Оптические сигнальные процессоры и аналоговые вычислительные устройства : Теория, принципы построения, применение

• Автор: Нежевенко, Евгений Семенович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 225 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.0СН0ВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

1 2. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ (ОСП)

2.1. Архитектура

2.2. Методы конфигурирования ОСП

2.2.1. Конфигурирование ОСП на многоканальную

КИХ - фильтрацию

2.2.2.Конфигурирование ОСП на

многоканальный спектральный анализ

2.2.3.Конфигурирование ОСП на матричное умножение
2.2.4.Конфигурирование ОСП на обработку сигналов, передаваемых с помощью распространяющихся
в пространстве волн
2.2.5. Конфигурирование ОСП на вычисление пространственной свертки
3. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ АНАЛОГОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ (АОМ)
* 3.1.Машинные переменные АОМ
3.2.Элементная база АОМ
3.2.1. Интегратор (пространственно-временной
модулятор света)
3.2.2. Временной фазовый модулятор света
3.2.3. Пространственный модулятор
3.2.4. Анализатор
3.2.5. Пространственный преобразователь светового сигнала
3.2.6. Фотоприемник интегрирующий
З.З.Операции в АОВУ
3.3.1. Основной принцип работы ЭОАВУ
3.3.2. Универсальные функциональные преобразования
в ЭОАВУ
3.3.3. Арифметические операции
3.3.4. Логические операции
3.3.5. Временные интегро-дифференциальные операции..'..
3.3.6. Пространственные интегро-дифференциальные
* операции
3.4. Примеры набора ЭОАВУ для решения некоторых задач
3.4.1. Решение интегрального уравнения
3.4.2. Решение уравнения в частных производных
3.4.3. Адаптивные процедуры в ЭОАВУ
4. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ОПЕРАЦИИ В ОАМ И ОСП
4.1. Голографические методы реализации
пространственных операторов в ОСП
4.1.1. Линейные однородные интегральные преобразования (свертки)
4.1.2. Фильтрация со знакопеременным контурным импульсным откликом
4.1.3. Голографическая инверсная фильтрация
4.1.4. Голографические некогерентные конвольверы
4.1.5. Линейные интегральные преобразования общего вида
4.1.6.Нелинейные интегральные операторы
4.2. Оптические методы реализации
пространственных операторов в ОСП
4.2.1. Свертка
4.2.3. Матричные операции
4.3. Конвейерные методы реализации
пространственных операторов в ОСП
4.3.1. Объемный вариант ОСП для реализации свертки
4.3.2. Планарный вариант ОСП для реализации свертки
4.3.3. Объемный вариант конвейерного ОСП для реализации матричных пераций
4.4. Оптико-электронная элементная база ОСП
4.4.1. Устройства ввода
4.4.2. Системы переадресации оптических сигналов в ОСП
4.4.3. Пространственно - временные модуляторы в ОСП для оперативного запоминания и обработки двумерных массивов..
4.4.4. Приборы с зарядовой связью
5. ОСП ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
5.1 Распознавание изображений
известной формы на фотоснимках
5.1.1 Метод распознавания
5.1.2 Голографический оптико-электронный процессор для распознавания изображений на аэрофотоснимках
5.1.3 Распознавание фрагментов земной поверхности методом контурных эталонов
5.2.Контроль размеров деталей сложной формы
5.2.1. Метод контроля
5.2.2. Голографический процессор для контроля
изделий сложной формы

5.3. Распознавание малоразмерных объектов
известной формы
5.3.1. Система распознавания изображений на основе параллельного ОСП
5.3.2. Система распознавания изображений на основе
.* конвейерного ОСП с линзо-растровой адресацией
5.3.3. Система распознавания изображений на основе конвейерного ОСП с зеркально-растровой адресацией
5.4. Распознавание малоразмерных объектов
в нейросетевом ОСП
6. ОСП ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОБРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
6.1. Обработка гидроакустических сигналов
6.1.1. Формирование веера характеристик направленности антенны
6.1.2. Спектральный анализ ГАС
6.1.3. Адаптивная обработка ГАС
6.1.4. Процессоры для обработки
гидроакустических сигналов
6.2. Моделирование динамических процессов
4 на поверхности Земли
6.2.1. Нейронная модель динамического процесса
6.2.2. Основная модель процесса.
6.2.3.Компьютерное моделирование пожара
6.2.4. Результаты компьютерного моделирования пожара
6.2.5. Реализация модели пожара с использованием планарного оптико-электронного блока свертки.
6.3. Оценка характеристик ОСП
как вычислительного устройства
6.3.1. Оценка точности вычислений в ОСП
6.3.2. Оценка вычислительной производительности ОСП
6.3.3. Оценка габаритных и энергетических
характеристик ОСП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

• в формировании каждого луча участвуют все входные сигналы, информация от каждого канала является функцией двух аргументов: номера выходного канала (луча) и задержки тт„(к);
• декремент индексов входных данных осуществляется за счет развития входного сигнала во времени, необходим декремент индексов выходных данных.
Одна из возможных схем настройки ОСП для решения этой задачи приведена на рис. 2.8.
Рис 2.8. Схема ОСП для обработки сигналов, передаваемых с помощью распространяющихся в пространстве волн.
Формат светоизлучателей СИ - матрица. Первый блок адресации «точка - плоскость»: энергия с вето и злу чате ля транслируется на часть модулятора М, представляющую собой двумерную область с координатами т,к. Всего областей /V.Каждая область на модуляторе представляет собой маску, формирующую световой поток в виде линии, конфигурация которой зависит от расположения датчиков, генерирующих обрабатываемые сигналы. Затем все области совмещаются на фоточувствительном слое ПЗС матрицы ПЗС, обеспечивающей декремент индекса к, т.е. второй блок адресации - «И областей — одна область». Результирующий сигнал представляется в виде массива тхк, где т- номер луча, к - временной индекс.