ДИНАМИЧЕСКАЯ СПЕКТРАЛЬНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ СИГНАЛОВ В ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМАХ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

В работе обобщаются и развиваются принципы динамической спектральной фильтрации, которая является дальнейшим развитием изображающей спектроскопии. В отличие от видеоспектрометров, в оптико-электронных системах с динамической спектральной фильтрацией реализуется управляемая спектральная фильтрация, обеспечивающая максимальное подавление спектральных составляющих излучения фона при минимальном ослаблении оптического сигнала объекта в преддетекторной области. Целью статьи является обобщение и развитие принципов динамической спектральной фильтрации в интересах создания оптико-электронных систем обнаружения объектов по спектральным признакам. Задачу оптимального выделения оптических сигналов из фоновых помех удалось свести к решению задачи обнаружения сигналов с априорно известными параметрами, используемой в теории радиолокации. В статье изложены принципы динамической спектральной фильтрации оптического излучения, описаны алгоритм оптимального обнаружения объектов по спектральным признакам и синтез оптимального обнаружителя оптических сигналов. В работе определены количественные характеристики обнаружителя, позволяющие при заданном уровне ложной тревоги определить условную вероятность правильного обнаружения объекта наблюдения в зависимости от отношения сигнал/помеха. Количественные характеристики обнаружителя получены в предположении, что сигналы объекта и фона подчиняются нормальному закону распределения, а их корреляционные характеристики (корреляционные матрицы фона и объекта) одинаковы. Экспериментально установлена возможность создания управляемого акустооптического селектирующего устройства, обеспечивающего спектральную селекцию двух оптических сигналов, отличающихся по спектральному составу, путем изменения амплитуды частотных компонент ультразвуковой волны. При этом в качестве источников излучения использовались три лазера, работающие в красном, зеленом и синем участках спектра. В ходе эксперимента спектральная селекция осуществлялась путем дифракции полихроматического лазерного излучения на многочастотном ультразвуке. Эффективность процесса фильтрации определялась по величине контраста до и после фильтрации. Экспериментально установлено, что при наличии трех спектральных каналов селекции удается повысить контраст на выходе в несколько раз.