Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 76 стр.

      Двумерные              6,25          33,9         6,25        100
      Трёхмерные              3,7          100           7,2        100

       5.6 Пространственная фильтрация и опознавание образов

      В различных областях науки и техники нередко приходится прибегать к
выделению определенного сигнала из совокупности сигналов, более или менее
отличающихся от него /10/. Такую задачу решают, например, радист, выде-
ляющий излучение одной определенной радиостанции из заполняющих эфир
излучений тысяч станций; спектроаналитик, выискивающий в сложном часто-
коле спектральных линий анализируемого образца линии, принадлежащие оп-
ределенному элементу или криминалист, сопоставляющий отпечатки пальцев
на месте преступления, с имеющимися в картотеке.
      Существует общий способ оптимального решения таких задач. Рассмот-
рим его сначала применительно к задачам, которые решает радист или спек-
троаналитик. Объединяет эти задачи то, что электромагнитные излучения раз-
личных радиостанций, так же как и оптические излучения различных элемен-
тов, отличаются спектром своих частот. В каждом радиоприемнике есть эле-
мент, называемый частотным фильтром, который пропускает лишь излучения
определенных частот.
      В спектральном анализе также иногда используются эти фильтры, но так
как изготовить их узкополосными достаточно трудно, то фильтрацию часто
осуществляют следующим образом. Сначала исследуемое излучение разлагают
в спектр, т. е. направляют световые волны разных частот под разными углами и,
следовательно, в разные точки фокальной плоскости. Эта операция обычно
производится с помощью спектрографа с призмой или дифракционной решет-
кой. Затем полученный таким образом спектр сопоставляют со спектрами из-
вестных элементов и выискивают в них совпадающие спектральные линии. Для
автоматизации этого процесса в фокальной плоскости спектрографа можно ус-
тановить выходные щели в тех местах, где расположены линии различных эле-
ментов, и следить за сигналами фотоумножителей, установленных за этими ще-
лями.
      Такой способ обладает тем недостатком, что выделяются не все спек-
тральные линии каждого элемента, а лишь одна. При этом велика вероятность
помех: в полосу спектра, вырезаемую щелью, может попасть линия другого
элемента — сигнал, зарегистрированный фотоумножителем, окажется ложным.
      Предложен и более совершенный способ фильтрации. В фокальную плос-
кость спектрографа помещают позитив спектра разыскиваемого элемента, по-
лученный на том же спектрографе. За пластинкой устанавливают свето-сборник
и фотоумножитель, сигнал которого будет теперь определяться степенью кор-
реляции всего анализируемого спектра (а не одной линии) со спектром данного
элемента. Эта система представляет собой идеально согласованный фильтр.
Влияние помех и случайных совпадений на сигнал в этом случае минимально.


160