Нелинейная обработка изображений

Логарифмирование, квантование, ограничение уровня, пороговое ограничение и аналого-цифровое преобразование являются примерами интересных и важных нелинейных операций обработки изображений, которые успешно выполняются средствами когерентной оптики. В настояш,ее время разработан ряд методов для реализации этих нелинейных опе-раций. Среди них полутоновые экраны, методы тета-модуляции и нелинейные устройства с обратной связью. Ниже обсуждаются принципы работы некоторых схем, выполняющих нелинейные операции. [c.606]

Нелинейная обработка в плоскости изображения [c.258]

В настоящее время из литературы известно по крайней мере несколько вариантов использования ФРК для нелинейной обработки когерентных изображений в плоскости их формирования и, в част- [c.258]

Еще один пример нелинейной обработки в плоскости изображений, который мы рассмотрим в этом разделе, — это реализация оптической цифровой логики. Отметим, что на начальном этапе исследований использование ФРК для подобных целей основывалось на известной ранее идее когерентного вычитания изображений [9.140]. Голограммы вычитаемых изображений последовательно записывались на одном и том же участке фоточувствительной среды при одновременном дополнительном фазовом сдвиге опорного пучка на 180° во время второй экспозиции. [c.261]

В настоящее время разрабатываются тонкослойные нелинейные среды, в первую очередь органические, предназначенные для создания интегрально-оптических устройств оптической логики и обработки сигналов наряду с улучшением технико-эксплуатационных характеристик уже используемых материалов. На основе электрооптического модулятора, управляющего интенсивностью потока света, можно создать базовый оптический логический элемент [126]. В этом функциональном элементе оптического процессора содержится меньше элементарных компонентов, чем в полупроводниковом аналоге на обработку изображений затрачивается меньшее число тактов. Важно отметить, что площадь, занимаемая соединениями в оптическом процессоре, не превышает 7—8% площади подложки, т. е. оказывается на порядок меньше, чем в СБИС. [c.255]

Преобразование Радона трансформирует изображение в одномерный сигнал определенного вида, что позволяет вычислять свертку и корреляцию двух изображений [13], линейную и нелинейную фильтрации, сжатие и кодирование информации [18] в устройствах, предназначенных для обработки одномерных сигналов. Оценки показывают, что использование современных элементов оптоэлектроники (устройств, использующих поверхностные акустические волны, акустических модуляторов и т. д.) позволяет таким системам обработки изображений успешно конкурировать, с другими, аналогичными по назначению устройствами [13]. [c.14]

Растровое преобразование состоит в умножении исходного изображения на периодическую функцию (растр) и в регистрации результата перемножения на фоточувствительном материале с пороговой характеристической кривой. Результатом такой обработки является бинарная периодическая картина (растровое клише) с модулированной шириной темных и светлых частей периода. Путем формирования нужного профиля функции пропускания штрихов растра и при последующей пространственной фильтрации изображения растрового клише можно получить требуемую функцию точечной нелинейности, т, е. зависимость выходной интенсивности от входной. [c.282]

Влияние выбора уровня интенсивности, полученное в экспериментах с изображениями на отбеленных высокоразрешающих фотопластинках, демонстрируется на рис. 22. В настоящее время ведутся исследования возможности осуществления других нелинейных операций обработки, а также замены отбеленных фотоматериалов электрооптическими материалами, работающими в реальном времени. [c.616]

Примером новых возможностей решения задач оптической обработки информа-ции при использовании лазеров на динамических решетках является создание на основе ФРК-лазера порогового детектора распределения яркости в некогерентном изображении путем пространственно-избирательного стирания решетки в генерирующем лазере некогерентным пучком, несущим исследуемое излучение [70]. Детектирование включает в себя (рис. 7.14) впечатывание исходного изображения (транспаранта) в стирающий пучок /ст ( , у), перенесение этого изображения в нелинейный элемент, где возникает вторичное изображение (негативно ) в виде пространственной модуляции усиления Г (д , у) I, и детектирование третичного изображения, тоже негативного, в пучке генерации [c.242]

Рис. 15. Немонотонная нелинейная обработка изображений с помощью полутонового экрана 125J. а — исходное изображение геометрических фигур б и в — ограничение сигнала на двух различных уровнях г — квантование на три уровня д — ограничение уровня сигнала.

