Оптические методы улучшения качества изображений

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИИ [c.244]

Оптическими процессорами, рассмотренными в 6.3, не ограничиваются возможности систем с обратной связью. Оптические, системы с обратной связью применяются также для решения интегральных уравнений. Особенно в этой связи перспективно использование итерационных методов улучшения качества изображения. Реализация для различных объектов тех или иных итерационных процедур в оптических процессорах дает возможность построения итерационных систем восстановления томограмм, которые позволят автоматизировать томографические исследования и внедрить их для оперативного анализа внутренних скрытых структур объектов и процессов. [c.187]

В настоящее время роль разработчика микрообъективов сводится главным образом к поиску новых и развитию старых оптических систем с целью повышения их оптических характеристик, улучшения качества изображения и технологичности конструкций на основе совершенствования методов расчета, глубокого изучения теории "аберраций и применения новых оптических сред. [c.95]

Изобретение в 1948 г. голографии Д. Габором, за которое ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1971 г., основано на его работе по улучшению качества изображений, получаемых в электронной микроскопии. Результаты, полученные в 40-х годах с электронными микроскопами, оказались разочаровывающими, поскольку, несмотря на стократное улучшение в разрешающей способности по сравнению с лучшими оптическими микроскопами, разрешение оставалось далеким от теоретического значения. Быстрые электроны, используемые в электронной микроскопии, имеют длину волны де Бройля около 1/20 А, так что атомы должны разрешаться однако практически предел в то время составлял около 12 А. Основной причиной неудачи было наличие аберраций, связанных с использованием электронных линз. Именно при поиске путей решения этой проблемы Габором был создан метод, названный им восстановлением волнового фронта. Частично его идея исходила из принципов, заложенных в двухволновой микроскопии. У. Л, Брэгга (разд. 5.3.3). Он полагал, что если ему удастся зарегистрировать фазы так же, как и интенсивности в изображении электронного микроскопа, [c.104]

Следовательно, каждый транспарант соответствует вполне определенному линейному интегральному преобразованию поля Е. Это свойство используется, в частности, для преобразования полей Е с однородной интенсивностью и неоднородной фазой в поля Е" с неоднородной интенсивностью. Таким образом, возможна визуализация фазовых изменений. Этот метод впервые был предложен Цернике (метод фазового контраста, метод полос или метод теневого изображения). Высокой степени развития достигли другие методы, служащие улучшению качества изображения и использующие корреляцию оптического сигнала, которые привели к возникновению новой области когерентной оптики [25, 26]. (Дополнительные подробности по этому вопросу изложены в разд. 4.15.) [c.305]

В [150] описан один из возможных путей улучшения качества изображений, восстанавливаемых по методу кодированного источника. Исходя из того, что корреляционный метод восстановления математически эквивалентен восстановлению изображений просто обратным проецированием, сделан вывод о необходимости фильтрации проекционных данных. Прелагается эту операцию выполнить методами некогерентной оптической обработки с помощью специально разработанного авторами [150] киноформа. Обратное проецирование и суммирование проекций выполняется растровой проекционной системой. Таким образом, каждая линза растра осуществляет сдвиг и фокусировку проекций, в то время как киноформ выполняет их пространственную фильтрацию для подавления вклада нежелательных плоскостей. Экспериментальная проверка предложенного метода показала некоторое улучшение качества восстановленных изображений. [c.193]

Улучшение качества оптических изображений. Голо-графический метод исправления изображений путем исключения аппаратной функции также основан на принципе обратимости опорной и объектной волн. Для изготовления голографического пространственного фильтра в плоскость / (см. рис. 16) помещают транспарант изображения объекта, которое построено оптической системой (ее аппаратную функцию). Голограмму по-прежнему регистрируют в частотной плоскости 2 и после проявления помещают на прежнее место. Затем в плоскости / устанавливают транспарант, подлежащий исправлению, а пучок, служивший опорным при записи голографического фильтра, перекрывают. Вследствие фильтрации в плоскости 3 образуется исправленное изображение транспаранта. [c.53]

Рассмотрим принципы обработки изображений оптическими методами с целью улучшения их качества. Будем полагать, что обрабатываемое изображение предварительно зарегистрировано на некотором носителе, т. е. оптическая обработка изображений носит апостериорный характер. Это не означает, конечно, что рассматриваемые алгоритмы обработки нельзя реализовать в реальном времени (при наличии соответствующей элементной базы), однако анализ обработки фотоизображений удобен в методическом отношении и, кроме того, значительное число практических применений метода пространственной фильтрации связано с необходимостью обработки именно фотоизображений, получаемых при некогерентном освещении. [c.244]

