 "закрывают" по той же причине.In the matched Fourier filtering mode (detection, selection and image acquisition of an object) using the λ / 2 plate (2), the polarization of the backlight beam is set so that the reference beam is turned off (the polarization of the beam and
При подаче импульсов питания на матрицу ЖК-затворов 5 ячейки последовательно и по одной открывают, подсвечивая отдельные фрагменты текущих изображений на ЖК-модуляторе 6, которые с помощью объектива 4 преобразуют в "частные" Фурье-спектры соответствующих фрагментов изображения. В результате согласованной Фурье-фильтрации этих Фурье-спектров формируют сигнал-отклик, который после зеркала 9 фокусируют в фокальной плоскости объектива 8 и интенсивность которого пропорциональна мере сходства данного фрагмента текущего изображения с соответствующим ему фрагментом изображения, зарегистрированного в виде ГСФ.When applying power pulses to the matrix of
Помимо сигнала-отклика в фокальной плоскости объектива 8 через зеркало 9 формируют и текущее изображение, поступающее в виде видеосигнала с ТВ-камеры на ЖК-модулятор 6, но представленное в когерентном виде (результат двойного Фурье-преобразования, "нулевой порядок").In addition to the response signal in the focal plane of the
Оптический сигнал-отклик поступает на одноплощадочный приемник 10, чувствительная плоскость которого установлена в фокальной плоскости объектива 8, и преобразуется в электрический сигнал, который после пороговой обработки в устройстве 11 преобразуется в бинарный сигнал (0 или 1) и поступает на ЖК-затвор 12, который в исходном состоянии "закрыт".The optical response signal is supplied to a single-
Когерентное текущее изображение после зеркала и ЖК-затвора 12 локализуется в входной плоскости ПЗС-камеры 13, так как ее фоточувствительная часть расположена в фокальной плоскости объектива 8.The coherent current image after the mirror and the LCD shutter 12 is localized in the input plane of the CCD camera 13, since its photosensitive part is located in the focal plane of the
Если в наблюдаемой сцене не происходит никаких изменений, то сигналы-отклики фрагментов преобразуют с помощью компаратора 11 в сигналы управления ЖК-затвора 12, равные 0, и затвор остается закрытым, а изображение на ПЗС-камеру 13 не поступает. Если фоновая обстановка изменилась (например, в поле зрения появился новый объект), то корреляция опорных (записанных на ГСФ) и текущих Фурье-спектров разрушается. Сигналы-отклики для этих фрагментов становятся ниже порога и с компаратора 11 на ЖК-затвор 12 поступают сигналы, открывающие затвор, который пропускает изображения данных фрагментов на ПЗС-камеру 12, формируя изображение отселектированного от фона объекта.If no changes occur in the observed scene, then the response signals of the fragments are converted using the comparator 11 into the control signals of the LCD shutter 12 equal to 0, and the shutter remains closed, and the image is not received on the CCD camera 13. If the background situation has changed (for example, a new object has appeared in the field of view), then the correlation of the reference (recorded on the GSF) and the current Fourier spectra is destroyed. The response signals for these fragments become lower than the threshold and signals are opened from the comparator 11 to the LCD shutter 12, which opens the shutter, which passes images of these fragments to the CCD camera 12, forming an image of an object selected from the background.
Это изображение через блок 14 переключателей видеосигналов может быть подано в качестве образа-эталона на вход ЖК-модулятора 6 для реализации режима распознавания и слежения за объектом. Для этого с помощью зеркала 9 и при открытом затворе 12 оптический сигнал-отклик переводят из входной плоскости фотоприемника 10 во входную плоскость ПЗС-камеры 13, а текущее изображение, соответственно, из нее выводят.This image through the block 14 of the video signal switches can be supplied as a reference image to the input of the LCD modulator 6 to implement the recognition mode and tracking the object. To do this, using the
Кроме того, путем ввода изображений-эталонов из долговременной памяти реализуют и режим распознавания с априорным образом-эталоном.In addition, by entering reference images from long-term memory, a recognition mode with an a priori reference image is also realized.
ЛитератураLiterature
1. КОЛЬЕР Р. и др. Оптическая голография. Пер. с англ. - М.: Мир, 1973, 686 с.1. COLLIER R. et al. Optical holography. Per. from English - M.: Mir, 1973, 686 p.
