Российские оптики создали высокоскоростную систему распознавания образов

Оптическую систему быстрого распознавания образов разработали учёные Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Учёные использовали для этого модулятор света и методы компьютерного расчёта голограмм.

фото: Global Look Press

Современные системы распознавания, в том числе нейросетевые, установленные на вокзалах и в аэропортах, работают почти в режиме реального времени, – в течение секунды обрабатывают несколько десятков кадров, отслеживая или распознавая единицы или десятки объектов.

Как сообщили «МК» в лаборатории фотоники и оптической обработки информации института, здесь создали систему, которая способна обрабатывать десятки тысяч (!) кадров в секунду.

Для этого наши учёные использовали в оптической системе так называемые микрозеркальные модуляторы света.

– Такой модулятор состоит из миллионов крошечных элементов – микрозеркал – которые способны отражать падающий свет в два направления, – рассказал «МК» один из авторов разработки, доцент Павел Черёмхин. Это позволяет за очень короткие временные промежутки – на уровне десятков микросекунд – преобразовывать свет, идущий от отслеживаемого или распознаваемого объекта. Для быстрого сопоставления с изображениями объектов используются отображаемые с помощью модулятора специально рассчитанные голограммы – голографические фильтры. Благодаря высокой скорости работы наша система позволяет распознавать как покоящиеся, так и движущиеся объекты.

Несмотря на то, что технологии создания микрозеркальных пространственно-временных модуляторов света были разработаны в США, наши учёные нашли возможности для расширения возможностей их применения. Они первыми создали экспериментальный образец системы распознавания образов на основе таких модуляторов, использующий голограммы. При этом ученые применили для расчета интегральное преобразование Хартли,  которое экономит время и ускоряет расчёт голограмм. К тому же файлы таких фильтров имеют меньший размер, что важно при их хранении и для оперативности их ввода в систему. Кроме того, достоинством системы является возможность использования не лазерного излучения, что позволяет увеличить число распознаваемых признаков и снизить уровень шумов.

Подобные системы могут использоваться не только в сфере безопасности, но и в медицине, а также в технике и промышленности – для поиска, идентификации и слежения за объектами со сложными формами, при создании оптических пинцетов, для систем голографической памяти, систем кодирования потоков видеоинформации и др.

Источник