ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
ДОЭ
ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ИНФОРМАЦИИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2006
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
Д718
ЦИ
ОНАЛЬ
НЫ
ПР
ТЕТНЫЕ
Е
Н
А
О
РИ
ОЕКТЫ
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических и геоинформационных технологий”
ПР
И
Д718
Авторы: <...> Рассмотрен оптико-цифровой метод построения поля направлений, а также использование полученного поля направлений в задачах идентификации дактилоскопических изображений. <...> Также рассматривается метод восстановления формы волнового фронта, основанный на анализе поля направлений и поля частот интерферограммы. <...> Когерентная оптика представляет широкие возможности для
проведения в реальном времени пространственной фильтрации
световых полей. <...> Однако общим и основным элементом таких систем является пространственный фильтр, характеризующийся функцией пропускания, зависящей от координат плоскости. <...> Излагаемый в данном разделе подход к распознаванию изображений ориентирован на когерентно-оптическое вычисление коэффициентов ортогонального разложения с помощью оптических пространственных фильтров, синтезированных на компьютере [1,7-9] с
последующим использованием коэффициентов в цифровой проце5
дуре классификации [10] как набора признаков изображения <...> Пусть {ψ p (x)} — базисные функции разложения в ортогональ-
ный ряд. <...> При этом распределение мощности по базисным функциям преобразуется в распределение интенсивности света в выходной фокальной плоскости. <...> Покажем, что при установке на вход Фурье каскада пространственного фильтра с функцией комплексного пропускания ψ p ∗ ( x)
и подаче <...>
ДОЭ_для_оптической_обработки_информации.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
ДОЭ
ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ИНФОРМАЦИИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
С А М А Р А
Издательство СГАУ
2006
Стр.1
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
Д718
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических
и геоинформационных технологий”
Авторы:
Рецензенты:
Р.В. Скиданов, С.Н. Хонина, В.В. Котляр,
В.А. Сойфер
д-р физ.-мат. наук, проф. В.В. Ивахник,
д-р физ.-мат. наук, проф. И.П. Завершинский
ДОЭ для оптической обработки информации: учеб. пособие /
Д718 [Р.В. Скиданов и др.] – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та,
2006. – 132 с. : ил.
ISBN 5-7883-046-6
В данном пособии рассматривается использование дифракционных
оптических элементов в задачах оптической обработки информации.
Описываются различные методы построения поля направлений. Особое
внимание уделяется гибридному оптико-цифровому методу. Рассмотрен
оптико-цифровой метод построения поля направлений, а также
использование полученного поля направлений в задачах идентификации
дактилоскопических изображений. В частности описывается базис
Карунена-Лоэва для задач классификации и идентификации изображений.
Также рассматриваются дифракционные оптические элементы
для формирования системы ортогональных признаков изображения.
Также рассматривается метод восстановления формы волнового
фронта, основанный на анализе поля направлений и поля частот интерферограммы.
Описывается гибридный оптико-цифровой метод преобразований
Хоу-Радона.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей и
направлений 060100 «Прикладные математика и физика», 010501
«Прикладная математика и информатика».
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
ISBN 5-7883-046-6
© Скиданов Р.В., Хонина С.Н.,
Котляр В.В., Сойфер В.А., 2006
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2006
2
П
Р
И
О
Р
И
Т
Т
К
Е
Т
О
Н
Ы
Е
Н
А
Ц
И
О
А
Н
Л
Ь
Н
Ы
Е
П
Р
Е
Ы
Стр.2
Содержание
1. Оптическое формирование признаков изображения .......................... 4
2. Разложение светового поля по ортогональному базису .................... 8
2.1. Оптимальный базис Карунена - Лоэва........................................ 8
2.2. ДОЭ для разложения функции интенсивности
по базису Адамара......................................................................... 34
2.3. ДОЭ для разложения амплитуды волны с угловыми
гармониками.................................................................................. 39
2.4. ДОЭ для разложения пучка по базису Цернике....................... 49
3. Оптическое построение поля направлений и поля
пространственных частот ................................................................... 60
3.1. Оптическое распознавание дактилограмм................................ 75
3.2. Оптическая расшифровка интерферограмм ........................... 102
4. Оптическое выполнение преобразования Хоу - Радона ................ 112
5. Заключение.......................................................................................... 117
Приложение П1 к разделу 2.2................................................................ 118
Приложение П2 к разделу 2.2................................................................ 124
Список специальных терминов............................................................. 125
Список контрольных вопросов ............................................................. 126
Литература .............................................................................................. 127
3
Стр.3