Пристрій обробки зображень

1. Пристрій обробки зображень, який містить послідовно розташовані на оптичній осі джерело світла, конденсор, кадрове вікно з зображенням, що обробляється, перший проекційний об'єктив, перший поляризатор, пластинку з фотоанізотропним реєструючим середовищем, другий поляризатор, напівпрозоре дзеркало, який відрізняється тим, що в нього додатково введені електромеханічний затвор, вузол зміщення та розмиття зображень, касета світлофільтрів, другий і третій проекційні об'єктиви, які результат обробки зображень проектують у площини спостереження та реєстра 29782 Низька точність пов'язана із способом розмиття зображень, що здійснюється шляхом розфокусування, а низька оперативність - необхідністю заміни зіничних транспарантів (масок) при зміні операцій обробки, тобто кожна операція вимагає відповідного транспаранта. Задачею винаходу є розширення функціональних можливостей пристрою обробки зображень за рахунок підвищення точності і оперативності виконання операцій обробки та забезпечення можливості одночасно візуально спостерігати і реєструвати результати обробки чи вводити їх в ЕОМ для подальшої обробки та архівування. Поставлена задача досягається тим, що в некогерентний оптичний процесор, котрий містить послідовно розташовані на оптичній осі джерело світла, конденсор, кадрове вікно з зображенням, що обробляється, перший проекційний об'єктив, перший поляризатор, пластинку з ФАРС, другий поляризатор, напівпрозоре дзеркало, введені: - додатково між першим конденсором і кадровим вікном - електромеханічний затвор, керований блоком управління (БУ); - замість півхвильової фазової пластинки з кільцевим фільтром-послабпювачем - вузол зміщення та розмиття зображень, котрий складається із двох однакових оптичних клинів, пов'язаних механічно між собою, і електроприводу (ЕП), керованого БУ; - замість першого світлофільтра - касета світлофільтрів, котра розміщається між проекційним об'єктивом та першим поляризатором і дозволяє почергово по команді з БУ вводити в оптичну схему пристрою відповідний до виконуваної операції світлофільтр; - додатково після напівпрозорого дзеркала, яке переміщається за другий поляризатор - другий та третій проекційні об'єктиви, котрі проектують результати обробки зображень у площини спостереження та реєстрації відповідно. Введення електромеханічного затвора, керованого БУ, дозволяє задавати оптимальний час запису зображень на ФАРС, відповідно до виконуваної операції обробки і оптичної густини зображень, що обробляються. Вузол зміщення та розмиття зображень, котрий складається із двох однакових оптичних клинів, пов'язаних механічно між собою, і ЕП, керованого БУ, забезпечує оперативно зміну віддалі між оптичними клинами та їх поворот і обертання. Зміна віддалі між оптичними клинами не викликає зміни масштабу зображень при записуванні їх на ФАРС, і дозволяє найбільш коректно задавати ширину контуру чи смугу просторових частот при відповідній обробці зображень. Другий та третій проекційні об'єктиви дають можливість одночасно візуально спостерігати і реєструвати результати обробки зображень чи вводити їх в ЕОМ для подальшої обробки та архівування. Підвищення оперативності досягається введенням у пристрій обробки зображень БУ, котрий керує роботою електромеханічного затвора, вузла зміщення та розмиття зображень, пересуванням світлофільтрів та обертанням поляризаторів. На фіг. 1 зображено оптичну схему пристрою обробки зображень, котрий містить послідовно розташовані на оптичній осі джерело світла 1, конденсор 2, електромеханічний затвор 3, керований БУ 4, кадрове вікно 5 з зображенням, що обробляється, вузол зміщення та розмиття зображень 6, перший проекційний об'єктив 7, касету світлофільтрів 8, перший поляризатор 9, пластинку 10 з нанесеним ФАРС, другий поляризатор 11, який пов'язаний механічно з першим поляризатором 9, напівпрозоре дзеркало 12, другий проекційний об'єктив 13, котрий проектує результати обробки зображень в площину спостережень 14, третій проекційний об'єктив 15, котрий проектує результати обробки зображень у площину реєстрації 16. Вузол зміщення та розмиття зображень 6 складається із ЕП і двох однакових пов'язаних механічно оптичних клинів, при цьому зовнішні поверхні оптичних клинів паралельні між собою і перпендикулярні до оптичної осі пристрою, а внутрішні поверхні тільки паралельні між собою (фіг. 2а). Касета світлофільтрів 8 складається із ЕП та трьох світлофільтрів, які почергово вводяться в оптичну схему при юстуванні пристрою, записуванні зображень і зчитуванні результатів обробки відповідно. Перший поляризатор 9 складається власне із поляризатора світла (поляризаційної призми чи поляроїдної плівки) та ЕП. Пристрій призначений для роботи в інтерактивному режимі і працює наступним чином. При записуванні зображення світловий потік від джерела світла 1, сформований конденсором 2, проходить через електромеханічний затвор 3, який відкривається на час запису по команді з БУ 4, проходить через кадрове вікно 5 з зображенням, що обробляється (вхідний кадр), вузол зміщення та розмиття зображень 6, і попадає у вхідну зіницю першого проекційного об'єктива 7, котрий формує зображення вхідного кадру на пластинці 10 з ФАРС. Між першим проекційним об'єктивом 7 і пластинкою 10 розташовані касета світлофільтрів 8 і перший поляризатор 9. По команді з БУ 4 в оптичну схему вводиться відповідний