Двумерная обработка изображений с использованием двух каналов, формируемых одним акустооптическим фильтром

Котов Владимир Михайлович; Аверин Станислав Владимирович; Зенкина Анастасия Алексеевна; Белоусова Анастасия Сергеевна; Kotov Vladimir Mihailovich; Averin Stanislav Vladimirowich; Zenkina Anastasiya Alexeevna; Belousova Anastasiya Sergeevna

doi:10.18287/2412-6179-CO-1119

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Инженерное дело. Техника в целом \ Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения \ Электротехника

Двумерная обработка изображений с использованием двух каналов, формируемых одним акустооптическим фильтром

Котов Владимир Михайлович Аверин Станислав Владимирович Зенкина Анастасия Алексеевна Белоусова Анастасия Сергеевна

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов

Статья в выпуске: 6 т.46, 2022 года.

Бесплатный доступ

Исследованы свойства двухканального акустооптического фильтра пространственных частот, отклоняющего оптические лучи в два симметричных порядка. Выявлено, что неоднородное распределение поля в каждом порядке дает возможность выполнять обработку изображений по двум каналам с использованием различных передаточных функций. Формирование двумерного контура в двух дифракционных порядках подтверждено экспериментально на длине волны 0,63 мкм. В качестве двухканального фильтра пространственных частот использована АО-ячейка из ТеО2, работающая на частоте звука 26 МГц.

обработка изображений \ двумерный контур \ акустооптическая дифракция \ фильтр пространственных частот

Похожие статьи в разделе Электротехника

Многопорядковые оптические пространственные вихревые фильтры для одновременного выделения контуров различных частей объекта

Хонина С.Н., Порфирьев А.П., Хорин П.А., Дзюба А.П., Серафимович Д.П., Скиданов Р.В.

Исследование возможности использования системы из двух акустооптических кристаллов для определения параметров импульсных сигналов

Бобрешов А.М., Коровченко И.С., Олейников А.В., Прохоров К.А.

Пространственная фильтрация гармоник когерентного излучателя

Маркин А.С., Студенов В.Б.

Акустооптический стереоскопический спектрометр полного поля для восстановления объемной структуры объектов в произвольных спектральных интервалах

Мачихин Александр Сергеевич, Батшев Владислав Игоревич, Пожар Витольд Эдуардович, Мазур Михаил Михайлович

Формирование контрастных полихроматических изображений заданных объектов на основе многооконной акустооптической фильтрации

Шипко Владимир Вацлавович, Пожар Витольд Эдуардович, Мачихин Александр Сергеевич, Шарикова Милана Олеговна, Кананыхин Олег Алексеевич, Писаревский Юрий Владимирович, Сергеев Илья Борисович

Расчёт интерференционной картины, формируемой переносящими изображения световыми пучками после дифракции на акустической волне в одноосном кристалле

Мачихин Александр Сергеевич, Бурмак Людмила Игоревна, Пожар Витольд Эдуардович

Короткий адрес: https://sciup.org/140296238

IDS: 140296238 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1119

Two-dimensional image processing using two channels formed by one acousto-optical filter

Properties of a two-channel acousto-optic (AO) spatial frequency filter deflecting optical beams in two symmetrical orders are studied. It is found that the non-uniform distribution of the field in each order makes it possible to process images in two channels using different transfer functions. The formation of a two-dimensional contour in two diffraction orders is confirmed experimentally on the basis of image processing for a wavelength of 0.63 μm. A TeO2 AO cell operating at an acoustic frequency of 26 MHz is used as a two-channel spatial frequency filter.

Список литературы Двумерная обработка изображений с использованием двух каналов, формируемых одним акустооптическим фильтром