В настоящее время оптические методы позволяют реализовать в основном линейные операции. Однако это не является принципиальным ограничением и уже сейчас известны оптические схемы, реализующие нелинейные алгоритмы обработки изображений [133]. Использоза-ние в качестве фильтров-масок управляемых ПМС существенно расширит класс нелинейных преобразований и позволит создать адаптивные оптические устройства обработки изображений. [c.202]

На базе таких материалов могут быть созданы управляемые ПФ, появление которых откроет широкие возможности по синтезу разного рода легко перестраиваемых и адаптивных систем оптической обработки изображений, работающих в реальном времени и реализующих не только линейные, но и нелинейные алгоритмы. В качестве управляемых ПФ можно использовать некоторые типы пространственных модуляторов света (гл. 4). Следует, однако, заметить, что к управляемым ПФ предъявляются более жесткие, чем к ПМС, требования в отношении разрешения, динамического диапазона, уровня собственных шумов и т. п. В настоящее время только PROM удовлетворяет предъявляемым требованиям в значительной мере. [c.231]

В разд. 10.6.2 и 10.6.3 рассматривались линейные и нелинейные операции обработки изображений. Большинство этих операций являются пространственно-инвариантными в том смысле, что все точки входного изображения подвергаются одной и той же обработке. В этом разделе мы рассмотрим пространственно-неинвариант-ные методы обработки, когда разные точки входного изображения подвергаются различным операциям. [c.616]

Мы попытались проиллюстрировать то, каким образом методы когерентной оптики и голографии позволяют решить различные задачи обработки изображений, причем в нашу задачу не входило дать обзор огромного количества опубликованных работ по рассмотренной проблеме. Некоторые из методов когерентной оптики и голографии основываются на линейной, пространственно-инвариантной обработке, другие — на нелинейной или пространственно-неинвариантной. Естественно, можно использовать комбинации различных методов обработки, чтобы решать более сложные задачи обработки изображений. Например, сочетание линейных методов обработки, описанных в разд. 10.6.2, и методов преобразования координат, о которых упоминалось в разд. 10.6.4, позволяет решать некоторые масштабно-инвариантные проблемы распоз- [c.617]

Описанные выше эксперименты на основе нелинейности записи в ФРК типа (9.35) носили, скорее, качественный характер. Переход на количественный уровень нелинейной обработки полутоновых изображений сделан в работе [9.138], где был продемонстрирован инвертор когерентных изображений на основе кристалла BijaGeOao. Авторами приведенной работы также была использована стандартная схема записи голограмм сфокусированного изображения с плоским опорным пучком низкой интенсивности (/д /si). В результате в объеме ФРК формировалась голограмма, амплитуда которой оказывалась обратно пропорциональной амплитуде сигнального световога [c.260]

Однако описанное выше прямое использование теоремы свертки как в системах связи, так и в системах формирования оптического изображения вьщвинуло дополнительное требование, а именно инвариантность (или стационарность). Строго говоря, оно означает, что, например, в электрической цепи отклик на единичный импульс должен не зависеть от момента его подачи на вход, т. е. это должна быть система, инвариантная во времени. Таким же образом в системе формирования оптического изображения представление точечного объекта-функция рассеяния точки-должно быть одинаково по всему полю это должна быть система, инвариантная в пространстве (ср. разд. 4.4.1). В начале следующего раздела будут обсуждаться следствия этого требования в обработке оптического изображения. (Рассматривается ситуация, при которой система не является инвариантно линейной. В целом же проблемы нелинейных систем выходят за рамки этой книги.) [c.87]

Из рис. 11 следует, что голограмма сфокусированного изображения обеспечивает минимальный уровень фона независимо от длительности экспозиции фотопластинки, в то время как в случае регистрации голограмм по френелевской схеме такой уровень фона имеет место лишь при оптимальной длительности зкспо-зиции. Следовательно, сфокусированная голограмма может регистрироваться при относительно больших зкспо-зициях, обеспечиваюших весьма короткое время проявления. Что же касается голограмм Френеля, то при их получении необходимо строго контролировать режим зкспозиции и обработки фотопластинки во избежание появления значительных нелинейных шумов. [c.30]

В голографии спеклы могут присутствовать в любом из двух процессов при формировании голограммы и восстановлении волнового фронта. Если голографируемый объект является рассеивающим, то объектный волновой фронт оказывается зернистым. Таким образом, даже безупречная запись и обработка приводят к пятнистому изображению. Если же объект имеет лишь слабые, крупномасштабные изменения фазы, то такой объект мы называем зеркальным . В идеальном случае зеркальный объект не приводит вообще к спеклам. В действительности даже в этом случае несовершенства, такие, как рельеф эмульсии и нелинейности, могут привести к слабым спеклам. Однако главной проблемой в получении голографических изображений зеркальных объектов является когерентный шум , подобный затухающим ореолам на краях линий или царапинам и концентрическим кругам, вызываемым точечными дефектами голограмм. Диффузное освещение сводит на нет эти дефекты, но вместо них дает нам спеклы. Бадхирайя и Сом [1] показали, что существует непрерывный переход между зеркальным и диффузным пучками и что, когда это возможно, компромиссное решение может дать положительный эффект. [c.405]

