Д. Ю. МОЛОДЦОВ, В. Г. РОДИн,
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
РАСПОЗНАВАНИЕ ОБЪЕКТОВ
В ДИСПЕРСИОННЫХ КОРРЕЛЯТОРАХ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИх СХЕМУ С ОДНИМ ОБЪЕКТИВОМ
Определены требования к формированию обобщенных образов опорных объектов для записи на голографические фильтры в дисперсионных корреляторах, использующих схему с одним объективом. Приведены экспериментальные результаты корреляционного распознавания излучающих объектов по их пространственным и спектральным параметрам.
Новые возможности распознавания объектов в оптических корреляторах связаны с использованием дополнительных информативных признаков. В дисперсионных корреляторах такими признаками являются компоненты спектрального состава излучения, испускаемого или рассеиваемого объектом. В качестве фильтров в таких корреляторах можно использовать синтезированные фурье-голограммы, на которые записывается обобщенный пространственный образ объекта, содержащий информацию о пространственной структуре и спектре излучения объекта.
В [1] рассмотрена схема дисперсионного коррелятора, использующая два фурье-объектива (т. н. «4f-схема»). В схеме (рис. 1), представленной в данной работе используется один объектив, а голографический фильтр расположен после этого объектива. В этой схеме появляется возможность коррекции масштаба опорного объекта [2] в процессе распознавания при изменении геометрических параметров установки.
Рис. 1. Схема дисперсионного коррелятора с одним объективом
При синтезе голографических фурье-фильтров для дисперсионных корреляторов, на фильтр записывается обобщённый пространственный образ опорного объекта, содержащий информацию как о пространственной структуре объекта, так и о спектре излучения объекта. Этот образ представляет собой несколько разномасштабных копий изображения опорного объекта, при этом количество копий определяется числом компонент в опорном спектре излучения, а их масштабы и расположения зависят от длин волн опорного спектра. Поэтому, при формировании пространственного образа опорного объекта возникает необходимость в установлении зависимости между размером опорного объекта, спектром излучения, а также параметрами синтезируемой голограммы и геометрическими параметрами установки дисперсионного коррелятора.
Для схемы дисперсионного коррелятора с одним объективом получено соотношение, связывающее число отсчетов K, отводящихся на опорный объект в одном поперечном направлении на расчётном поле голограммы, с поперечным размером объекта во входной плоскости коррелятора X, длиной волны восстанавливающего излучения λ, параметрами голограммы (числом отсчетов в одном направлении на расчетном поле голограммы N, шагом голограммы Δh) и геометрическими параметрами применяемой схемы дисперсионного коррелятора
K = N X Δh f / [λ·L (L1-f)], (1)
где f – фокусное расстояние объектива, L1 – расстояние от входной плоскости коррелятора до объектива, L – расстояние от голограммы до выходной плоскости, L2 – расстояние от объектива до выходной плоскости (см. рис. 1). Из выражения (1) видна обратная пропорциональность K и λ, задающая масштабы и расположения на расчётном поле копий изображения опорного объекта.
Были проведены синтез и изготовление голографических фильтров для схемы дисперсионного коррелятора с одним объективом. Тестовые эксперименты подтвердили применимость этой схемы коррелятора для задач распознавания излучающих объектов по их пространственным и спектральным параметрам.
Список литературы
1. Родин В. Г., Стариков объектов по пространственным и спектральным параметрам в дисперсионных голографических корреляторах. Оптический журнал. 2012. №4. С.22-27.
2. Гудмен Д. Введение в Фурье-оптику. М: Мир, 1970.
