Голографический метод синтезирования

Голографический метод синтезирования пространственных фильтров и проблема апостериорной обработки информации [c.171]

Синтезирование пространственных фильтров голографическими методами позволяет успешно решать важную в практическом отношении [c.172]

Голограммы, имеющие свойства, аналогичные оптически полученным голограммам, можно изготовить с помощью ЭВМ. Такие голограммы называют синтезированными голограммами. Машинный метод получения голограмм позволяет исследовать некоторые голографические явления путем их математического моделирования. При восстановлении синтезированных голограмм обычными методами получают оптические волны, которые реально не существуют, например, с их помощью можно визуализировать рассчитанные на ЭВМ двумерные и трехмерные математические функции. [c.69]

Метод голографического копирования. Этот метод описан в [111] для бинарных синтезированных голограмм и состоит в съемке по схеме голографирования во встречных пучках синтезированной голограммы, используемой как объект съемки. Полученную таким образом голограмму, строго говоря, нельзя назвать гибридной, так как это фактически обычная оптическая голограмма, но она может позволить наблюдать результат восстановления синтезированной голограммы в белом отраженном свете. Поэтому метод пересъемки, хотя его и нельзя считать перспективным, на данном этапе развития цифровой голографии может оказаться практически полезным. На рис. 6.22, а показано изображение, восстановленное в белом свете с гибридной голограммы, полученной методом голографического копирования. [c.139]

Как уже отмечалось в 4.1, главная трудность при записи синтезированных голограмм и фильтров — необходимость записывать одновременно их амплитудную и фазовую части. Эту трудность можно преодолеть, если записывать эти части по отдельности. Так, в [63] предложено синтезировать оптимальный фильтр (7.9) в два этапа на ЦВМ синтезировать амплитудную компоненту фильтра, а фазовую компоненту записать голографическим методом в виде голограммы, состоящей из набора кольцевых дифракционных решеток, сдвинутых одна относительно другой на половину периода решетки (метод нерегулярной фазовой решетки). Процедура оптического синтеза фазовой компоненты винеровского фильтра подробно описана в [200]. [c.151]

В предыдущем разделе отмечалось, что голографирование объектов представляет собой полезное дополнение к фотограмметрии, и фотограмметрические методы определения координат точек можно применять для получения количественной информации на основании мнимого изображения объекта. Если объект либо слишком мал, либо слишком велик, чтобы можно было с достаточной степенью точности получить его контурную карту, то приходится прибегать к некоторому пересчету, который позволил бы сделать задачу удобной для извлечения информации, В частности, при больших размерах объекта его невозможно осветить когерентным светом, и необходимо производить некоторую промежуточную регистрацию данных. Эту промежуточную запись можно преобразовать в мнимое голографическое изображение, содержащее (с определенной субъективной точки наблюдения) информацию о рельефе поверхности объекта. В последние несколько лет был предложен ряд методов синтезирования трехмерных мнимых изображений, восстановленных с голограмм, на которых записаны изображения набора двумерных фотографий объекта. Такие голограммы можно отнести к классу составных. Кольер и др. [2] определили составную голограмму как совокупность небольших голограмм, расположенных в одной плоскости, причем каждая из них находится близко к соседней или перекрывается с ней. Волновые фронты, записанные на отдельных голограммах, не обязательно являются непрерывными или когерентными друг с другом. Однако при освещении восстанавливающим пучком одновременно всей такой голограммы, волновые фронты, записанные на отдельных небольших голограммах, взаимодействуют и образуют изображение, которое субъективно воспринимается как трехмерное. Варнер [101 дал хороший обзор этих методов. Дополнительную информацию по составным голограммам можно найти в 5.5. Как правило, эти методы были предложены в качестве новых средств записи и наблюдения стереоизображений или же как методы уменьшения информационной емкости, для того чтобы можно было передавать голограмму трехмерного изображения по электрическим каналам связи. Исключением являются голографические стереомодели, которые предназначаются для последующей обработки и синтезируются с выполнением определенных требований. [c.684]

Эффективность пространствснной фильтрации во многом определяется качеством используемых фильтров с заданной переходной функцией. Для синтезирования пространственных фильтров успешно используются голографические методы. На рис. 3.6.2 изображена голографическая схема получения пространственных фильтров, известная как схема Ван дер Люгта. Она включает следующие элементы пластину 2, на которой записан оптический сигнал Н( ,Г1), описывающий переходную функцию системы собирающую линзу 3 с фокусным расстоянием Г, производящую Фурье-преобразование сигнала голограмму 4 с [c.171]

