Содержание

Введение 6

1 Обзор работ по решаемой проблеме и постановка задачи 7

2 Конструкторский раздел 11

2.1 Выбор и обоснование структурной и оптической схем 11

2.1.1 Обоснование оптической схемы прибора 13

2.1.2 Элементная база прибора 14

2.1.3 Лазер 14

2.1.4 Блок ввода изображения 15

2.1.5 Регистрирующая среда 18

2.1.6 Приемник излучения 20

2.1.7 Зеркала и светоделители 22

2.2 Габаритный расчет 22

2.2.1 Расчет афокальных систем 22

2.2.2 Расчет Фурье-объектива 29

2.3 Энергетический расчет 34

3 Специальный раздел 37

3.1 Статистическая теория распознавания образов 37

3.2 Синтез голографических фильтров 44

4 Исследовательский раздел 50

4.1Разработка методик сборки и юстировки проектируемого прибора 50

4.1.1 Юстировка узла излучателя 50

4.1.2Юстировка узлов светоделителей, зеркала и телескопической системы 51

4.1.3Установка системы ввода изображений и юстировки узла зеркала. Последовательность юстировки 52

4.1.4 Юстировка узла Фурье объектива и установка узла голографического

фильтра 53

4.1.5 Юстировка системы зеркала канала формирования опорного пучка 54

4.1.6 Визуальное наблюдение корреляционного пика 55

4.1.7 Юстировка узла приемников излучения 56

Заключение 57

Список использованных источников 58

Приложения (графический материал) 59

Введение

Проблема распознавания образов продолжает вызывать большой интерес инженеров и исследователей самых разных специальностей: радиоинженеров, физиков, разработчиков промышленных роботов и т.д. Наиболее актуальными и сложными по праву считаются задачи распознавания, связанные с анализом зрительных образов. Это объясняется, в частности, удобством представления различного рода объектов и ситуаций в виде изображений и большой пропускной способностью зрительного канала.

Оптические методы обработки изображений, по сравнению с электронными методами, имеют ряд существенных преимуществ.

Параллельность обработки информации, обусловленная, двухмерностью волнового фронта потока излучения оптических систем позволяет реализовать картинную математику, обработку изображений, оперирование с массивами данных, а не с отдельными числами, как в ЭВМ.

Возможность и удобство обработки аналоговой информации непосредственно, без преобразования в цифровую форму. В случае двумерных картин, когда объём эквивалентной цифровой информации чрезвычайно велик, лишь аналоговая обработка может проводиться в реальном времени.

Оперирование с информацией в оптической форме. Когда входные и выходные сигналы световые, использование для их обработки оптического процессора вместо электронного избавляет от необходимости двойного оптоэлектронного преобразования и связанных с этим энергетических потерь и искажений.

Простота выполнения преобразования Фурье и комплексного умножения при прохождении когерентной световой волны через оптические элементы. Эти две операции являются базовыми, и на их основе может быть реализован широкий класс линейных преобразований. При этом определяющим фактором является то, что оптика обеспечивает «конвейерную непрерывность вычислений», ограничиваемую лишь скоростями ввода операндов в систему и вывода из неё результатов.

Тема выпускной квалификационной работы, поэтому является весьма актуальной.