Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Одно из преимуществ этого метода заключается в том, что он исключает необходимость точного возвращения фильтра в то положение, которое он занимал во время его получения. Однако на первый взгляд это само по себе, по-видимому, не обеспечивает быстрой обработки входных данных или обработки в реальном времени. Для каждого нового ансамбля неизвестных образов, помещенных на вход, нужно получить новую голограмму. Однако этот недостаток можно устранить, если использовать термопластические регистрирующие материалы, где возможно стирание записи {см. гл. 10). В этом случае можно за несколько секунд получить полностью обработанные голограммы in situ (на месте). Это займет не больше времени, чем превращение необработанных данных в форму транспаранта (процесс, обязательный в любой из описанных когерентных оптических систем опознавания образов).
460
ГОЛОГРАММНЫЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ФИЛЬТРЫ ГЛ. 14.
Ту же самую идею опознавания образов можно применить для очень быстрой обработки информации, если заменить фотопластинку в частотной плоскости видиконом, преобразующим интерференционную картину в изменяющиеся во времени электрические сигналы. G помощью спектроанализатора можно осуществить фурье-преобразование этих сигналов и наблюдать корреляционные функции [14.11]. При этом произойдет некоторая потеря опознавательной способности, обусловленная одномерностью наблюдаемой корреляции. Конечно, разрешающая способность видикона должна быть достаточной для разрешения интерференционной картины, поэтому пространственные частоты этой картины не должны быть высокими.
§ 5. Мультипликация и кодирование
Использование одного голограммного фильтра, зарегистрированного в фурье-плоскости, для идентификации нескольких различных образов на входной странице может служить примером пространственно-частотного мультиплицирования. Если такому голограммному фильтру в частотной плоскости соответствует некоторая полоса пространственных частот, то введение на вход системы для опознавания каждого из образов приводит к появлению в световой волне, освещающей голограмму, компоненты, пространственные частоты которой лежат в той же полосе. В этом смысле канал пространственных частот голограммы будет мультиплицирован. Чтобы осуществить единственное в своем роде кодирование пространственных частот в этой полосе, будем освещать голограмму волной, комплексная амплитуда которой пропорциональна фурье-образу пропускания любого из входных изображений. Представим себе голограммный фильтр Вандер Люгта как суперпозицию одновременно полученных голограмм, для каждой из которых источником кодированной опорной волны служит один из образов, а предметом — точечный источник. Когда отдельный образ, который нужно опознать, помещен на вход и освещает голограммный фильтр, только одна голограмма из этой совокупности голограмм откликается на данное кодирование освещающей волны. При этом восстановится волна, дающая изображение точечного источника.
На практике частотное мультиплицирование не обязательно должно ограничиваться случаем одной экспозиции и единственного предмета. Многократное экспонирование одной и той же фотопластинки с заменой как предметного, так и опорного кода между экспозициями [14.12] может найти применение для создания многоцветных голографических систем формирования изображений [14.13] и цифровых запоминающих устройств [14.14]. Применению
МУЛЬТИПЛИКАЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ
461
многоцветных голографических изображений посвящена гл. 17. В настоящем параграфе мы рассмотрим метод записи точечных световых источников, которые могут служить двоичными единицами информации в голограммной памяти.
1. Хранение числовой информации с помощью кодированных многократно экспонированных
голограмм
Страницу двоичной информации можно представить в виде ансамбля ярких светящихся точек, расположенных в точках пересечения регулярной двумерной сетки. Присутствие яркого пятна в данной точке соответствует единице в двоичной системе, а отсутствие пятна — нулю. Мы хотим голографически зарегистрировать пропускание такого ансамбля с помощью кодированной опорной волны и затем определить, сколько таких голограмм можно получить на одной и той же фотопластинке путем многократного экспонирования. При каящой экспозиции заменяют как числовую страницу, так и кодированную опорную волну. Для этого в качестве опорного источника применяют рассеиватель или матовое стекло и перемещают его между экспозициями. Достаточно очень небольшого смещения рассеивателя (около 15 мкм) для того, чтобы пропускание рассеивателя оказалось практически некоррелированным с его пропусканием в исходном положении (см. § 1, п. 2). Освещая голограмму соответствующим образом закодированной опорной волной, можно получить изображение любой числовой страницы, хранящейся в голограммной памяти. Только одна из записанных голограмм откликнется на код и восстановит фантомное изображение. Остальные голограммы создадут нежелательный рассеянный фон или шум. Чтобы определить, сколько цифровых страниц можно записать на одной голограмме, нужно выяснить источники шумов и вычислить отношение интенсивности сигнала к интенсивности шума в плоскости изображения.
