【技术实现步骤摘要】
本技术属于前沿光学实验教学领域，具体是一种运动物体图像边缘检测光学装置。
技术介绍
1、图像是人们获取和传递信息的重要媒介，而图像的边缘包含对人类视觉和机器视觉最有价值的信息。通过凸显图像的边缘轮廓，可以大大减少原始图像需要处理的数据量。基于传统电子器件的数字计算或模拟计算实现的图像边缘检测在面对计算量较大的情况时消耗时长也随之增加、功耗增加。采用光学方法检测图像边缘时，可以完成对整张图像的边缘信息实时提取，运行速度快、功耗小，在大规模超快并行处理中有很大优势。通过对视频序列中每一帧图像边缘的提取便可实现对动态物体的追踪，在计算机视觉、虚拟现实、自动驾驶、医学图像、工业检测、天文观测等领域有着广泛的应用。
2、光学图像的边缘是光场振幅、相位梯度较大的地方,对光场作空间微分运算可以反映图像的边缘信息。本技术一种运动物体图像边缘检测光学装置是采用光在空气-玻璃界面反射时所呈现的光子自旋霍尔效应来实现光学空间微分运算。该光学装置涉及：(1)基于空间光调制器对光场进行振幅调制完成视频图像的制作；(2)以傅里叶光学为背景的4f光学成像系统调节；(3)基于光子自旋霍尔效应的空间微分量子弱测量系统调节。整套装置属于光学前沿实验，是一个光学知识融合度高、动手能力强、具有广泛应用和拓展性的装置。可以让学生通过直观的光学装置和具体的操作步骤理解前沿科学在生产、生活中的应用，掌握图像边缘检测的核心过程。目前，光学图像边缘检测技术仅存在于科研院所的研究平台上，还没有一套针对大学本科生开展系统学习和训练的运动物体图像边缘检测光学装置。本技术一
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种运动物体图像边缘检测的光学装置。该装置的主要光路部分进行了开放式模块化设计，包括光学视频图像的生成、基于光子自旋霍尔效应弱测量系统的空间微分、视频每一帧图像边缘的成像观测等内容。更重要的是，本装置可以灵活调节弱测量前选择状态下光的偏振态和光束在空气-玻璃界面的反射角，从而操控图像边缘增强的方向以及边缘线的粗细，进一步加深对光子自旋霍尔效应进行光学图像边缘检测原理的理解和掌握。
2、为实现上述目的，本技术所采取的技术方案是：
3、一种运动物体图像边缘检测光学装置，包括底板，在底板左上端从上往下依次设有光纤耦合头、半波片、第一透镜、第二透镜、空间光调制器，在第一透镜和第二透镜的底部安装有第一一维平移台和第二一维平移台；在空间光调制器右端从左往右依次设有第三透镜、第四透镜、第一格兰激光棱镜、直角棱镜，在第三透镜和第四透镜的底部安装有第三一维平移台和第四一维平移台，在第一格兰激光棱镜外侧安装有第一高精度垂直电动旋转架，在直角棱镜底部安装有高精度水平电动旋转台；直角棱镜上方从下往上依次设有第二格兰激光棱镜、第五透镜、第六透镜、ccd光束轮廓仪，在第二格兰激光棱镜外侧安装有第二高精度垂直电动旋转架，在第五透镜和第六透镜的底部安装有第五一维平移台和第六一维平移台，在第二格兰激光棱镜、第五一维平移台、第六一维平移台、ccd光束轮廓仪底部安装有分底板，分底板连接高精度水平电动旋转台；在底板上面罩有外壳，在外壳的右侧面依次安装有图像输出接口、第二高精度垂直电动旋转架供电接口、高精度水平电动旋转台供电接口、第一高精度垂直电动旋转架供电接口与空间光调制器供电接口，在外壳内，所述ccd光束轮廓仪通过导线与图像输出接口连接，第二高精度垂直电动旋转架通过导线与第二高精度垂直电动旋转架供电接口连接，高精度水平电动旋转台通过导线与高精度水平电动旋转台供电接口连接，第一高精度垂直电动旋转架通过导线与第一高精度垂直电动旋转架供电接口连接，空间光调制器通过导线与空间光调制器供电接口连接，在外壳的顶部设有顶盖。
4、优选地，所述外壳30为铝制平板。
5、优选地，所述顶盖31为透明有机玻璃板。
6、优选地，所述底板1为长方形铝板。
7、优选地，所述分底板24为长方形铝板。
8、与现有技术相比，本技术的有益效果是：
9、1.实验装置结构布局合理、简单，操作容易上手；
10、2.由于光路操作部分采用开放式布局设计，涵盖了光子自旋霍尔效应观测、视频图像生成、运动物体光学图像边缘检测等环节，可视性高，极大地增强了使用者的实践动手能力，提高了使用者的实验兴趣；
