Оптоэлектронный коррелятор изображения

 

Изобретение относится к технике оптоэлектронной обработки информации. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей оптоэлектронного коррёТТятора путём обработки полутоновых изображений. В оптоэлектронный коррелятор введен теплоотводящий элемент, а между фоторезистивным слоем и передней поверхностью второго электрода множительно-запоминающего блока размещен терморезистивный слой, обладающий отрицательной температурной зависимостью. Задняя поверхность второго электрода непосредственно присоединена к поверхности теплоотводящего элемента. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845221/24 (22) .16.04.90 (46) 23.08.92. Бюл. N 31 (71) Физико-технический институт Научнопроизводственного. абьединения "ФизикаСолнце" АН УЗССР (72).Д.В. Лукин и В.М. Рубинов (56) Авторское свидетельство СССР

N 943725, кл. G 06 Е 9/00, 1982. (54) .ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕЛЯТОР

ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике оптоэлектронной обработки информации. Цель изобретения — повышение точности и расИзобретение относится к технике оптоэлектронной обработки информации, а более конкретно к устройствам оптоэлектронных корреляторов и систем обработки аналоговой информации в реальном масштабе времени, и может быть использовано для распознавания образов, слежения за объектами или фильтрации сигналов, задаваемых в форме оптического изображения и т.п.

Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей путем обработки полутоновых изображе ний.

На чертеже приведена схема корреля-. тора.

Коррелятор содержит множительно-33поминающий блок, состоящий из фоторезистивного слоя 1 и терморезистивного слоя

2, помещенных между пленочными электро„„„ Ж „„1756876 А1 ширение функциональных возможностей оптоэлектронного коррелятора"путем обработки полутоновых изображений. В оптоэлектронный коррелятор введен теплоотводящий элемент, а между фоторезистивным слоем и передней поверхностью второго электрода мноЖйтельно-запоминающего блока размещен терморезистивный слой, обладающий отрицательной темпера. турной зависимостью. Задняя поверхность второго электрода непосрвдственно присоединена к поверхности теплоотводящега элемента. 3 ил. дами 3 и 4, причем один из них — электрод 4 прозрачен для светового потока, эти слои нанесены на прозрачную подложку 5. Терморезистивный слой 2 имеет тепловой контакт с теплоотводящим элементом 6.-Между электродами 3 и 4 приложено напряжение питания.

Проекционный блок 6 в режиме записи фокусирует опорное изображение на поверхности фоторезистивного слоя 1, К электродам 3 и 4 прикладывается напряжение записи U1,,После записи питающее напряжение снижается до величины рабочего напряжения U 2. а проекционный блок фокусирует на поверхности слоя 1 второе (сравниваемое) изображение.

Оптоэлектронный коррелятор работает следующим образам (фиг. 2).

Исходное состояние устройства "Стирание". Коррелятор может неограниченно ки TP-слоя 2 начинает течь ток. Протекание 25

35 долго находиться в этом состоянии, которое достигается при двух режимах работы.

А, В темноте (при отсутствии иэображения на приборе). Напряжение питания может быть приложено.

Б. При отсутствии (малом уровне) питающего напряжения, На прибор может проецироваться изображение.

При отсутствии питающего изобра>кения ток через структуру не течет, В темноте сопротивление фоторезистивного (ФР) слоя

1 также достаточно велико, чтобы ток через структуру не тек. В обоих случаях мощность в объеме терморезистивного (TP) слоя 2 не выделяется и его температура уравнивается с температурой теплоотводящего элемента

6, т.е, становится одинаковой по площади.