2. АЛЕШИН Б.С. и др. Оптическое распознавание изображений. - ГосНИИАС, 2000, 279 с.2. Aleshin B.S. and others. Optical image recognition. - GosNIIAS, 2000, 279 p.
3. ВАСИЛЕНКО Г.И., ЦИБУЛЬКИН Л.М. Голографические распознающие устройства. - М.: Радио и связь, 1985, 312 с.3. VASILENKO G.I., TSIBULKIN L.M. Holographic recognition devices. - M .: Radio and communications, 1985, 312 p.
4. БАРСКИЙ А.Г. и др. Голографический вычислитель взаимно-корреляционной функции с некогерентной долговременной памятью. - М.: Оптический журнал, 1993, №5, с.53-55.4. BARSKY A.G. et al. Holographic calculator of cross-correlation function with incoherent long-term memory. - M.: Optical Journal, 1993, No. 5, p. 53-55.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114793/09A RU2260847C2 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114793/09A RU2260847C2 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003114793A RU2003114793A (en) | 2005-01-20 |
RU2260847C2 true RU2260847C2 (en) | 2005-09-20 |
Family
ID=34977442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003114793/09A RU2260847C2 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2260847C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480717C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Специальная астрофизическая обсерватория (САО РАН) | Method to process video signal in ccd-controller for matrix image receivers |
RU2746088C1 (en) * | 2020-04-24 | 2021-04-06 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") | Digital device for determining the spatial orientation of an airborne object relative to a passive optoelectronic complex |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466456C2 (en) * | 2010-12-16 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method to identify contours of moving objects |
-
2003
- 2003-05-19 RU RU2003114793/09A patent/RU2260847C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛЕШИН Б.С. и др. Оптическое распознавание изображений, Москва, ГосНИИАС, 2000, с.80-90. ВАРСКИЙ А.Г. и др. Голографический вычислитель взаимно корреляционной функции с некогерентной долговременной памятью. В:. \Оптический журнал\, 1993, №5, с.53-55. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480717C1 (en) * | 2011-11-07 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Специальная астрофизическая обсерватория (САО РАН) | Method to process video signal in ccd-controller for matrix image receivers |
RU2746088C1 (en) * | 2020-04-24 | 2021-04-06 | Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") | Digital device for determining the spatial orientation of an airborne object relative to a passive optoelectronic complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003114793A (en) | 2005-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fielding et al. | Optical fingerprint identification by binary joint transform correlation | |
US5040140A (en) | Single SLM joint transform correaltors | |
AU9176398A (en) | Improvements relating to pattern recognition | |
US5239595A (en) | Optical method for identifying or recognizing a pattern to be identified | |
RU2260847C2 (en) | Method for detection, recognition and determining object coordinates and device for realization of said method | |
Grycewicz et al. | Experimental comparison of binary joint transform correlators used for fingerprint identification | |
Cohn et al. | Representations of fully complex functions on real-time spatial light modulators | |
Xu et al. | Integrated zigzag Vander Lugt correlators incorporating an optimal trade-off synthetic discriminant filter for invariant pattern recognition | |
JP3604441B2 (en) | Pattern recognition apparatus and method | |
EP1400917B1 (en) | Improvements relating to pattern recognition | |
Kodate et al. | Compact Parallel Optical Correlator for Face Recognition, and Its Application | |
Francis et al. | Optical pattern recognition | |
Esteve-Taboada et al. | Target localization in the three-dimensional space by wavelength multiplexing | |
Goodwin et al. | Hybrid digital/optical ATR system | |
RU2065571C1 (en) | Process of determination of deformation and stress of members of structure and device for its implementation | |
GB2507468A (en) | Operating a spatial light modulator | |
EP1632883A2 (en) | Optical pattern recognition with a binary phase-only filter for image tracking | |
GB2507470A (en) | Reconfiguring a spatial light modulator during image correlation | |
JP2836137B2 (en) | Optical information processing device | |
GB2507467A (en) | Operating a spatial light modulator | |
JP2986491B2 (en) | Optical automatic tracking device | |
JPS6378284A (en) | Method and apparatus for pattern recognition | |
GB2507469A (en) | Operating a spatial light modulator | |
Li | An investigation of optical composite filters for pattern recognition | |
Guest | Spectral texture optical classifier |