Моделирование влияния ограничений динамического диапазона голографических носителей на свойства инвариантных корреляционных фильтров, реализованных в виде компьютерно синтезированных голограмм
Научные руководители - Н.Н. ЕВТИХИЕВ, д.ф.-м.н., проф.
- Р.С. СТАРИКОВ, к.ф.-м.н., доц.
Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОГРАНИЧЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ НОСИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА ИНВАРИАНТНЫХ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФИЛЬТРОВ, РЕАЛИЗОВАННЫХ В ВИДЕ КОМПЬЮТЕРНО СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ Приводятся результаты работ по моделированию когерентного оптического коррелятора изображений на основе голографических носителей с ограниченным диапазоном передачи глубины градации серого компьютерно синтезированного голографического корреляционного фильтра. Работа проводится в МИФИ на кафедре 37 «Лазерная физика» в рамках проэкта по программе «УМНИК», целью которого является реализация оптико-электронного устройства распознавания изображений, на основе когерентного оптического коррелятора. Когерентный оптический 4-f коррелятор – оптико-электронное устройство, позволяющее вычислять корреляцию двух изображений в режиме реального времени. По сравнению с известными цифровыми аналогами, оптико-электронные системы на основе когерентного 4-f коррелятора способны проводить распознавание с частотой видео кадров, поскольку емкая по ресурсам операция вычисления корреляции двух матриц производится в оптической части устройства. Благодаря этому подобные устройства используют в системах оперативного распознавания объектов или элементов местности.
Использование голографических инвариантных корреляционных фильтров позволяет достичь инвариантности распознавания к таким искажениям входного изображения, как поворот, изменение масштаба, изменение освещенности и прочими искажениями, вызванными факторами естественного происхождения. Одной из проблем реализации подобных оптических устройств является ограниченность динамического диапазона передачи полутонов голографических носителей. В связи с этим была проведена работа по моделированию когерентного оптического коррелятора изображений на основе компьютерно синтезированного голографического корреляционного фильтра с ограничением числа градаций передачи полутона g для случаев g=2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256. Результаты моделирования показали, что для сохранения распознавательных свойств необходимо сохранить не менее 16 уровней полутона (g≥16).
Рис.1 Примеры численного моделирования выходного светового сигнала коррелятора Вандер Люгта при изменении числа градаций серого g. Литература: