Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
При использовании сложных СПФ площадь участка частотной плоскости, занимаемой каждым СПФ, должна быть ограниченной. Чтобы уяснить, какое это оказывает влияние, мы построили зависимости Iv и отношения сигнал/шум от размеров диафрагмы, помещенной в плоскости СПФ, для разных входных изображений и
1,5 2,25 3,31 4,8 7 10,1 f* линии/км
Рис. 10. Кривые зависимости интенсивности автокорреляционного пика Iv от полосы пространственных частот /*, в пределах которой отношение интен-сивностей опорного и сигнального пучков K= 1 [5]. 10.5. Распознавание образов и знаков
589
разных значений /*. В результате мы нашли, что интенсивность пика корреляции /р и отношение сигнал/шум СПФ, записанных с более высокими значениями /*, резко снижаются, как только уменьшается диаметр диафрагмы, в то время как для СПФ, записанных при более низких значениях /*, это уменьшение /р и отношения сигнал/шум проявлялось в значительно меньшей степени, пока диаметр диафрагмы не уменьшался до величины /*, при которой был записан фильтр.
Исходя из этих и других случаев (см. разд. 10.5.16), мы пришли К выводу, ЧТО ДЛЯ уменьшения степени изменения /р и отношения сигнал/шум предпочтительнее иметь более низкие значения /*, а на практике предпочтительнее выбирать более низкие значения /р и отношения сигнал/шум путем выбора более низких значений /* по сравнению с теми, которые обеспечили бы максимальные значения интенсивности / р и отношения сигнал/шум.
10.5.16. Источники уменьшения корреляции [6]
В данном разделе мы рассмотрим методы, которые позволяют преодолеть уменьшение корреляции, вызываемое различными причинами. Все приводимые ниже результаты были получены при работе с аэрофотоснимками. Как уже отмечалось выше, разница в масштабах входного и эталонного изображений, определяемая коэффициентом а, является очевидным источником потерь интенсивности пика корреляции /р и отношения сигнал/шум. Было показано, что в случае двумерного изображения при изменении масштаба входной функции величина Iv уменьшается по закону (1—а)4, причем это уменьшение имеет более резкий характер для изображений с более широким спектром пространственных частот. Этот факт был экспериментально проверен для случая коррелятора с небольшим входным отверстием и СПФ, изготовленного для большой площади эталонной функции (случай AF), а также для случая автокорреляции всего входного изображения (случай FF). В случае AF величина /р была меньше (поскольку она пропорциональна квадрату площади входной апертуры), однако не было обнаружено никаких заметных потерь интенсивности, пока изменения масштаба входного изображения не превысили 1% по отношению к эталону. В случае FF потери в интенсивности корреляционного пика составили 10 дБ при том же самом 1°/о-ном изменении масштаба. В этих экспериментах был использован коррелятор с изменением масштаба (см. разд. 10.5.3).
В качестве источника потерь корреляции были также упомянуты эффекты рассогласования по углу между входной и эталонной функциями. Чтобы определить экспериментально величину этой ошибки корреляции, а также оценить влияние разных входных 590 Гл. - 10. Области применения
30
ZO
_L
O 0,5 1,0
1,5 г, о
в, град
Z,5 3,0 3,5
апертур, разных значений полосы пропускания пространственных частот на входе и разных значений /*, был изготовлен СПФ на большую площадь изображения земной поверхности, а затем осуществлен корреляционный анализ всего входного изображения (случай FF) и трех его участков (выделенных с помощью диафрагмы с отверстием), в которых преобладающими были изображения
сельской местности, городских кварталов и структур (соответственно случаи AF, BF и CF). Соответствующие результаты приведены на рис. 11. Наиболее сильная зависимость отношения сигнал/шум от угла поворота 0 входного изображения относительно эталонного наблюдалась в случае FF, когда поворот этих А изображений всего на 1,7° вызывал уменьшение отношения сигнал/шум на 20 дБ (заметим для сравнения, что в случае AF потери отношения сигнал/шум составили только 3 дБ при угле поворота 2,5°). Очевидно, что скорость уменьшения отношения сигнал/шум пропорциональна ширине спектра пространственных частот входного изображения. Отсюда можно сделать вывод, что совсем не нужно иметь более широкую полосу пропускания на входе. В противном случае коррелятор будет иметь очень жесткие допуски на изменение масштаба входного изображения, его угловое рассогласование относительно эталонного изображения и т.п. Если на полученную зависимость отношения сигнал/шум от угла поворота 0 входного изображения наложить аналогичную кривую зависимости интенсивности пика корреляции Iv от угла 0, то мы обнаружим совпадение обеих кривых. Это указывает на то, что шумы остаются постоянными и что запись в СПФ дополнительных данных по отношению к тем, которые имеются во входном изображении, не приводит к появлению дополнительного шума в виде дополнительных взаимных корреляций.
Для этих входных изображений были также экспериментально определены допуски на неточность установки СПФ в частотной
