Оптико-електронний процесор

Реферат: Оптико-електронний процесор складається із когерентного оптико-електронного спектроаналізатора, електронної системи обробки сигналів, комп'ютера, до якого підключено спектроаналізатор та блок керування просторово-часового модулятора. Додатково між комп'ютером і блоком керування модулятора встановлено пристрій формування і вводу просторового фільтра - до якого підключена зовнішня цифрова камера. UA 118780 U (54) ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИЙ ПРОЦЕСОР UA 118780 U UA 118780 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до оптичних систем обробки сигналів, а саме до цифрових оптико-електронних процесорів. Відомий когерентний оптичний процесор, що складається із послідовно встановлених на оптичній осі лазера, розширювача пучка, вхідного транспаранта, першого Фур'є-об'єктива, просторового фільтра, другого Фур'є-об'єктива, реєстратора вихідного сигналу [1]. Недоліком відомого аналога є те, що обробка оптичного сигналу, який записаний у вигляді коефіцієнта пропускання вхідного транспаранта, відбувається в статичному режимі, тобто для обробки наступних сигналів необхідно змінювати транспарант. Найближчим аналогом є оптичний процесор Фур'є з вхідним транспарантом у вигляді матриці рідинних кристалів, який складається із когерентного оптико-електронного спектроаналізатора і електронної системи обробки сигналів [2]. Недоліком є обмеження функціональних можливостей, а саме неможливість спектральної фільтрації оптичних сигналів (зображень) в реальному масштабі часу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення процесора для спектральної фільтрації оптичних зображень, підвищення якості оброблених зображень, сформованих цифровою камерою в реальному масштабі часу за рахунок зміни електронної системи обробки сигналів. Поставлена задача вирішується тим, що оптико-електронний процесор складається із когерентного оптико-електронного спектроаналізатора, електронної системи обробки сигналів, комп'ютера, до якого підключено спектроаналізатор та блок керування просторово-часового модулятора. Новим є те, що між комп'ютером і блоком керування модулятора додатково встановлено пристрій формування і вводу просторового фільтра - до якого підключена зовнішня цифрова камера. Корисна модель пояснюється кресленням, де зображено схему оптико-електронного процесора. Оптико-електронний процесор складається із двох частин: когерентного оптикоелектронного спектроаналізатора І і електронної системи обробки сигналів II. Когерентний оптико-електронний спектроаналізатор І складається із послідовно встановлених на оптичній осі напівпровідникового лазера 1, світлофільтра 2, розширювача пучка 3, 4, просторово-часового модулятора світла (ПЧМС) 5, Фур'є-об'єктива 6 і першої цифрової камери 7. Електронна система обробки сигналів II складається із комп'ютера 8, до якого підключена цифрова камера 7. До комп'ютера 8 підключено монітор 9, пристрій формування і вводу просторового фільтра 10 - до якого підключена друга цифрова камера 11 та блок керування ПЧМС 12. Оптико-електронний процесор працює наступним чином. Когерентне випромінювання від лазера 1 проходить світлофільтр 2, розширювач пучка 3,4 і освітлює ПЧМС 5, що має матричну структуру, амплітудний коефіцієнт пропускання якого відповідає амплітуді вхідного сигналу (зображення). ПЧМС 5 розташовано в передній фокальній площині Фур'є-об'єктива 6, який здійснює двовимірне перетворення Фур'є амплітуди світлового поля за модулятором і формує в задній фокальній площині просторовий спектр досліджуваного сигналу. Перша цифрова камера 7 реєструє цей спектр, та перетворює його в електричний відеосигнал, який надходить до комп'ютера 8 та монітору 9. Комп'ютер передає цей відеосигнал на вхід пристрою формування і вводу просторового фільтра 10, на який надходить відеосигнал від другої цифрової камери 11. Сигнал із пристрою 10 надходить на вхід блока керування ПЧМС 12 для зміни його коефіцієнта пропускання. При цьому обробка зображення в оптико-електронному процесорі складається із двох етапів. На першому етапі в ПЧМС 5 вводиться зображення з цифрової камери 11 або з пам'яті комп'ютера 8 у вигляді амплітудного коефіцієнта пропускання. Об'єктив 6 здійснює перетворення Фур'є розподілу амплітуди світлового поля за ПЧМС і формує в задній фокальній площині просторовий спектр зображення, який вимірюється за допомогою камери 7 та комп'ютера 8. На другому етапі отриманий просторовий спектр зображення в пристрої формування і вводу просторового фільтра 10 множиться на амплітудний коефіцієнт пропускання просторового фільтра та вводиться в ПЧМС 5. Об'єктив 6 здійснює перетворення Фур'є добутку спектра досліджуваного сигналу і коефіцієнта пропускання просторового фільтра, який формує в задній фокальній площині оброблене зображення. Вибір параметрів просторового фільтра забезпечує підвищення якості зображення та неперервну обробку зображень в реальному масштабі часу. 1 UA 118780 U 5 10 15 Таким чином, запропонований оптико-електронний процесор підвищить якість зображення, сформоване вхідною цифровою камерою та забезпечить обробку зображення в реальному масштабі часу. Джерела інформації: 1. Юу Ф.Т.С. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию: Пер. с англ. / Под ред. В.К. Соколова. - М.: Сов. радио, 1979. - 304 с. 2. Kuz'min M.S., Rogov M.S. Optical Fourier processor with a liquid-crystal information-input device // Journal of Optical Technology. - 2015. - Vol. 83(3). - P. 147-152. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Оптико-електронний процесор, що складається із когерентного оптико-електронного спектроаналізатора, електронної системи обробки сигналів, комп'ютера, до якого підключено спектроаналізатор та блок керування просторово-часового модулятора, який відрізняється тим, що між комп'ютером і блоком керування модулятора додатково встановлено пристрій формування і вводу просторового фільтра - до якого підключена зовнішня цифрова камера. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2