SU1691856A1

SU1691856A1 - Устройство дл кодировани изображений объектов

Info

Publication number: SU1691856A1
Application number: SU894644728A
Authority: SU
Inventors: Вениамин Николаевич Аноховский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8062
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1991-11-15

Abstract

Изобретение относитс к технике обработки изображений, а именно к оптико- электронным устройствам ввода изображени в ЭВМ с предварительной оптической обработкой, и может быть использовано дл параллельного кодировани низкоуровневых изображений на основе разложени по угловым направлени м энергетического спектра Фурье. Цель изобретени - повышение быстродействи . Устройство содержит последовательно расположенные оптически св занные первый объектив, первый электронно-оптический преобразователь, матрицу фоконов, второй электронно-оптический преобразователь , линзовый растр второй обьектив, механически св занные с приводом вращени и датчиком угла поворота первую цилиндрическую линзу, модул тоо света и вторую цилиндрическую линзу, третий обьектив , матрицу диафрагм и фотопреобразо- ватель, а также блоки управлени , формировани напр жений развертки. Повышенное быстродействие обусловлено параллельной обработкой и считыванием информации. 9 ил.

Description

Изобретение относитс к технике обработки изображений, в частности к оптико- электронным устройствам ввода изображени в ЭВМ с предварительной оптической обработкой, и может быть использовано дл параллельного кодировани низкоуровневых изображений на основе разложени по угловым направлени м энергетического спектра Фурье.

Цель изобретени - повышение быстродействи устройства.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства; на фиг. 2 - апертуры изображений в электронно-оптических преобразовател х (ЭОП); на фиг. 3 - направлени сканировани ; на фиг. 4 - распределение энергии в штрихе на экране ЭОП; на фиг. 5 -изображение в корелл ционной плоскости в одном канале; на фиг. 6 - схема преобразовани гексагонального растра в квадратный; на фиг 7 - оптическа схема одного элементарного канала; на фиг. 8 - развертка в ЭОП; на фиг. 9 - светоделител ьн§ призма. Устройство дл кодировани изображени содержит (фиг. 1) объектив 1. ЭОП 2 и 3. соединенные между собой через матрицу 4 конусных фоконов, расположенных в узлах гексагональной структуры, при этом в каждом ЭОП установлены пластины (не показаны ) дл синхронного отклонени электронных изображений по координатам X и Y в угловых направлени х относительно оптической оси, гексагональный линзовый растр 5 NxN элементов, объектив 6, цилиндрическую линзу 7, одномерную вращающуюс голограмму 8 интенсивности штриха с посто нной интенсивностью, вторую цилиндрическую линзу 9, установленную перпендикул рно линзе 7, датчик 10 угла поворота, при этом цилиндрические линзы

О

ю

со ел о

7 и 9 и голограмма 8 соединены жестко в одном узле, объектив 11, матрицу 12 диафрагм , расположенных по гексагональной структуре, установленную в автокоррел ционной плоскости, фотопреобразователь, состо щий из цилиндрической линзы 13 и объектива 14 (дл получени увеличени по координате X в VSTpasa), светоделительной призмы 15, направл ющей пучки с помощью трех линз 16 на три матрицы 17-19 фотоприемников, повернутые на 45° вокруг оптической оси, и блок 20 управлени . Кроме того, устройство содержит блок 21 формировани напр жений развертки. На фиг. 1 показана также ЭВМ 22 дл обработки выходных сигналов устройства.

Устройство работает следующим образом .

Объектив 1 формируетс изображение на фотокатоде первого ЭОП 2, в котором формируетс электронное изображение на люминесцентном экране (не показан), отклон емое с помощью пластин в угловых направлени х по координатам X и Y. ЭОП 2 и 3 соединены между собой через матрицу 4 конусных фоконов с диаметрами Dux и Овых. Электронное изображение при отклонении сканируетс входными апертурами фоконов. Поскольку выходные апертуры фоконов в k раз меньше, т.е. k ОВх/ОВых, то, соответственно, плотность энергии на входе второго ЭОП 3 в каждой точке увеличиваетс в k раз (фиг. 2), не счита усилени в самом ЭОП. Изображение в виде точечной структуры усиливаетс во втором ЭОП и отклон етс в противоположную сторону синхронно с изображением в первой камере. Таким образом, из изображени , сформированного объективом 1 на фотокатоде ЭОП 2 с распределением по интенсивности во времени и по координатам В(Х, Y, t), получают после сканировани в каждом элементарном канале временной сигнал Bi(tH), где тн - врем сканировани круглыми апертурами фоконов за период отклонени в одном направлении . Во втором ЭОП 3 временной сигнал интенсивности излучени при сканировании преобразуетс в одномерное распределение интенсивности свечени люминофора экрана в виде штриха (фиг. 2в), а всего изображени - в виде массива штрихов , ориентаци которых зависит от углового направлени отклонени электронных изображений. При этом максимальное врем послесвечени люминофора не должно превышать врем от момента окончани сканировани в одном угловом направлении до момента начала сканировани в другом направлении.

