Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 11. Зависимость отношения сигнал/ /шум от угла поворота 6 входного изображения относительно эталонного для случая, когда СПФ изготавливался на все изображение, а на вход коррелятора подавался только его фрагмент [5]. Кривая А — для изображения сельской местности; кривая В —для изображения города; кривая С — для изображения структуры; кривая D — автокорреляция в случае, когда на входе имеется полное эталонное изображение. 10.5. Распознавание образов и знаков
591
плоскости коррелятора. Было обнаружено, что смещение СПФ на 50 мкм практически не влияет на величину Iv и на отношение сигнал/шум для всех случаев с ограничением входной апертуры, однако в случае FF то же самое смещение приводит к уменьшению отношения сигнал/шум на 20 дБ.
Следует заметить, что, выбирая определенную полосу пространственных частот /*, в пределах которой K= 1, можно управлять видом кривых зависимости /р и отношения сигнал/шум от угла рассогласования 0, причем в значительных пределах. На рис. 12 показаны зависимости отношения сигнал/шум от угла 0 для случая автокорреляции изображений городских кварталов, когда условие K= 1 выполнялось в узкой (полоса В), средней (полоса С) и широкой (полоса Н) полосах пространственных частот /*. Наблюдаемые при этом эффекты очевидны. Так, для кривой H полоса /* оказывается широкой, причем во входном изображении преобладают высокие пространственные частоты, что приводит крезкому уменьшению отношения сигнал/шум с ростом угла 0. В случае кривой В полоса /* оказывается узкой, и поэтому во входном изображении высокие пространственные частоты, которые увеличивают отношение сигнал/шум, содержатся в значительно меньшей степени, что и обусловливает более слабую зависимость от угла 9. В этом случае по существу отношение сигнал/шум не испытывает потерь вплоть до 0=0,12°, в то время как из кривой H при этих же условиях мы получаем уменьшение отношения сигнал/шум на 25 дБ.
В работе 124] были выполнены аналогичные исследования зависимостей /р и отношения сигнал/шум от угла 0 для случая распознавания знаков. В следующем разделе мы обсудим некоторые специфические отличия, существующие между распознаванием образов и распознаванием знаков.
9, град
Рис. 12. Зависимость отношения сигнал/ шум от угла поворота 0 входного изображения относительно эталонного в случае автокорреляции на примере изображения сельской местности для трех значений полосы пространственных частот, в пределах которой отношение интенсивностей опорного и сигнального пучков K= 1 (полоса В меньше полосы С, которая в свою очередь меньше полосы Н) [5]. 592 Гл. - 10. Области применения
10.5.17. Различия в распознавании образов и знаков
Как указывают данные, приведенные в разд. 10.5.15 и 10.5.16 (эти данные были получены при работе с аэрофотоснимками), задача оптического распознавания образов состоит в получении пика корреляции *). По-видимому, вследствие детальности и структурной сложности изображений при этом не наблюдается ошибочных взаимных корреляций, соизмеримых по своей интенсивности с интересующими нас. Однако при распознавании знаков (в качестве примера можно указать на рис. 2) все входные данные или их части состоят из знаков и символов, являющихся членами общего ряда, к которому относится эталонный объект. Таким образом, распознавание знаков обычно характеризуется как наличием набора сложных фильтров на эталоны, несколько напоминающие изображения, так и, кроме того, наличием сильных ложных взаимных корреляций, присутствие которых на выходе необходимо подавить, чтобы исключить ошибочное обнаружение. Эти ложные взаимные корреляции возникают потому, что все буквы имеют в основном одинаковую форму. Действительно, по своей структуре все буквы состоят из вертикальных, горизонтальных, диагональных и спиральных линий, имеющих относительно постоянную ширину. Все эти общие элементы и содействуют появлению сильной шумоподобной взаимной корреляции при распознавании знаков.
Одним из наиболее привлекательных решений проблемы ложных корреляций, возникающих при распознавании знаков, по-видимому, является применение цифровых алгоритмов обработки распределения интенсивности на выходе оптического коррелятора. При таком подходе не стремятся решить целиком проблему с помощью либо только оптической корреляции, либо только цифровой обработки, а используют для этой цели соответствующий гибридный оптико-цифровой процессор, который объединяет в себе достоинства обоих подходов. Другой подход к этой проблеме заключается в использовании СПФ на целые слова, а не на отдельные буквы [17]. Экспериментальные данные показывают, что увеличение длины ключевого слова или фразы приводит к быстрому уменьшению взаимных корреляций с другими словами. Поэтому в случае оптического распознавания слов заметно уменьшается число ошибок. Это находится в хорошем согласии с доводами, объясняющими отсутствие ложных взаимных корреляций при распознавании образов, у которых полоса пропускания, интенсивность и структурные изменения входных изображений значительно больше.