Третья причина связана со специфическими особенностями лазерного сигнала по сравнению с обычным оптическим излучением. Высокая временная когерентность лазерного сигнала приводит к резким флуктуациям интенсивности оптического изображения. Подобные флуктуации отрицательно сказываются на эффективности распознавания, чтобы избежать этого, необходимо разрабатывать специальные методы по улучшению качества лазерных изображений и синтезировать оптимальные алгоритмы их распознавания. Отмеченный отрицательный эффект с лихвой окупается теми новыми возможностями, которые открываются именно благодаря высокой когерентности лазерного сигнала. Это прежде всего голографические и интерферометрические методы, применение которых позволяет осуществить оптимальную обработку принимаемого локационного сигнала, а также адаптивные методы. [c.6]

Уровень развития оптических систем микроскопов определяется главным образом двумя основными условиями состоянием производства новых оптических сред и методами расчета оптических систем. Удовлетворить возросшие требования к оптике микроскопов в отношении улучшения целого ряда их оптических характеристик (числовой апертуры, поля зрения, разрешающей способности, контраста, уменьшения габаритных размеров и т. д.) можно различными путями. Можно, например, усложнить оптическую систему, увеличивая число линз, или заменить сферические поверхности несферическими. Первый путь ведет к большим потерям света вследствие отражения, а также к значительному количеству рефлексов и потере контраста в изображении. Второй путь приводит к такому усложнению производства, что в настоящее время еще нельзя рассчитывать на серьезные успехи несферической оптики, по крайней мере, при массовом ее производстве. Остается еще один путь улучшения качества оптических систем — это рациональное применение новых марок стекол и кристаллов повышенной прозрачности, обладающих особыми дисперсионными свойствами. [c.48]

Метод обращения волнового фронта в ПВ.МС [181] был использован в оптоэлектронной схеме обработки информации для улучшения качества изображений путем устранения в них фазовых шумов. Вносимых устройством ввода изображений, иапример слайдом. Такие шумы, обычно обусловленные неоднородностью оптической толщины материала носителя, приводят к искажению пространственного спектра изображений, в осповном, в области низких Пространственных частот. В экспериментальной схеме с помощью интерферометра Маха — Цендера в жидкокристаллическом ПВМС формировалась динамическая голограмма входного сигнала-изображения с несуш,ей частотой 20. .. 40 мм- . Относительная мощность шумового фона в области пространственных частот 1. .. 5 мм > для обращенной волны оказалась в 1,5. .. 5 раз меньше, чем в исходном изображении. Наблюдалось также некоторое увеличение контраста штриховых изображений (в 1,2, , 3 раза), обусловленное снижением рассеяния света в фотоэмульсии слайда. [c.286]

Все известные методы автоматического расчета обладают серьезным и принципиальным недостатком, который заключается в том, что даже при наличии решения не всегда можно найти его путем внесения постепенных улучшений качества изображения исходной системы. Покажем это на простейшем примере. Пусть требуется рассчитать двусклееиный объектив в области аберраций третьего порядка, причем в качестве функций рассматриваются основные параметры системы Р в С. На рис. УП.12 представлен график зависимости величины от С. Заштрихованная часть графика соответствует области отсутствия решений. Если исходной оптической системе соответствует точка А, а искомой — точка В, то нельзя построить траекторию, при движении по которой от точки А к гочке В происходило бы непрерывное уменьшение расстояния между ними. Если качество системы характеризуется расстоянием I, то это утверждение справедливо. Еслн же качество характеризуется не одной вспомогательной функцией, а ве- [c.466]

Относительная простота синтеза схем пространственной фильтрации с требуемым видом передаточной характеристики открывает большие возможности по оптической обработке изображений как с целью улучшения их качества, так и с целью извлечения максимума полезной информации. Можно указать на следующие задачи, которые сравнительно просто и эффективно решаются методом простраиствеиной фильтрации изображений повышение общего контраста малоконтрастных изображений устранение дефокусировки и смаза дифференцирование изображений ослабление влииния аддитивных помех и шумов контроль качества фотошаблонов интегральных схем и самих интегральных схем коррекция апертурных [c.262]

С этой точки зрения интересны работы Строука по улучшению изображений электронных микроскопов с помощью голографических фильтров [163]. Применение оптических методов обработки информации для обработки спектрограмм, рентгенограмм, изображений с электроинЫ1х микроскопов и т. п., для устранении влияния аппаратных функций спектральных приборов, рентгеновских установок, электронных микроскопов на качество формируемых ими изображений может явитьси эффективным средством существенного увеличении разрешающей способности этих приборов (до нескольких раз) без каких-либо конструктивных усовершенствований самих приборов. [c.263]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...