Дизайн ДОЭ, устойчивого к ошибке позиционирования, для оптической классификации изображений

Предложен метод расчета дифракционных оптических элементов, устойчивых к ошибке позиционирования, для решения задачи классификации. В рамках метода ошибка решения задачи классификации представляется функционалом, зависящим от фазовой функции рассчитываемого элемента и от случайного вектора, задающего ошибку позиционирования в виде поперечного смещения элемента относительно оптической оси. Далее математическое ожидание этого функционала используется в качестве функционала ошибки в градиентном методе расчета дифракционного оптического элемента, при этом для производных функционала ошибки получены явные выражения. С использованием метода рассчитан дифракционный оптический элемент для классификации изображений рукописных цифр. В рамках численного моделирования показаны хорошие рабочие характеристики рассчитанного элемента (точность классификации более 96 % при значении «контраста», характеризующего величину энергии в области предсказанного класса по сравнению с энергиями в областях других классов, более 13 %) для смещений на 2 пикселя по обеим осям координат, что соответствует сдвигу центра элемента на расстояние до 17 длин волн.