Устройство для прямого-обратного фурье-преобразования

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЯМОГО-ОБРАТНОГО ФУРЬЕ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ,содержащее фурье-преобразующий элемент, выполненный в виде криволинейной отражающей поверхности, входной участок .которой оптически связан с выходом узла ввода информации, а выходной участок криволинейной отражающей поверхности оптически связан с выходом регистрирующего блока, и отражательный пространственно-частотный фильтр, установленный на оптической оси криволинейной отражающей поверхности, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы частот, снижения габаритов при обработке широкоформатных изображений и повышения разрешающей способности устройства , в него введен двухпроходной корректор, выполненный в виде первого и второго криволинейных зеркал, отражающие поверхности которых обращены одна к другой, и установленный на оптической оси криволинейной отражающей поверхности между отражательным пространственно-частотным фильтром и криволинейной отражающей поверхностью, причем первое криволинейное зеркало двухпроходного кор-§ ректора снабжено центральным отверстием и оптически связано соответственно с входньм и выходным участками криволинейной отражающей поверхности , а второе криволинейное зеркало оптически связано с отражательными пространственно-частотным фильтром.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G 06 G 9 00 фили.ны- . Й.1": 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3380199/18-24 (22) 05.01.82 (46);30.07.84. Бюл. Р 28 (72) Б.И.Спектор (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола (53) 681.333(088.8) (56) I.Патент США Р 3885143, кл. 325-181, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство НРБ,,кл. G 02 В 9/64, опублик. 1979 (прототип) . ! (54)(57) устРОйсТвО дЛя ПРЯМОГО-оБРАтНОГО ФУРЬЕ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ,-содержащее фурье-преобразующий элемент, выполненный в виде криволинейной отражающей поверхности, входной участок которой оптически связан с выходом узла ввода информации, а выходной участок криволинейной отражающей поверхности оптически связан с выходом регистрирующего блока, и отражательный пространственно-частотный фильтр, установленный на оптической оси крил

Ю

09) (11)волинейной отражающей поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения полосы частот, снижения габаритов при обработке широкоформатных изображений и повышения разрешающей способности устройства, в него введен двухпроходной корректор, выполненный в виде первого и второго криволинейных зеркал, отражающие поверхности которых обращены одна к другой, и установленный на оптической оси криволинейной отражающей поверхности между отражательным пространственно-частотным фильтром и криволинейной отражающей поверхностью причем первое криво1

Ф линейное зеркало двухпроходного кор- щ ректора снабжено центральным отверстием и оптически связано соответственно с входным и выходным участками криволинейной отражающей поверх- С„ ности, а второе криволинейное зеркало оптически связано с отражательным пространственно-частотным фильтром.

1105912

Изобретение относится к оптической обработке информации, а именно к устройствам,в которых математические операции выполняются с помо щью оптических элементов.

Известны устройства, предназначенные для обработки информации оптическими методами, в которых в ка.честве блока прямого-обратного Фурье-: преобразования применяются оптические узлы, как правило состоящие из 10 пары идентичных объективов или зеркальных сегментов (17

Существенный недостаток этих устройств связан с ограниченным размером параллельно обрабатываемого 15 ! участка изображения (20-60 мм), и для получения возможности обработки полного изображения .(200-.500 мм) в устройство вводят узлы .медленного механического последовательного.. 2О перемещения. Это усложняет устройство и значительно снижает его основ- . ную техническую характеристику быстродействие.

Наиболее близким техническим реше-у5 нием к данному изобретению является устройство для прямого-обратного фурье-преобразования, содержащее оптический фурье-преобразующий элемент, имеющий параболическую отражательную ЗО поверхность, оптически связанную через узел ввода с коллимированным когерентным источником света, а через пространственный отражательный „ фильтр — с входом регистрирующего блока (2 1.

Однако известное устройство харак. теризуется недостаточно высокой разрешающей "пособностью обработки информации, что обусловлено наличием аберраций оптических элементов. В 48 частности, это приводит к ограничениям поля обрабатываемого изображения и егс максимальной пространственной частоты.

