Страница:Кривицкий Б.Х. Справочник по радиоэлектронным системам. Том 2.djvu/282

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


§ 9-4]

ГОЛОГРАФИЯ

281

Расположение экрана с характеристикой ТЕ(х, у) в плоскости сигнала соответствует перемножению входного сигнала S(x, у) на ф-цию ТЕ(х, у).

Синтез импульсных переходных характеристик оптической системы. Заданный алгоритм обработки сигналов в оптической сйстеме осуществляется путем формирования требуемой переходной характеристики системы в частотной либо в пространственной области аналогично синтезу частотной либо импульсной переходной характеристики для электрической цепи.

Реальное изображение частотной области (спектра) сигнала в выходной плоскости спектроанализатора отдельно для положительных и отрицательных частот позволяет достаточно просто и гибко управлять частотной характеристикой оптического решающего устройства (пространственного фильтра).

Используя экраны с различными характеристиками в плоскости сигнала и в плоскости спектра, а также регистрирующие выходные устройства с разными амплитудными характеристиками, можно достаточно просто осуществить большинство линейных и ряд нелинейных математических операций над двумерными комплексными сигналами (умножение, суммирование, дифференцирование, интегрирование и др.). Создание фильтров с комплексной передаточной 'характеристикой в частотной области основывается на голографических методах. Характерным примером является создание согласованного фильтра, имеющего характеристику, оптимальную для выделения сигнала S(x, у) на фоне нормального коррелированного шума:

Здесь W(cox, со у) — спектральная плотность шума; S*(g);c, соу)—комплексно-сопряженный спектр сигнала; К — масштабный множитель.

Фильтр с такой характеристикой состоит из двух частей, одна из которых осуществляет преобразование по закону

— , а другая —по закону

<Оу). Так как W(cox, (йу)—действительная неотрицательная ф-ция, фильтр с передаточной характеристикой —; создается путем фотографирования спектра шума на негативную пластинку с коэффициентом контрастности ун=2. Коэффициент пропускания такой пластинки равен ТЕ =

где а — коэффициент

пропорциональности. Если интенсивность света при фотографировании пропорциональна спектру шума W( со*, соу), то ТЕ= а

Фильтр с характеристикой

S* (©ж, (оу) получается голографическим способом (рис. 9-19). Во входной плоскости (х, у) оптического спектроанализатора располагают сигнал S(x, у) и точечный источник света S0. В выходной спектральной плоскости (£, г) регистрируют на фотопластинке интенсивность интерференционной картины:

где S(g, r) и ф(£, T]) —соответственно амплитудная и фазовая характеристики спектра сигнала; *co0=kxo/Fn — поднесущая частота записанного спектра сигнала. Последний член в данной формуле формирует необходимую импульсную переходную характеристику фильтра.

Различные составляющие интерференционной картины разделяются по направлению пучков света так же, как при восстановлении волнового фронта с помощью голограммы (см. рис. 9-13).

Наложение друг на друга пластинок с записью ф-ций 1/W(со*, соу) и S*(£, г|) соответствует их перемножению и формирует требуемую частотную характеристику согласованного фильтра.

Примеры использования оптической обработки. Оптическая обработка информации (пространственная фильтрация) используется для исправления или улучшения фотографических изображений, обработки сигналов (радиолокационных, акустических и т. д.), а также для опознавания образов и в ряде других случаев [5, 61.

При исправлении изображений, полученных, например, с экрана телевизора (устранение растра), фильтр пространственных частот представляет собой непрозрачные полосы в спектральной плоскости оптического решающего устройства, которые задерживают свет, соответствующий пространственной частоте растра.