Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
10.6.3. Нелинейная обработка изображенийЛогарифмирование, квантование, ограничение уровня, пороговое ограничение и аналого-цифровое преобразование являются примерами интересных и важных нелинейных операций обработки изображений, которые успешно выполняются средствами когерентной оптики. В настоящее время разработан ряд методов для реализации этих нелинейных операций. Среди них полутоновые экраны, методы тета-модуляции и нелинейные устройства с обратной связью. Ниже обсуждаются принципы работы некоторых схем, выполняющих нелинейные операции.
Рис. 12. Метод полутонового экрана [18]. а — непрерывное распределение света на входе, описываемое функцией 10.6.3.1. Полутоновые экраныКогда изображение объекта, описываемого медленно меняющейся функцией Этот метод был экспериментально проверен для случая логарифмического преобразования, когда входное изображение кодировалось с помощью контактного логарифмического экрана, который в свою очередь был получен как контактный отпечаток на контрастной фотопленке полутонового экрана фирмы «Kodak» (экран имел разрешение
Рис. 13. Влияние логарифмического преобразования на спектр Фурье изображения [18]. а — входное изображение в виде скрещенных решеток; динамический диапазон оптической плотности от 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 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 пропусканием исходного изображения в этом месте, то дифракция в высших порядках будет также немонотонно зависеть от входного изображения.
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. 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-модуляцииИсходный объект
(кликните для просмотра скана) (кликните для просмотра скана)
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 Пример 1. Функция фильтра изображение является контурной картой рельефа амплитуд входного изображения. Пример 2. Функция фильтра Пример 3. Функция
Рис. 19. Совместное использование сканнера лазерного пучка и интерферометра Маха — Цендера для создания микрорешеток с управляемой пространственной частотой и ориентацией штрихов. Управление в системе осуществляется микропроцессором. Хотя метод тета-модуляции имеет широкие возможности, в настоящее время его трудно применять на практике, поскольку для выполнения операции кодирования, которая требуется с целью преобразования функции 10.6.3.3. Нелинейные устройстваОграничение уровня интенсивности исходного изображения можно выполнить, если изменения интенсивности изображения представить в виде фазовой модуляции прозрачной пластинки, помещенной между зеркалами прецизионного интерферометра Фабри-Перо [5, 20]
Рис. 20. Пропускание прецизионного интерферометра Фабри — Перо [5]. Пропускание интерферометра
Чтобы получить высокую точность ограничения, выбираются большие значения коэффициента отражения В таком случае прибор действует как узкополосный фильтр, пропускающий свет только в тех участках изображения, для которых Рис. 21. (см. скан) Оптическое аналого-цифровое преобразование изображения с 8 градациями яркости [5]. Это устройство можно также использовать для вычисления различных характеристик распределения интенсивности исходного изображения. Например, если желательно извлечь квадратный корень из распределения интенсивности входного изображения, то фазовая пластинка записывается так, чтобы фаза В качестве другого примера укажем на возможность осуществления аналого-цифрового преобразования изображения (рис. 21). Первое бинарное изображение восьмиградационного объекта (рис. 21, а) формируется включением света лазера, когда (кликните для просмотра скана) синтезируются уровни 1, 3, 5 и 7 (левая картинка на рис. 21, б). Следующее бинарное изображение (в середине на рис. 21, б) получают при селекции уровней 2, 3, 6 и 7 и третье (крайнее на рис. 21, б) при уровнях 4, 5, 6 и 7. Таким образом, серый уровень крыши на рис. 21, а, соответствующий уровню 4, преобразуется на каждом из трех изображений рис 21,6 в бинарный код: белый, черный, черный Влияние выбора уровня интенсивности, полученное в экспериментах с изображениями на отбеленных высокоразрешающих фотопластинках, демонстрируется на рис. 22. В настоящее время ведутся исследования возможности осуществления других нелинейных операций обработки, а также замены отбеленных фотоматериалов электрооптическими материалами, работающими в реальном времени.
|
1 |
Оглавление
|