Кроме искажений, котоРые пРоявляются 45 в области изображения, в известном устройств== существуют значительные искажения в области Фурь|-преобразования, т..е. в области пространственных частот, 5Î

Целью изобретения является расширение полосы частот, снижение габаритов при обработке широкоформатных изображений и повышение разрешающей способности устройства.

Г

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для прямого-, обратного фурье-преобразования, содержащее фурье-преобразующий элемент, выполненный в виде криволинейной отражающей поверхности, входной учас- 6() ток которой оптически связан с выходом узла ввода информации, а выходной участок криволинейной отражающей поверхности оптически связан с входом регистрирующего блока, а от- 65 ражательный пространственно-частотный фильтр, установленный на оптической оси криволинейной отражающей поверхности, введен двухпроходной корректор, выполненный в виде первого и второго криволинейных зеркал, отражающие поверхности которых обращены одна к другой, и установленный на оптической оси криволинейной отражающей поверхности между отражательным простарнственно-частотным фильтром и криволинейной отражающей поверхностью, причем первое криволинейное зеркало двухпроходного корректора снабжено центральным отверстием и оптически связано соответственно с входным и выходным участками криволинейной отражающей поверхности, а второе криволинейное зеркало.оптически связано.с отражательным пространственно-.частотным фильтром.

На чертеже представлена схема предлагаемого. устройства.

Устройство содержит фурье-преобразующий элемент, выполненный в виде криволинейной отражающей поверхности 1, которая оптически связана через узел ? ввода информации с коллимированным когерентным источником света (на черетеже не показан), а через последовательно размещенные двухпроходной корректор 3 и отражательный пространственно-частотный фильтр 4 — с входом регистрирующего блока 5, причем двухпроходной корректор 3 выполнен в виде первого б и второго 7 криволинейных зеркал, отражающие поверхности которых обращены друг к другу, при этом первое из зеркал б имеет центральное отверстие для обеспечения оптического сопряжения с главным фурье-преобразующим элементом, т.е. предлагаемая система может быть выполнена по схемам, в которых достигается апланатизм. При этом форма поверхности зеркал слабо отличиается от сферической.

Устройство работает следующим образом.

Коллимированный и модулирован-ный изображением пучок света, выходящий из узла 2, направляется параллельно главной оптической оси устройства и после отражающей поверхности 1 попадает на первое зеркало

6 двухпроходного корректора, после отражения от которого пучок, проходя через отверстие зеркала б, фоку-. сируется на отражательный пространственно-частотный фильтр 4, обрабатывается на нем в соответствии с его передаточной характеристикой и отражается, проходя через то же отверстие, на другую область аппаратуры второго зеркала 7 корректора 3, отражается снова на первое зеркало б, после отражения от которого попадает на отражающую поверхность 1,, 1105912 которая в плоскости регистрирующего блока 5 формирует результирующее обработанное иэображение.

Смысл применения двухпроходного корректора на зеркалах заключается в том, что он позволяет в совокуп- 5 ности с другими элементами предлагаемого устройства значительно расширить полосу обрабатываемого изображения, что обеспечивает возможность работы с изображением fO более высокой пространственной частоты (полоса есть произведение аппаратуры обрабатываемого изображения на максимальную пространственную частоту). Применение двухпроходного корректора позволяет компенсировать аберрации в области фурье-преобразования (плоскость пространственно-частотного фильтра) и в области преобразованного изображенйя, что .позволяет .значительно повысить точность .оптической обработки информации.

Кроме того, использование двухпроводного;, корректора на зеркалах

Позволяет снизить общие габариты системы, так как в отличие от известного устройства, где габариты определяются фокусным расстоянием главного элемента, данное устройство может быть почти в два раза меньше, что позволяет использовать его без снижения точности с применением существующей телескопической аппаратуры. ВНИИПИ Заказ 5603/39

Гираж 699 Подпйсное филиал IIIIII Патент

< ужгород, ул. Проектная г 4