Ghatak AK, Thyagarajan K. Contemporary Optics. New York: Plenum Press; 1978. ISBN: 0-306-31029-5.
Gizatullin ZM, Lyasheva SA, Morozov OG, Shleymovich MP. The method of contour detection based on an image weight model. Computer Optics 2020; 44(3): 393-400. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-615.
Khafizov RG, Okhotnikov SA. Nonlinear filtering of image contours defined in complex-valued code. Computer Optics 2020; 44(5): 757-762. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-745.
Davis J, McNamara D, Cottrell D, Campos J. Image processing with the radial Hilbert transform: theory and experiments. Opt Lett 2000; 25: 99-101.
Ananin MA, Khonina SN. Modelling of optical processing of images with use of the vortical spatial filter. Computer Optics 2009; 33(4): 466-472.
Wang J, Zhang W, Qi Q, Zheng S, Chen L. Gradual edge enhancement in spiral phase contrast imaging with fractional vortex filters. Sci Rep 2015; 5: 15826.
Khonina SN, Porfirev AP. Generation of multi-contour plane curves using vortex beams. Optik 2021; 229: 166299. DOI: 10.1016/j.ijleo.2021.166299.
Kamaev AN, Urmanov IP, Sorokin AA, Karmanov DA, Korolev SP. Images analysis for automatic volcano visibility estimation. Computer Optics 2018; 42(1): 128-140. DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-128-140.
Mikhaylichenko AA, Demyanenko YM. Detection of the bone contours of the knee joints on medical X-ray images. Computer Optics 2019; 43(3): 455-463. DOI: 10.18287/2412-6179- 2019-43-3-455-463.
Goodman JW. Introduction to Fourier optics. 2nd ed. New York: McGraw-Hill Companies Inc; 1996. ISBN: 0-07024254-2.
Balakshy VI, Voloshinov VB. Acousto-optic image processing in coherent light [In Russian]. Quantum Electron 2005; 35(1): 85-90. DOI 10.1070/QE2005v035n01ABEH002782.
Balakshy VI. Acousto-optic cell as a filter of spatial frequencies [In Russian]. Radiotekhnika I Elektronika 1984; 29(8): 1610-1616.
Banerjee PP, Cao D, Poon T-C. Basic image processing operations by use of acousto-optics. Appl Opt 1997; 36(14): 3086-3089. DOI: 10.1364/AO.36.003086.
Cao D, Banerjee PP, Poon T-C. Image edge enhancement using two cascaded acousto-optic cells with contra-propagating sound. Appl Opt 1998; 37(14): 3007-3014. DOI: 10.1364/A0.37.003007.
Banerjee PP, Cao D, Poon T-C. Notch spatial filtering with an acousto-optic modulator. Appl Opt 1998; 37(32): 75327537. DOI: 10.1364/A0.37.007532.
Balakshy VI, Voloshinov VB, Babkina TM, Kostyuk DE. Optical image processing by means of acousto-optic spatial filtration. J Mod Opt 2005; 52(1): 1-20. DOI: 10.1080/09500340410001669408.
Balakshy VI, Kostyuk DE. Acousto-optic image processing. Appl Opt 2009; 48(7): C24-C32. DOI: 10.1364/AO.48.000C24.
Balakshy VI. Acousto-optic visualization of optical wave fronts [invited]. Appl Opt 2018; 57(10): C56-C63. DOI: 10.1364/AO.57.000C56.
Yablokova AA, Machikhin AS, Batshev VI, Pozhar VE, Boritko SV. Analysis of transfer function dependence on configuration of acousto-optic interaction in uniaxial crystals. Proc SPIE 2019; 11032: 1103215. DOI: 10.1117/12.2520803.
Gorevoy AV, Machikhin AS, Martynov GN, Pozhar VE. Spatiospectral transformation of noncollimated light beams diffracted by ultrasound in birefringent crystals. Photonics Res 2021; 9(5): 687-693. DOI: 10.1364/PRJ.417992.
Yushkov KB, Molchanov VY, Belousov PV, Abrosimov AY. Contrast enhancement in microscopy of human thyroid tumors by means of acousto-optic adaptive spatial filtering. J Biomed Opt 2021; 21(1): 016003. DOI: 10.1117/1.JBO.21.1.016003.
Kotov VM, Shkerdin GN, Buliuk AN. Two-dimensional image edge enhancement by two-phonon Bragg diffraction. Sov J Quantum Electron 2011; 41(12): 1109-1113. DOI: 10.1070/QE2011v041n12ABEH014673.
Kotov VM, Averin SV, Kotov EV, Shkerdin GN. Acousto-optic filters based on the superposition of diffraction fields [invited]. Appl Opt 2018; 57(10): C83-C92. DOI: 10.1364/AO.57.000C83.
Kotov VM, Averin SV. Two-dimensional image edge enhancement using two orders of Bragg diffraction. Sov J Quantum Electron 2020; 50(3): 305-308. DOI: 10.1070/QEL17137.
Banerjee PP, Tarn CW. A Fourier transform approach to acoustooptic interactions in the presence of propagational diffraction. Acustica 1991; 74: 181-191.
Balakshy VI, Parygin VN, Chirkov LE. Physical principles of acousto-optics [In Russian]. Moscow: "Radio i Svyaz" Publisher; 1985.
Kotov VM. Acousto-optics. Bragg diffraction of the multicolor radiation [In Russian]. Moscow: "Yanus-K" Publisher; 2016. ISBN: 978-5-8037-0681-6.
Shaskol'skaya MP. Acoustical crystals. Handbook [In Russian]. Moscow: "Nauka" Publisher; 1982.
Kizel' VA, Burkov VI. Gyrotropy of crystalls [In Russian]. Moscow. "Nauka" Publisher; 1980.
Kotov VM, Shkerdin GN, Averin SV. Formation of the two-dimensional image edge in two diffraction orders in the process of triple Bragg diffraction [In Russian]. Journal of Communications Technology and Electronics 2016; 61(11): 1275-1279. DOI: 10.1134/S1064226916110073.
Zakharov AA, Zhiznyakov AL, Titov VS. A method for feature matching in images using descriptor structures. Computer Optics 2019; 43(5): 810-817. DOI: 10.18287/2412-6179- 2019-43-5-810-817.

Еще