Optický korelátor - Optical correlator
![]() | Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto otázkách na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)
|
An optický korelátor je zařízení pro porovnávání dvou signálů pomocí Fourierovy transformační vlastnosti čočky.[1] Běžně se používá v optika pro sledování a identifikaci cíle.
Úvod
Korelátor má vstupní signál, který je vynásoben nějakým filtrem ve Fourierově doméně. Příkladem filtru je odpovídající filtr který používá křížová korelace dvou signálů.
Křížová korelace nebo korelační rovina, 2D signálu s je
To lze znovu vyjádřit ve Fourierově prostoru jako
kde velká písmena označují Fourierovu transformaci toho, co malé písmeno. Korelaci lze tedy vypočítat inverzní Fourierovou transformací výsledku.
Implementace
Podle Fresnelova difrakce teorie a konvexní čočka z ohnisková vzdálenost vytvoří přesnou Fourierovu transformaci na dálku za čočkou objektu umístěného vzdálenost před objektivem. Aby komplexní amplitudy jsou znásobeny, zdroj světla musí být koherentní a je typicky z a laser. Vstupní signál a filtr se běžně zapisují do a modulátor prostorového světla (SLM).
Typickým uspořádáním je 4f korelátor. Vstupní signál je zapsán do SLM, který je osvětlen laserem. Toto je Fourierova transformace s objektivem a ta je poté modulována druhým SLM obsahujícím filtr. Výsledkem je opět Fourierova transformace s druhým objektivem a výsledek korelace je zachycen na fotoaparátu.
Návrh filtru
Mnoho filtrů bylo navrženo pro použití s optickým korelátorem. Některé byly navrženy k řešení hardwarových omezení, jiné byly vyvinuty pro optimalizaci funkce zásluh nebo pro invariantnost při určité transformaci.
Odpovídající filtr
Odpovídající filtr maximalizuje poměr signálu k šumu a je jednoduše získán použitím Fourierovy transformace referenčního signálu jako filtru .
Filtr pouze na fázi
Filtr pouze pro fázi[2] je snazší implementovat kvůli omezení mnoha SLM a ukázalo se, že je více rozlišující než odpovídající filtr.
Reference
- ^ A. VanderLugt, Detekce signálu komplexním prostorovým filtrováním, Transakce IEEE na teorii informací, sv. 10, 1964, s. 139–145.
- ^ J. L. Horner a P. D. Gianino, Fázové přizpůsobené filtrování, Appl. Opt. 23, 1984, 812–816