11、3.使用者可利用该技术实验装置，在不同入射偏振条件、不同入射角下，通过调节光学器件，改变光束发生一维自旋分裂的方向、图像边缘检测方向以及图像边缘的粗细，可加深对光子自旋霍尔效应以及基于光子自旋霍尔效应实现光学图像边缘检测原理和相关实验参量的理解；
12、4.该技术装置还可拓展到以各向异性介质为样品的光子自旋霍尔效应实现光学图像边缘检测的实验研究中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，包括底板(1)，在底板(1)左上端从上往下依次设有光纤耦合头(2)、半波片(3)、第一透镜(4)、第二透镜(6)、空间光调制器(8)，在第一透镜(4)和第二透镜(6)的底部安装有第一一维平移台(5)和第二一维平移台(7)；在空间光调制器(8)右端从左往右依次设有第三透镜(9)、第四透镜(11)、第一格兰激光棱镜(13)、直角棱镜(15)，在第三透镜(9)和第四透镜(11)的底部安装有第三一维平移台(10)和第四一维平移台(12)，在第一格兰激光棱镜(13)外侧安装有第一高精度垂直电动旋转架(14)，在直角棱镜(15)底部安装有高精度水平电动旋转台(16)；直角棱镜(15)上方从下往上依次设有第二格兰激光棱镜(17)、第五透镜(19)、第六透镜(21)、CCD光束轮廓仪(23)，在第二格兰激光棱镜(17)外侧安装有第二高精度垂直电动旋转架(18)，在第五透镜(19)和第六透镜(21)的底部安装有第五一维平移台(20)和第六一维平移台(22)，在第二格兰激光棱镜(17)、第五一维平移台(20)、第六一维平移台(22)和CCD光束轮廓仪(
2.根据权利要求1所述的一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，所述外壳(30)为铝制平板。
3.根据权利要求1所述的一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，所述顶盖(31)为透明有机玻璃板。
4.根据权利要求1所述的一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，所述底板(1)为长方形铝板。
5.根据权利要求1所述的一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，所述分底板(24)为长方形铝板。
...【技术特征摘要】
1.一种运动物体图像边缘检测光学装置，其特征是，包括底板(1)，在底板(1)左上端从上往下依次设有光纤耦合头(2)、半波片(3)、第一透镜(4)、第二透镜(6)、空间光调制器(8)，在第一透镜(4)和第二透镜(6)的底部安装有第一一维平移台(5)和第二一维平移台(7)；在空间光调制器(8)右端从左往右依次设有第三透镜(9)、第四透镜(11)、第一格兰激光棱镜(13)、直角棱镜(15)，在第三透镜(9)和第四透镜(11)的底部安装有第三一维平移台(10)和第四一维平移台(12)，在第一格兰激光棱镜(13)外侧安装有第一高精度垂直电动旋转架(14)，在直角棱镜(15)底部安装有高精度水平电动旋转台(16)；直角棱镜(15)上方从下往上依次设有第二格兰激光棱镜(17)、第五透镜(19)、第六透镜(21)、ccd光束轮廓仪(23)，在第二格兰激光棱镜(17)外侧安装有第二高精度垂直电动旋转架(18)，在第五透镜(19)和第六透镜(21)的底部安装有第五一维平移台(20)和第六一维平移台(22)，在第二格兰激光棱镜(17)、第五一维平移台(20)、第六一维平移台(22)和ccd光束轮廓仪(23)底部安装有分底板(24)，分底板(24)连接高精度水平电动旋转台(16)；在底板(1)上面罩有外壳(30)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，骆宣蓉，刘艺，王子瑜，卢卫清，张瑶，周海涛，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。