Оптический коррелятор

< о960863

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сею з Севетеимк

Сециалиетмчвеиик

Рвелублии (5! ),Йополнительное к авт. свид-ву Н 79229

{53)M. Кл.

G 06 G 9/00 (22) Заявлено 11.06. 75 (21) 1591357/18-24 с присоединением заявки УЙ (23) Приоритет

9Вударетейпйд кемктвт

СССР ае делам кзвбрвтеккЯ и 47ipblTNII

Опубликовано 23. 09. 82. Бюллетень И 35

{53) У К-681. 333 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 09 . 82 (72) Авторы изобретения СЕСОЮЗНЛ9

ПАТЕКТИ0ТЕХИИЧЕСКАЯ

ВЙБЛНОТЕКА

Л.И.Атаманчук и А.А.Петров (7l ) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к функциональной оптоэлектронике и может быть использовано в вычислительных устройствах, в системах распознавания образов, в системах наведения и навигации, в системах обработки радиолокационных сигналов и многоканальных корреляторах.

Ilo основному авт. св. Р 79229 известен коорелятор, содержащий экран, оптический транспарант и регистрирующее устройство, установленные на одной оптической оси, экран вы.полнен в виде матрицы светодиодов, элементы которой установлены с постоянным шагом в плоскости, перпендикулярной оптической оси, регистрирующее устройство выполнено в виде матрицы фотоприемников с накоплени, ем световой энергии, элементы которой установлены с постоянным шагом в плоскости, параллельной экрану, причем расстояния между экраном .оптическим транспарантом и регистрирующим устройством прямо пропорциональны шагу элементов матрицы экрана и регистрирующего устройства fl).

Недостатком известного устройст5 ва является то, что вычисляемая 0К взаимно корреляционная функция (ВКФ) изображений является не нормированной по яркости распознаваемого изоб,о ражения (РИ) и прозрачности фрагментов эталонного изображения (ЭИ), что ограничивает класс изображений, с которыми может работать предложенный ранее оптический коррелятор. Так, если среднее значение яркости различных фрагментов исследуе мх изображений есть изменяющаяся от фрагмента к фрагменту величина, то для достоверного распознавания изображено ния, воспроизводимого на матрице светоизлучающих элементов (т.е. для ответа на вопрос, какому же участку ЭИ принадлежит РИ), необходимо получать нормированную ВКФ.

3 960863

Цель изобретения - повышение точности и надежности распознавания.

Поставленная цель достигается тем, что оптический коррелятор. содержит дополнительные матричный экран для воспроизведения распознаваемого изображения и оптический транспарант с эталонным изображением, которые расположены соответственно в плоскостях основных матричного экрана для вос- 10 произведения распознаваемого изображения и оптического транспаранта с эталонным изображением.

На чертеже представлена схема опти ческо го коррелятора. 15

Она содержит матричный экран, состоящий из двух матриц(или мозаик) светоизлучающих элементов 1а и 16 для воспроизведения РИ, оптический транспарант с двумя ЭИ 2а и 26 и ре- щ гистрирующее устройство 3 в вице матрицы фотоприемников. При этом размеры матрицы светоизлучающих элементов — а„, ЭИ вЂ” а и матриц фотопри емни ко B а „определяются сост ветственно из следующих выражений:

=М и3

1 1 1

Ц г-

ЭИ ЭИ ЭИ

,(н„- ) т.„„. (ь) (2) (Ь); ., 1 МЬ„" ИЗ 1 R >ip 1,)a/ I р, -2 иЗ„ л

), (в)

1+Р-1, ji 9,-1

I пр пр пр где N„з иТи „- соответственно число и шаг светоизлучающих элементов в матрице вдоль строки (столбца);

N и ь - соответственно число эи и шаг дискретных элементов в ЭИ вдоль строки (столбца);

N и 7.„ — соответственно число и шаг фотоприемников в матрице вд ль строки (столбца), причем о

М, — М 1 М -1, (4)

М1

ИЪ1 пР (5)

Эу +ь

Соотношение (ч 1 следует из необходимости фиксировать в плоскости матрицы фотоприемников значения ВКф для всех относительных сдвигов РИ и ЭИ при минимально допустимом числе эле- О ментов в используемых матрицах.

Соотношение (5 ) следует из геометрии устройства.

Расстояние F, на которое должны быть раздвинуты в плоскости матричного экрана друг относительно друга две матрицы cBpтоизлучающих элементов, определяется из следующего выражения:

Если d расстояние между излучающей поверхностью матричного экрана и оптическим транспарантом с ЭИ, а d2 - расстояние между оптическим транспарантом и поверхностью матрицы фотоприемников, то должно выполняться условие

"ИЬ1 (Т)

82 "nP

Для правильной работы коррелято" ра взаимное расположение матриц светоизлучающих элементов оптического транспаранта и матрицы фотоприемников должно удовлетворять всем приведенным соотношениям. При этих условиях центр матрицы фотоприемников (точка 0„„) будет находиться на прямои, проходящей через центр матричного экрана точка О „ и центр оптического транспаранта точка О „, нахо" дящихся на граничной линии, разделяющей расположенные вплотную друг к другу позитивные и негативные эталон. ные изображения.

Оптический коррелятор работает следующим образом.

Одновременно на матрицах светоизлучающих элементов 1а и !б воспроизводятся соответственно позитив и негатив РИ путем подачи прямого и инверсного кода от системы управления матрицами. Позитивное РИ (1а) сравнивается с позитивным ЭИ (2а), а негативное РИ (16) с негативным ЭИ (26), При этом матрица фотоприемников одновременно регистрирует ВКФ от обеих пар негативных и позитивных изображений.

Таким образом, предлагаемая конструкция ОК вычисляет нормированную по РИ и ЭИ ВКФ этих изображений в соответствии со следующим алгоритмом: где ВР - коэффициент корреляции РИ и фрагмента ЭИ, относительный сдвиг между которыми определяется индексами ра ц; ; .и F; - описывает позитив и 1 3 негатив дискретного бинарно-квантофорйула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7286/61 Тираж 731 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, .ул. Проектная, 4

5 960863 ванного изображения воспроизводимого на матрице светоиэлучающих элементов л

Р иР.

НР-a „jiq- Р-1,1+ 1,-1 описывает позитив и негатив-фрагмента дискретного, бинарно-квантованного ЭИ, характеризующийся относитель- ным сдвигом p, q.

Для получения всех значений ВКФ индексы р, q изменяются в пределах

g P g - 1< < ь1 кр - крПри работе ОК по алгоритму (8 ) можно с высокой степенью надежности распознавать любые типы изображений, отличающиеся наборами пространствен-

Ф ных частот, так как только при полном совпадении РИ с каким-нибудь фрагментом ЭИ значение ВКФ будет равно 1,что следует иэ формулы (8 ) Оптический коррелятор по авт. св. и 79229, :о т л и .ч à ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности распознавания,он содержит дополнительные матричный экран для воспроизведения распознаваемого изображения и оптический транспарант с эталонным иэображением, которые расположены соответственно в . плоскостях основных матричного экрана для воспроизведения распознаваемого изображения и оптического транспаранта с эталонным изображением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Авторское свидетельство СССР и 79229, кл. G 06 G 9/00, 1975 )