Оптический коррелятор

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик ..

Социалистических

Республик

<п>796872

К АВТОРСКОМУ СВй ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.02. 79 (21) 2740615/18-24 р )м. кл. с присоединением заявки ¹â€”

G G 9/00

Государственный комитет

СССР ао деяам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.81, Бюллетень Но 2 (53) УДК 681 .333(088.8) Дата опубликования описания 15. 01. 81 (72) Автор изобретения

В. В. Семенов

Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский радиофизический институт (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к области обработки информации оптическими методами и предназначено для корреляционного анализа процессов, записанных на фотоносителе.

Известен оптический коррелятор, который содержит источник света, конденсатор, щелевую диафрагму, два объектива, два транспаранта с записями сигналов в виде переменной вдоль горизонтальной оси прозрачности и фотоприемник. Первый фотоноситель информации помещен в главной фокальной плоскости второго объектива.

Оба транспаранта с записанными на них коррелируемыми сигналами притягиваются с одинаковой скоростью через коррелятор в направлении, перпендикулярном оптической оси, этим осуществляется последовательное изменение относительной задержки сигналов (1).

Недостатком. данного коррелятора является малая скорость анализа, так как скорость анализа ограйичена скоростью механического движения (перемещения) транспарантов. Это .обуславливается тем, что изменение относительной задержки сигналов полу чают последовательно путем механического перемещения или вращения транспарантов.

Наиболее близким к предложенно,му является оптический коррелятор, :содержащий последовательно расположенные на оптической оси источник параллельного пучка света, два транспаранта: с записями сигналов в виде

Беременной вдоль горизонтальной оси прозрачности, расположенные в вертикальных плоскостях, перпендикулярных оптической оси, интегрирующую линзу, фотоэлектрический преобразователь и механизм возвратно-поступательного относительного движения транспарантов вдоль горизонтальной оси для последовательного изменения относительной задержки сигналов.

При смещении одной фотозаписи отно20 сительно другой и последующем ин тегрировании светового потока интегрирующей линзой на вьходе фотодетектора последовательно получают электрические сигналы, пропорциональные корреляционным функциям исследуемого процесса с различными относительными задержками. Так как изменение относительной задержки сигналов получают последовательЗО но механическим перемещением транс796872 парантов, то скорость анализа ограничена скоростью перемещения транспарантов (2).

Недостатком данного устройства является малая скорость анализа.

Кроме того, устройство имеЕт малую точность измерений, что обуславливается возникновением шумовой составляющей выходного сигнала коррелятора вследствие наличия случайных люфтов в механизме движения транспарантов.

Цель изобретения повышение быс-. тродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическом корреляторе, содержащем последовательно расположенные на одной оптической оси источник света, коллиматор, два транспаранта с записями сигналов в виде переменной вдоль горизонтальной оси прозрачности, интегрирующую линзу и фотоприемник с локальной чувствительностью, транспаранты неподвижно закреплены и повернуты относительно вертикальной осн (в проти-воположных направлениях) на угол определяемый по формуле

< (=а и c s i и 2 g ùс, /с1 > (1 ) где 2, „- максимальная относителььак ная задержка (сигналов), а — вертикальный размер транспаранта.

Интегрирующая линна выполнена цилиндрической, с вертикальной осью.

Неподвижное закрепление транспарантов и поворот их относительно вертикальной оси н противоположных направлениях на угол cL-, определяемый в соответствии с (1), позволяет устранить механическое перемещение транспарантов, что обеспечивает одновременное получение корреляционных функций во всем диапазоне относительных задержек,и что приводит к повыаению скорости анализа.

На чертеже представлена функциональная схема коррелятора.

Оптический коррелятор содержит последовательно расположенные на оптической оси источник 1 света, коллиматор, 2, дна транспаранта 3, 4 с записями сигналов в виде переменной вдоль горизонтальной оси прозрачности, расположенные в вертикальных плоскостях, перпендикулярных оптической оси,интегрирующую линзу

5 и фотоприемнйк б с локальной чувствительностью. Транспаратны 3, 4 не- подвижно закреплены и повернуты относительно вертикальной оси в противоположных направлениях на угол, .согласно (1) . В качестве интег рирующей линзы 5 использована цилиндрическая линза с вертикальной осью. Фотоприемник б выполнен н виде линейки фотоприемников, расположенных в фокусе линзы 5 понертикалькой оси.

Коррелятор работает следующим образом.

Параллельный пучок света, создаваемый коллиматором 2, последовательно проходит через транспаранты 3 и 4, н результате чего интенсивность света становится пропорциональной произведению прозрачностей транспарантов 3 и 4. Прозрачность транспаранта 3 в системе координат х, у равна f, (x cos oL - у,sin<Д, соответ 1 ственно прозрачность транспаранта 4 равна f (x cos< + у..siид), где

У1 < (x) исследуемые сигналы. Цилинд рическая линза 5 осуществляет интегрирование световых лучей, расположенных в каждой горизонтальной плоскости по координате х. По координате у световой поток проходит без изменений. В результате этого интенсивность света в фокусе линзы

20 5 пропорциональна величине

Ж

I 1„(х +()f (х -g)d, -ВИ

25 где 0 — интервал интегрирования

1 линзы 5;

X = х со . ;

y ° 5! ис(., что соотнетстнует взаимной корреля 0 ционной функции двух сигналов с от носительной задержкой 2 .

Так как 2 = 2ysiи4. зависит от координаты у, то в фокусе линзы каждой координате у соответствует световой поток, пропорциональный корреляционной функции с определенной относительной задержкой 2, который преобразуется соответствующим фотоприемником в электрический сигнал. В результате на ныходе фото40 приемника одновременно получают электрические сигналы, пропорциональные корреляционным функциям исследуемого сигнала во.всем диапазоне относительных задержек. При этом

4 угол aL поворота транспаранта относительно вертикальной оси определяется диапазоном относительных задержек 2 игналон и вертикальным размером транспарантов а 2,„С .

При одновременном получении корреляционных функций во всем диапазоне относительных задержек скорость корреляционного анализа зависит только от скорости ввода и нывода информации.

Таким образом, неподвижное за- крепление транспарантов и поворот их относительно вертикальной оси в противоположных напранлениях на указанный угол с(в отличие от иэвест40 ного устройства позволяет устранить механическое перемещение транспарантов, что обеспечивает одновременное получение корреляционных функций во всем диапазоне относительу ных задержек, Это приводит к увели796872

Составитель В. Жовинский

Редакто Т. Коссей Тех ед! А А . Ко екто Г. Назарова

Заказ 9772/68 Тираж 756 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. жгород, ул. Проектная, :чению скорости анализа. Кроме того, устранение механического перемещения транспарантов позволяет исключить шумовую составляющую выходного сигнала, обусловленную случайными люФтами в механизме движения, что обеспечивает повыаение точности измерения.

Формула изобретения

1. Оптический коррелятор, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси источник света, коллиматор, два транспаранта с записями сигналов в виде переменной вдоль горизонтальной оси прозрачности, интегрирующую линзу и фотоприемник с локальной чувствительностью, отличающийся тем, что, с целью повыаения быстродействия, в

-корреляторе транспаранты закреплены неподвижно и повернуты относительно вертикальной оси на угол, определяе-! мый по Формуле

5 (. = а г с 5 I h 2 „, <, где 2 -,„ максимальная относительная задержка;, а — вертикальный размер транспаранта.

2. Коррелятор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что интегрирующая линза выполнена цилиндрической с вертикальной осью.

Источники инФормации, у принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 269628, кл. G 06 G 9/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 150918, кл. G 06 G 9/00, 1961.