Н). С помощью голографических методов можно синтезировать пространственный фильтр с модуляционной характеристикой //. Совмещая его с фильтром, синтезированным обычным фотоспособом, получим составной фильтр с модуляционной характеристикой [c.173]

Второй метод голографической интерферометрии — метод реального времени — соответствует методу двух экспозиций. Разница между ними заключается лишь в том, что при использовании реального времени вместо второй экспозиции голографическое изображение непосредственно интерферирует с предметом, с которого получена голограмма. При восстановлении опорный и объектный пучки освещают голограмму и объект, с которого она получена. Отраженные волны интерферируют между собой. Это позволяет сравнить реальный объект с идеальным , т. е. эталонным объектом. Он может быть представлен, например, 1 олограммой, синтезированной на ЭВМ. [c.29]

На этих принципах созданы первые круговые композиционные макроголограммы — синтезированные голографические фильмы [31, 34, 35, 81, 220]. Первые две фильма построены с использованием голограмм, синтезированных по методу симметрирования. Один из них воспроизводит тело в виде двух сфер, соединенных цилиндром (2 отдельных ракурса этого тела показаны на рис. 6.4). Как видно на данном рисунке, проекции этого объекта на плоскость, перпендикулярную направлению рассматривания, для всех ракурсов представляют собой два круга, соединенные прямоугольником. При вращении такого тела на его проекции изменяется только расстояние между центрами кругов, что значительно упрощало расчет ракурсов. Для моделирования вращения тела были рассчитаны 18 ее проекций на плоскость, соответствующих 18 ра- [c.121]

Стереоэффект на синтезированных голограммах дает реальные возможности решения задачи визуализации объемных тел, заданных своим математическим описанием, средствами цифровой голографии. Кроме того, он открывает определенные перспективы в реализации голографического объемного телевидения. В голо-графическом телевидении стереоголограммы могут синтезироваться на приемной стороне из видеосигнала изображений разных ракурсов передаваемой сцены. Такая телевизионная система с синтезом голограмм на приемной стороне удобна для применения методов трансформационного внутрикадрового кодирования изображения с целью сокращения избыточности. [c.126]

Для того чтобы с помощью синтезированных фильтров можно было обрабатывать изображения большой площади, они должны записываться с достаточно большой пространственной частотой. Для увеличения пространственной частоты фильтра в [192] был предложен метод голографического копирования. На рис. 7.15 приведена схема копирования фильтра для увеличения его пространственной несущей. Изображение, восстановленное с помощью линзы с синтезированного на ЦВМ фильтра — голограммы Г, освещенной плоской волной когерентного света, используется в качестве нового изображения для получения нового фильтра по классической схеме Ван дер Люгта [214]. При этом для формирования нового фильтра используется только изображение, восстановленное в +1 порядке дифракции, остальные дифракционныр порядки экранируются посредством диафрагмы Д. В качестве опорного источника можно использовать либо плоскую монохроматическую волну S, как показано на рис. 7.15, либо точечный источник со сферическим волновым фронтом, расположенный в одно11 плоскости с изображением, восстановленным с синтезированно11 голограммы-фильтра. При этом расстояние между источником и + 1 дифракционным порядком должно быть не меньше размера входного транспаранта в установке фильтрации. Это условие обеспечивает получение нового фильтра с большей пространственной частотой. Для случая плоской опорной волны, падающей в плоскость фильтра Ф, пространственная частота на фильтре зависит от угла падения Т опорной волны на фильтр. Чем больше угол, тем выше пространственная частота. Этот метод повышения пространственной несущей нашел применение для синтеза фильтров в различных задачах фильтрации [63, 112]. [c.154]

Нередко бывает так, что мы хотели бы получить голографическое изображение объекта, придуманного нами или не имевшегося у нас в наличии, или такого, для которого нельзя получить голограмму обычными методами. Например, нам понадобилась трехмерная модель молекулы, а строить ее обычными способами мы не имеем возможности. Или нам нужно получить дисплей срезов объекта (таких, например, которые получают с помощью ультразвуковых В-ска-неров) в их правильном трехмерном соотношении. Бывает так, что мы хотим записать небольшую голограмму большого объекта, но так, чтобы его восстановленное изображение не находилось далеко от голограммы. Для этих и многих других целей были изобретены различные методы формирования синтезированных изображений. Здесь описываются некоторые из этих методов. Однако мы не будем обсуждать голограммы, синтезированные на ЭВМ. Обсуждение этого хорошо разработанного аспекта увело бы нас в сторону от чисто оптической голографии. Голограммы, синтезируемые на ЭВМ, рассмотрены в книге Кольера и др. [3, гл. 19], где в гл. 18 обсуждаются многие из основных идей формирования синтезированных изображений. Мы опустили в нашем рассмотрении ссылки на литературу, поскольку в книге Кольера и др. можно найти как подробное обсуждение этого вопроса, так и иллюстрации и ссылки на литературу. [c.225]