С экрана ЭОП излучение проходит через линзовый растр 5 с NxN элементами, при этом кажда линза соответствует одному штриху на экране ЭОП. Излучение проходит через объектив 6 и цилиндрическую линзу 7, при этом эквивалентна фокальна передн плоскость оптических элементов 5-7 совпадает с положением экрана ЭОП 3. Следовательно, в заднем эквивалентном

фокусе будет сумма наложенных интенсив- ностей излучени по координате X от всех элементарных каналов, где и устанавливаетс голограмма 8 интенсивности. При записи голограммы интенсивности в качестве

входной информации используетс набор элементарных штрихов с посто нной интенсивностью , дл чего достаточно на вход устройства подать равномерную освещенность (фиг. 4, заштрихованна часть). После

фильтра каждый элементарный пучок сохран ет направление своей оптической оси, по которой происходит излучение нулевого пор дка , а первые пор дки дифрагированного излучени отклон ютс от оптической оси

элементарного пучка. Излучение проходит через цилиндрическую линзу 9 и объектив 11, а в коррел ционной плоскости восстанавливаютс в каждом элементарном канале + и - изображени штрихов,

посто нные по интенсивности, если не учитывать вли ни входной апертуры фокона. Обе цилиндрические линзы 7 и 9, перпендикул рно расположенные относительно другой , и голограмма 8 вращаютс с угловой

скоростью, равной двум кадрам за один оборот , вокруг оптической оси. За врем одного полуоборота голограммы, св занной с датчиком 10 угла поворота, изображени отклон ютс в трех направлени х в соответствии

с гексагональной структурой линзового растра 5. 3 коррел ционной плоскости установлена матрица 12 диафрагм с отверсти ми, через которые проходит энерги , сосредоточенна в автокоррел ционном пике, а

изображени восстановленных штрихов с посто нной интенсивностью задерживаютс . Таким образом, происходит отделение посто нной составл ющей интенсивности каждого штриха (фиг. 4 и 5). Затем прошедшее цилиндрическую линзу 13 и объектив 14 (с увеличением в по оси X и с увеличением в 1х по оси Y) излучение проецируетс светоделительной призмой 15 и трем линNxN зами 16 на три матрицы 17-19 с фото .о

приемниками кажда . Цилиндрическа линза 13, объектив 14 и призма 15 преобразуют гексагональную структуру элементарных пучков в квадратную структуру (фиг. ба-в), котора поступает на входы матриц

17-19 фотоприемников, а с их выходов - на вход ЭВМ 22, в которой реализуетс алгоритм обработки, например формирование по максимальной мощности высокочастотного энергетического спектра Фурье, что в дальнейшем может быть использовано дл различных преобразований, например дл коррел ции с закодированным таким же образом эталонным изображением и дл слежени за объектом.

На фиг. 7 схематически показано прохождение одного элементарного пучка, по сн ющее работу устройства. Блок 21 формировани напр жений развертки управл етс от датчика 10 угла поворота, ив моменты, когда вращающиес голограмма 8 и цилиндрические линзы 7 и 9 занимают положение одного из угловых направлений I, II, III (фиг. 8), изображени в ЭОП отклон ютс в этом же направлении.

Повышение быстродействи устройства достигаетс за счет параллельной обработки и сн ти информации по NxN локальным област м, т.е. по всему изображению. В результате быстродействие возрастает в N раз.

Кроме того, предлагаемое устройство характеризуетс повышенным использованием входной апертуры и повышенным разрешением по сравнению с использованием квадратной матрицы, а также имеет малые габариты за счет применени светодели- тельной призмы предлагаемой конструкции (фиг. 9).

Claims

Формулаизобретени

Устройство дл кодировани изображений объектов, содержащее последовательно расположенные оптически св занные первый объектив, модул тор света, механически св занный с приводом вращени , вто- рой объектив и фотопреобразователь, выход которого вл етс информационным выходом устройства, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи устройства, модул тор света выполнен

в виде голограммы интенсивности, устройство содержит расположенные между первым объективом и голограммой интенсивности оптически св занные первый электронно- оптический преобразователь, гексагональную) матрицу фоконов, второй электронно-оптический преобразователь, гексагональный линзовый растр, третий объектив и первую цилиндрическую линзу, механически св занную с приводом вращени , расположенную между голограммой интенсивности и вторым объективом и оптически св занную с ним вторую цилиндрическую линзу, механически св занную с приводом вращени гексагональную матрицу диафрагм, датчик угла поворота, механически св занный с приводом вращени , блок управлени , подключенный к первому выходу датчика угла поворота, и блок формировани напр жений развертки, вход и выходы которого подключены соответственно к второму выходу датчика угла поворота и к входам развертки первого и второго электронно- оптических преобразователей, фотопреобразователь содержит последовательно расположенные оптически св занные четвертый объектив, третью цилиндрическую линзу и светоделительную призму с двум ромбическими отражающими гран ми и двум прозрачными треугольными гран ми, первую и вторую матрицы фотоприемников, оптически св занные соответственно через первую и вторую отражающее грани призмы с третьей цилиндрической линзой, и третью матрицу фотоприемников, оптически св занную через первую и вторую прозрачные грани призмы с третьей цилиндрической линзой, выходы матриц фотоприемников образуют выход фотопреобразовател , их входы управлени подключены к выходам блока управлени , гексагональна матрица диафрагм расположена между вторым и четвертым объективами и оптически св зана с ними.

У

0W

,////, /////

(риг. 2

фигЛ

фигЗ

(pus. 5

X

§3 БЭ О ЕЗ Ш 13 ЕЭ §Э

s §э

Чь

Фм.8

Редактор А.Огар

Составитель С.Бабкин Техред М.Моргентал

Bad A

1

8 - Фиг. 9

, f

Корректор Э.Лончакова