Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Для получения немонотонных нелинейных эффектов вместо применения низкочастотной фильтрации полутонового изображения мы должны отселектировать высшие дифракционные порядки [22, 25]. Чтобы пояснить эту идею, рассмотрим полутоновое изображение, состоящее из большого числа изолированных участков. В любом из этих участков мы имеем простую прямоугольную решетку, скважность w (w=a/d. рис. 14) которой зависит от пропускания оригинала на входе для данного участка. Дифракция на
Рис. 13. Влияние логарифмического преобразования на спектр Фурье изображения [18]. а — входное изображение в виде скрещенных решеток; динамический диапазон оптической плотности от 0 до 2,0; б — обычный спектр скрещенных решеток при линейном копировании, видны интермодуляционные составляющие спектра; в — спектр логарифмически преобразованных скрещенных решеток, полученный с использованием логарифмического контактного экрана. I 608 Гл. 10. Области применения
прямоугольной решетке в высших порядках немонотонно зависит от скважности решетки, в то время как в первом порядке эта зависимость является монотонной (рис. 14). Поскольку скважность решетки в каждом участке полутонового изображения определяется
Ъ A-В—
ША
aid. = W
Рис. 14. Дифракция на прямоугольной решетке [22]. а — прямоугольная решетка; б — нулевой дифракционный порядок; в, г и д — соответственно первый, второй и третий дифракционные порядки.
пропусканием исходного изображения в этом месте, то дифракция в высших порядках будет также немонотонно зависеть от входного изображения. Эти методы проверялись экспериментально. На рис. 15 показаны результаты обработки изображений по ограничению уровней [25], на рис. 16 — построение изофот и на рис. 17 — аналого-цифровое преобразование [22, 27, 28].
10.6.3.2. Метод тета-модуляции
Исходный объект gi (X, у) преобразуется в модулированный сиг-нал gm{x, у), представляющий собой набор решеток, каждая из которых ориентирована под некоторым углом 0, пропорциональным распределению амплитуд в объекте [4]:
8(*, У)=Kg|(х, у), /C=^Maxg1. (11) га а а. о ю о. о >.
СО
S S
а.
OJ н
я S к
о
та 1 Д со та
CL ..
« X т к
S
0 CQ
п °
Я D-§ ^
° Я
§1 С f^ ^ со
2 то
Л O-
3 5,
1 « I «
G со
о я со
5S f^
Я со X к
а; (->
SS
О. CJ О S О X
СО Л)
Я V я
СО д со
' Я е-
vS о
со
о. I
VO I
0 ад ,
со
К Kj
со S ^J Я К
'Я U
X О
1 ? ?
к к
5«
Ї S ш
0 * S
1 Si S
II«
U ? 5
X S S-S °
S и I
S <0 JB.. S S DS
О. -S- в 610 Гл. - 10. Области применения
Рис. 16. Получение изофот 127, 28J, а — исходное изображение; б — полутоновое изображение; в — изофоты.
Рис. 17. Сравнение результатов аналого-цифрового преобразования полутонового изображения (а) в бинарные оптическими методами (б, в, г) и электронными (д. е, м) [27, 28]. 10.6. Обработка изображений
611
О
Стена
Крыша. —О-
Небо
а
Ф-Ф
X
Рис. 18. Принцип метода тета-модуляции [4]. а — полутоновый объект; б — этот же объект после тета-модуляции; в — дифракционная картина тета-модулиро-ванного объекта; с — применение тета-модуляции к объекту, который затем демодулируегся двумя различными масками.
Пример осуществления такой модуляции приведен на рис. 18, а и б. Когда модулированный объект освещается коллимированным когерентным светом в системе оптической обработки, свет дифрагирует в различные участки фурье-плоскости. В действительности свет от всех элементарных решеток в изображении у), ориентирован-
ных под одним и тем же углом, что соответствует всем элементам исходного изображения g{(x, у) одинаковой интенсивности, дифрагирует в фурье-плоскости в одном направлении (рис. 18, в). Теперь, если в этой фурье-плоскости поместить фильтр, пропускание которого Г (в) является нелинейной функцией азимутального угла 0, то амплитуда выходного изображения g0(x, у) будет нелинейно связана cg-,(x, у). На рис. 18, г приведен соответствующий пример. Рассмотрим примеры трех функций T(Q), которые иллюстрируют широкие возможности этого нелинейного метода обработки.
Пример 1. Функция фильтра 7(0) представляет собой щель, ориентированную под углом 0. Тогда выходное изображение g0(x, у) будет иметь вид линий, соответствующих участкам с одним значением амплитуды или плотности исходного изображения g\(x, у). При нескольких щелях, сдвинутых на один и тот же угол, выходное 612 Гл. - 10. Области применения
изображение является контурной картой рельефа амплитуд входного изображения.
Пример 2. Функция фильтра T(Q)=O в диапазоне углов 0<9<90 и 7(0) = 1 при 0о<0<2я. При этом мы получаем результаты, обусловленные операцией ограничения: в выходном изображении отсутствуют составляющие, амплитуда или интенсивность которых меньше некоторой величины, соответствующей углу 0О.
Пример 3. Функция T(Q) имеет логарифмическую зависимость от угла 0. В этом случае осуществляется операция логарифмического преобразования исходного изображения.
Преобразователь положения