Во многих случаях задача состоит в том, чтобы в данный момент времени можно было наблюдать лишь отдельную плоскость сечения объекта на некоторой его глубине. Можно привести несколько примеров. Ультразвуковые сканеры типа В дают наборы срезов , или томографические картины , объекта по глубине при зондировании вдоль некоторой линии объекта звуковым эхо. Трансаксиальная томография также дает нам поперечные сечения объекта при просвечивании его рентгеновскими лучами. Формирование изображений в у-лучах методом кодированной апертуры позволяет наблюдать любую плоскость по глубине объекта. То же самое позволяет и акустическая голография. Во всех этих случаях мы имеем N изображений, чтобы записать N планов по глубине. И снова голографическое мультиплексирование обеспечивает простой способ одновременного наблюдения за всеми этими изображениями при соответствуюш,их их положениях по глубине. Этот вопрос был рассмотрен в обзоре Колфилда [1]. Схема записи приведена на рис. 6. Вместо того чтобы между экспозициями перемещать регистрирующую среду и использовать в данный момент времени только узкую полоску, мы перемещаем рассеиватель и при каждой экспозиции экспонируем всю голограмму. При необходимости записывать много планов по глубине можно было бы изобрести более экзотические методьг мультиплексирования, чем простой метод многократной экспозиции, чтобы избежать уменьшения отношения сигнал/шум в раз (см. 5.2). Хотя эти синтезированные изображения и полезны, однако они никогда [c.232]

Лейт и Упатниекс посмотрели на голографический процесс с позиций теории связи. Это позволило им обнаружить сходство между габо-ровским процессом восстановления волнового фронта и радиолокационным методом обработки сигнала, полученного от антенны с синтезированной апертурой. Ученым было хорошо известно, что сигнал в радиотехнике передается с помощью несущей электромагнитной волны, на которую накладывают передаваемую информацию в виде модуляции несущей по амплитуде, фазе или частоте (а иногда используют и их комбинацию). Эту смесь излучает антенна, а затем принимает потребитель. Частота несущей должна превышать ширину полосы частот передаваемого сигнала. Из теории связи известно, что спектр такого модулированного сигнала состоит из центральной несущей и двух боковых частот, симметрично расположенных относительно ее. И iTa-диотехника располагает способами, с помощью которых можно сравнительно просто отфильтровать полезный сигнал. Сигнал демодули-руют, т. е. отделяют от несущей и направляют пользователю. Этот сигнал совершенно идентичен переданному сигналу. В голографии производится та же демодуляция, основанная на явлении дифракции, только оптическими средствами. [c.50]

И еще одним из достижений последнего времени стала компьютерная томография. Этот метод получения плоских сечений, разрезов, скрытых от глаз внутренних органов человека, получаемых при компьютерном синтезировании их рентгеновских, акустических и тому подобных изображений. Очевидно, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений таких органов, последовательное освобождение их (путем голографической обработки) от закрьшающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности для исследования больных органов, в том числе и человеческого мозга. [c.64]

Голография, как явление, позволяет в принципе регистрировать и воспроизводить волновые поля объектов, движущихся с большими скоростями (вплоть до релятивистских), при этом воспроизводится амплитуда, фаза, спектральный состав и поляризация излучения. Развиваются методы, дающие возможность записать изменение параметров излучения во времени. Свойство голограммы формировать обращенные (сопряженные) волны находит важное применение для компенсации влияния оптических неоднородностей сред. Процессы, протекающие в трехмерной голограмме, как показано Ю. Н. Де-нисюком, в некоторых отношениях родственны процессам мышления и могут быть в дальнейшем использованы для их имитации. На основе трехмерной голограммы может быть создана сверхплотная оптическая память. Одним из новых научно-технических достижений стала компьютерная томография (метод плоских сечений), позволяющая получать скрытые от глаза сечения внутренних органов человеческого тела, сечения, получаемые при компьютерном синтезировании их рентгеновских и акустических изображений. Думается, что сочетание этого метода с голографией, т. е. синтез объемных изображений органов (головной мозг и т. п.), последовательное освобождение их (путем голографической обработки изображений) от закрывающих их тканей, должно предоставить еще большие возможности. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...