В режиме "Запись опорного изображения" к коррелятору прикладывается определенное напряжение питания (U 1). а на ФР-слой

1 при помощи проекционного блока 7 проецируется иэображение, Сопротивление освещенных участков ФР-слоя 1 падает и через них и расположенные под ними участтока вызывает (в соответствии с законом

Джоуля Ленца) выделение мощности, что ведет к нагреву соответствующих участков

TP-слоя 2. Нагрев, зависящий от величины протекающего тока, определяется сопротивлением участков ФР-слоя 1, т,е, зависит от величины освещенности его поверхности. Таким образом, опорное изображение преобразуется в эквивалентное ему распределение нагретых участков TP-слоя 2. По5

20 санного изображения. Иэ-за малой толщины и большой площади теплопроводящие свойства ТР-слоя 2 весьма анизтропны, и отдача тепла от перегретых участков происходит в основном теплоотводящему элементу 6. Скорость выравнивания температуры (т,е. время сохранения записи) зависит от физических свойств ТР-слоя 2, теплоемкости и теплопроводности, Отдача тепла в обратном (через ФРслой 1) направлении невелика, так как можно использовать ФР-слой 1, и подложку 5 с малой теплопроводностью, Собственно "Рабочий режим" наступает после записи иэображения. Этот режим имеет несколько различий при использовании прибора в качестве либо коррелятора двух изображений, либо автокоррелятора.

Напряжение питания снижают до уровня (U2), обеспечивающего протекание через структуру малого измерительного тока, не вызывающего существенного выделения мощности в объеме ТР-слоя 2, а на ФР-слой

1 проецируют второе (сравниваемое) изображение. Теперь значение суммарного тока. протекающего через прибор, определяется суммой токов через элементарные участки, а в каждом из них ток определяется последовательно соединенными сопротивлениями ФР-слоя 1 (зависящего от проецируемого в данный мо- мент изображения) и ТР-слоя 2, сопротивление которого определяется перегревом, возникшим при записи опорного изображения (фиг. 3).

1=f f 01бхбу, х у

45

С1х оу . х у

55 скольку сопротивление TP-слоя 2 однозначно определяется их температурой, то температурному портрету опорного изображения соответствует адекватная картина распределения сопротивления TP-слоя

2.

Коррелятор обладает определенным внутренним усилием, поскольку протекающий ТоК вызывает нагрев терморезистора и, соответственно, уменьшение его сопротивления, что уменьшает общее сопротивление протекающему току и (при постоянном питающем напряжении) увеличение тока. Этот процесс стабилизируется при каком-то эначении тока, определяемом остаточным сопротивлением ФР-слоя 1 и крутизной зависимости сопротивления TP-слоя 2 от температуры.

Возникающий в результате записи опорного изображения перегрев имеет динамический характер, так как при возникновении градиента температур между соседними участками ТР-слоя 2 начинается процесс теплопередачи, ведущий к выравниванию температур, т.е. стиранию эапиа! =и 7=о — - — 2j; аа dî, а софр + d о,р фр = т1 (Фсраа) i Отр = 2 (Фопорн) — б, „= х у мафр Тр

Таким образом, суммарный ток пропорционален интегралу свертки двух изображений — опорного и сравниваемого, 1756S76

При работе в режиме автокорреляторэ, т.е. при определении измерений во времени одного, непрерывно проецируемого изображения, после записи изображения его не убирают, а напряжение питания снижают до уровня (02). Стирание изображения в этом случае происходит отключением напряжения питания.

Формула изобретения

Оптоэлектронный коррелятор изображения, содержащий источник питания и расположенные последовательно на ойтической оси проекционный блок и множительно-запоминающий блок, состоящий из последовательно нанесенных на прозрачную подложку первого прозрачного электрода, фоторезистивного слоя и второго электрода, причем электроды подключены к выходам источника питания, о т л и ч а ю5 шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей путем обработки полутоновых изображений, в него введен теплоотводящий элемент, между фоторезистивным

10 слоем и передней поверхностью второго электрода множительно-запоминающего блока размещен терморезистивный слой, обладающий отрицательной температурной зависимостью, а задняя поверхность второ15 ro электрода непосредственно прйсоединена к поверхности теплоотводя щего элемента.

1756876

@ИМИ/©Р

ФР -слОР (1) 1756876

Составитель Г.Зелинский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е.Папп

Редактор Л.Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5