Вопросы информационной избыточности сформированных голограммой изображений Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 681.783 С.А. Шойдин СГГ А, Новосибирск

ВОПРОСЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИЗБЫТОЧНОСТИ СФОРМИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММОЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Информационная емкость голографических изображений не отличается от информационной ёмкости самого оптического сигнала, использованного в качестве объектного пучка для записи голограмм, что, в принципе, следует из первой теоремы о волновом фронте, рассеянном голографической дифракционной решеткой [1]. Однако количество информации, содержащейся в таком голографическом изображении, как правило, существенно превосходит количество используемой как наблюдающим это изображение человеком, так и любым современным техническим средством. В [2] приводились иллюстративные примеры, показывающие, на сколько порядков отличается реальное информационное поле от воспринимаемого, а, тем более, от необходимого для принятия какого - либо решения.

Далеко не всегда мы пользуемся наблюдением за реальным волновым полем, рассеянным предметом. Часто для принятия решения нам достаточно плоского изображения. Например, это происходит при наблюдении за удаленным предметом в телескоп или при наблюдении через телевизионную систему "видеокамера - телеприёмник". Все способы использования человеком объемной зрительной информации собраны и объяснены в [3]. Человек не использует и миллионной доли информации, которую несёт в себе волна, рассеянная реальным объектом или голограммой. Поэтому возникает необходимость правильной компоновки информации на голограмме, изучения потенциальной возможности уменьшения прямой избыточности на голограмме в пользу увеличения плотности записи полезной информации.

В первую очередь это касается высокого разрешения, присущего голограммам. Их разрешение в видимом диапазоне спектра сравнимо с единицами микрон. Человеческий глаз не способен даже близко подойти к этому пределу. Поэтому возможно сегментирование голограммы, когда разные её участки не сливаются друг с другом непрерывно, а образуют отдельные кластеры, в каждом из которых находится простая дифракционная решетка. Размер кластера должен примерно на порядок превышать период решетки, а расстояние между кластерами должно определяться пределом разрешения человеческого глаза или другого используемого прибора наблюдения. При восстановлении изображения такой голограммой произойдет дифракция на согласованных по фазе кластерах и сформируется нулевой порядок от волны, прошедшей мимо кластеров. Конечно, помимо этой компоненты нулевого порядка, возникнет и дифрагированная на щелях, меду кластерами, волна. Это приведет к появлению некоторого шума в изображении, характер которого, впрочем, вполне ясен и может быть достаточно точно вычислен [4].

Высказанная выше гипотеза проверялась на старых голограммах, у которых в процессе старения трескалась и частично отслаивалась от

стеклянной подложки желатиновая эмульсия. При этом наблюдался эффект скачкообразного разрушения восстановленного изображения при прохождении через некоторый порог отслоения эмульсии, более чем на размер, на порядок превосходящий период решетки. Это, по-видимому, связано с рассогласованием фаз восстановленных отдельными кластерами волны.

Указанный метод устранения избыточности голограмм может найти применение при разработке синтезированных голограмм и динамических голографических изображений [5], если в качестве кластеров использовать матрицы динамических голографических решеток, например, таких, как акустооптические дефлекторы [6] или др.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Денисюк Ю.Н. Об отображении оптических свойств объекта в волновом поле рассеянного излучения / Ю.Н. Денисюк // ДАН СССР. - 1962. - Т. 44. - С. 1275.

2. Шойдин С.А. Информационная ёмкость голограмм в практических применениях / С.А. Шойдин / Сб. материалов междунар. науч. конгр. "ГЕО-СИБИРЬ 2006". -Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 52.

3. Гиббсон Дж. Когнитивная психология / Дж. Гиббсон. - М.: Наука, 1977. - 325 с.

4. Соскин С.И. Расчёт оптической системы голографического запоминающего устройства / С.И. Соскин, С.А. Шойдин // Оптика и спектроскопия. - 1978. - Т. 44. - № 3. - С. 566-573.

5. Комар В.Г., Серов О.Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф / В.Г. Комар, О.Б. Серов. - М.: Искусство, 1987.

6. Оптическая голография / Р. Кольер и др. - М.: Мир, 1973. - 686 с.

© С.А. Шойдин, 2007