При применении ЭОП и ЭЛТ в устройствах записи должна быть решена проблема геометрических искажений изображений. Если вводится изображение, содержащее NxN разрешимых элементов, то геометрические искажения не должны превышать 100Л/ - %. Это означает, что любой элемент изображения при записи на ПВМС не должен изменять свою длину более чем на ЮОЛ/ - %. Если такое условие не выполняется, то, например, в случае спектроанализатора произойдет потеря спектральной разрешающей способности, что эквивалентно потере информационной емкости обрабатываемого изображения. Уже для ограничения геометрических искажений в телевизионной системе на уровне 1% необходимы системы коррекции, а нелинейные искажения менее 0.1%, которые требуются для обработки массивов из 1000 хЮОО элементов, могут быть достигнуты только при использовании сложных и дорогих цифровых систем коррекции. [c.253]

Общим требованием к системам записи является обеспечение линейности записи, т. е. выполнения линейного соотношения между входным сигналом и амплитудой модуляции считывающего света. Нелинейные искажения могут приводить к неопределенности в результатах обработки информации в оптическом процессоре, их источником может быть как система записи, так и ПВМС. Указать в общем случае допустимый уровень нелинейных искажений невозможно, поскольку он определяется как типом обрабатываемых изображений, так и задачей, решаемой с помощью оптического процессора. [c.254]

На рис. 11.3, б изображен другой возможный процесс, происходящий при встречном взаимодействии акустических волн со—(о=0 и к—(—А)=2й. В этом случае результирующий электрический сигнал постоянен во времени, но изменяется в пространстве с периодом п/к. Очевидно, описанггый процесс может использоваться для запоминания акустических сигналов. Рассмотренные несинхронные взаимодействия представляют интерес для разработки нелинейных устройств обработки данных. Подробнее об этом будет говориться в гл. 12. Там же будут рассмотрены нелинейные акустические эффекты для объемных и поверхностных волн в пьезополупроводниковых кристаллах, в которых основным механизмом взаимодействия является токовая нелинейность электронной плазмы полупроводника. По порядку величины токовая нелинейность обычно намного превосходит упругую, пьезоэлектрическую и стрикционную нелинейности, поэтому интерес к исследованию нелинейных эффектов в пьезополупроводниках, в частности различных видов волновых взаимодействий [47, 48], в настоящее время достаточно велик. [c.296]

Основу линзового М. а. составляет нара сферич. акустич. линз, фокусы к-рых совмещены (рис. 2). Акустич. линзы образуются вогнутыми сферич. поверхностями на торцах звукопроводов 3. Пространство между линзами заполнено жидкостью 2, к-рая обеспечивает акустич. контакт с объектом 7. На торцах звукопроводов 3, противоположных акустич. линзам, помещаются пьезоэлектрические преобразователи 4, один из к-рых, питаемый генератором 5, работает как излучатель плоских УЗ-вых волн, другой — как приёмник. Вся энергия УЗ-вых волн, рассеянная на помещённом в фокальную плоскость системы объекте, собирается приёмной линзой и попадает на приёмный преобразователь, сигнал с к-рого через устройство обработки 6 и усилитель 8 подаётся на осциллограф 9. Чтобы получить изображение с помощью такой системы, объект механически передвигают по двум осям, причём это сканирование, осуществляемое устройством 7, синхронизовано с развёрткой осциллографа, яркость к-рого модулирует электрич. сигнал с приёмного преобразователя. Линзовый сканирующий М. а. позволяет работать также в режимах стереоскопическом, тёмного поля, на отражение и нелинейном. Для получения изображения в режиме тёмного поля приёмную линзу отклоняют от акустич. оси системы так, [c.217]

К аннаратурным искажающим воздействиям, кроме рассмотренных ранее эффектов, определяемых функцией неонределенности зондирующего сигнала, относятся фазовые флюктуации опорного генератора частоты, нелинейности и нестабильности амплитудной и фазовой характеристик тракта, искажения, связанные с ограниченностью динамического диапазона приемника, нелинейности, квантование сигналов но времени и амплитуде в тракте обработки информации и формирования радиолокационного изображения. [c.99]

Смотреть страницы где упоминается термин Нелинейная обработка изображений : [c.282] [c.731] [c.15] [c.284] [c.595] [c.240] [c.421] [c.491] [c.168] [c.214] [c.611] [c.616] [c.197] [c.279] [c.551] [c.49] [c.338] [c.606] [c.731] [c.268]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...