світлофільтр, котрий пропускає тільки ту частину спектру світлового потоку, до якої чутливе ФАРС, а перший поляризатор 9 займає певне фіксоване положення і задає площину поляризації світла, яке падає на пластинку 10. Під дією поляризованого світла в ФАРС, нанесеному на пластинку 10, наводиться двозаломлення, величина якого пропорційна інтенсивності цього світла, і таким чином відбувається запис вхідного кадру. При записуванні зміщеного або розмитого зображень відповідна команда з БУ 4 подається на вузол зміщення та розмиття зображень 6. Величина зміщення зображень L задається віддаллю між клинами X (фіг. 2б), а напрям зміщення - поворотом клинів навколо оптичної осі пристрою на відповідний кут. Розмиття зображень здійснюється шляхом обертання клинів навколо оптичної осі пристрою з періодом обертання меншим за час запису зображень. Величина розмиття 2L задається віддаллю між клинами X і, як і величина зміщення L, визначається оператором в залежності від якості зображень, що обробляються, і від поставленої задачі. На фіг. 2б віддалі між клинами Х1 відповідає величина зміщення L1, а величина розмиття при цьому складатиме 2L1, і, відповідно для віддалі Х2, величина зміщення – L2, а величина розмиття – 2L2. При реалізації операції віднімання двох зображень спочатку послідовно записується одне зо 2 29782 браження при певній початковій орієнтації першого поляризатора 9, після того друге зображення при орієнтації першого поляризатора 9, відмінній від попередньої на 90°, тобто при повороті першого поляризатора 9 на 90° навколо оптичної осі пристрою, а результат віднімання зчитується при орієнтації першого поляризатора 9 під кутом 45° відносно початкової орієнтації. При зчитуванні світловий потік від джерела світла 1, сформований конденсором 2, проходить через постійно відкритий електромеханічний затвор 3, кадрове вікно 5, нерухомий вузол зміщення та розмиття зображень 6, перший проекційний об'єктив 7, відповідний світлофільтр з матовою поверхнею 8, перший поляризатор 9, котрий по команді з БУ 4 задає необхідну площину поляризації світла, і освітлює пластинку 10 з ФАРС. При цьому світлофільтр 8 не пропускає ту частину спектру світлового потоку, до якої чутливе ФАРС, а наявність матової поверхні у світлофільтра покращує однорідність світлового потоку і дозволяє проводити зчитування результатів обробки при присутності в кадровому вікні 5 зображення, що обробляється. Після ФАРС світловий потік, промодульований наведенним двозаломленням, тобто записаним зображенням, проходить через другий поляризатор 11, котрий виставлений на погасання відносно першого поляризатора 9 і перетворює світловий потік з фазово-модульованого в амплітудномодульований. Після поляризатора 11 світловий потік попадає на напівпрозоре дзеркало 12, яке ділить його на два світлових потоки, котрі попадають у вхідні зіниці другого 13 та третього 15 проекційних об'єктивів відповідно. Другий проекційний об'єктив 13 проектує зображення, записане на ФАРС 10, у площину спостереження 14, а третій проекційний об'єктив 15 - у площину реєстрації 16. У площині спостереження 14 результат обробки зображень спостерігається візуально, а у площині реєстрації 16 розміщується фоточутливий приймач, яким може бути фотоплівка чи фотопластинка або фотоприймач телевізійної камери, котра дозволяє результат обробки зображень вводити в ЕОМ для архівування чи подальшої обробки. Оскі льки роздільна здатність людського ока значно відрізняється від роздільної здатності засобів фотореєстрації - фотоплівок чи фоточутливих елементів телевізійних камер, то масштаби зображень в площинах спостереження 14 і реєстрації 16 повинні також відповідно відрізнятись. Для виконання такої вимоги і забезпечення при цьому мінімальних габаритів пристрою вводяться проекційні об'єктиви 13 і 15, які відрізняються величинами фокусних віддалей. При юстуванні пристрою обробки зображень перевіряється чіткість зображення вхідного кадру у площині розміщення пластинки 10, котре формується першим проекційним об'єктивом 7, чіткість зображень у площинах 14 і 16, сформованих відповідно другим 13 і третім 15 проекційними об'єктивами, а також правильність встановлення у кадровому вікні 5 зображення, що обробляється. При цьому електромеханічний затвор 3 постійно відкритий, вузол зміщення та розмиття зображень 6 знаходиться у нерухомому стані, в оптичну схему по команді з БУ 4 вводиться відповідний світлофільтр 8, котрий не пропускає ту частину спектру світлового потоку, до якої чутливе ФАРС, тобто світлофільтр з такого ж матеріалу, що і світлофільтр для зчитування, але без матової поверхні, а перший поляризатор 9 і другий поляризатор 11 виставлені в довільне положення, але не на погасання. Чіткість зображення досягається шляхом переміщення проекційних об'єктивів вздовж оптичної осі пристрою. Джерела інформації 1. А.с. № 1433225 (СССР). Устройство обработки аэрокосмических изображений земной поверхности. Опубл. 1988 р. 2. А.З. Дун, С.Ю. Меркин и др. Исследования фотоэлектрооптического модулятора света в режиме обработки изображений. Автометрия. 1982 г., с. 24-29. 3. С.Б. Одиноков, И.В Петрушко, В.С. Щетинкин. Обработка изображений в некогерентном оптическом процессоре с фотоанизотропной средой. Сб. "Оптическая и цифровая обработка изображений". Л. Наука. 1988, с. 37-43. Фіг. 1 3 29782 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4