Монографію присвячено розробці нового напрямку в оптичній обробці інформації - оптичного захисту об'єктів з використанням бінарних фазових зображень у вигляді фазових масок. Наведено теоретичні основи кореляційного аналізу бінарних фазових масок в оптичних кореляційних системах, зокрема, у лінійних і нелінійних кореляторах сумісного перетворення Фур'є. Запропоновано оригінальну методику ідентифікації оптичних міток у вигляді трансформованих фазових масок. Розроблено експериментальні макети кореляційних пристроїв ідентифікації фазових масок, на яких проведено апробацію отриманих теоретичних результатів.

Исследованы поверхностные деформации композитных материалов при статической нагрузке модифицированным методом цифровой спекл-корреляции. Изучены полимерные композитные материалы, хаотически армированные коротким стекловолокном. Получены поля деформаций образца вблизи выреза.

Для 3D спекл-інтерферометрів запропоновано спрощену технологію реєстрації та обробки спекл-інтерферограм з одноразовим зсувом фази, яка дає можливість обмежитися мінімальною кількістю зображень. Наведено результати експериментів, які підтверджують її ефективність.

Для оцінки мікропошкоджуваності матеріалу та зародження тріщин в околі пітингів на циклічно деформованій металевій поверхні запропоновано нову методику, яка грунтується на техніці просторово-часової спекл-кореляції. Методика дозволяє одержувати послідовні зображення локалізованої ділянки навколо пітингу в реальному часі і цифровій формі. Розроблене програмне забезпечення дає можливість визначити лінійні розміри пошкодження і ідентифікувати стадії процесу, що вивчається.

Розв'язано проблему побудови оптико-цифрових інформаційно-вимірювальних систем для обробки та кореляційного аналізу бінарних зображень фазових масок (ФМ), лінійних структур і крапель розплавів. Ці системи реалізують принципово нові методи виділення та кількісної оцінки інформативних ознак вказаних зображень. Розроблено моделі формування кореляційних полів у лінійному кореляторі спільного перетворення Фур'є (СПФ) під час введення на його вхід ФМ, трансформованих ФМ з детермінованим і випадковим просторовим розподілами пікселів. Апробовано нову модель нелінійного корелятора СПФ з фоточутливим носієм у частотній області. Запропоновано новий метод захисту та індетифікації об'єктів з використанням трансформованої ФМ як оптичної мітки. Використано розроблені експериментальні макети гібридних кореляторів СПФ для дослідження трансформованих ФМ. Побудовано оптико-цифровий пристрій ідентифікації кредитних карток. Наведено метод центрування та супроводу зондувального лазерного пучка. Розвинуто новий метод оцінки похибок вимірювання геометричних ознак тіньових зображень в оптико-цифровій системі (ОЦС). Запроваджено ОЦС експрес-аналізу та неперервного моніторингу капілярних характеристик розплавів. Розглянуто створені ОЦС дешифрування та структурометричного аналізу космоаерозображень.

Розглянуто методи та засоби спекл-кореляції (СК), проведено порівняльне оцінювання методів електронної спекл-інтерферометрії, ширографії та СК. Проаналізовано досягнення у дослідженні механізмів руйнування конструкційних матеріалів методами цифрової СК. Описано нові методики компенсації поступального руху твердого тіла, оцінювання розмірів пластичної зони біля вершини тріщини та вимірювання критичного розкриття тріщини, які реалізовані на підставі модифікованого методу цифрового вимірювання переміщень спеклів. Обгрунтовано метод оптичної кореляції спекл-зображень для будівництва переміщень поверхні безпосередньо біля вершини та країв тріщини. Доведено, що оптико-цифрова система реалізує даний метод і допомагає визначати субпіксельне положення кореляційного піка без використання інтерполяційних алгоритмів. Увагу приділено переносному оптико-цифровому корелятору для неруйнівного контролю поверхонь конструкційних матерілів з розробкою методик оцінювання залишкового ресурсу елементів конструкцій.

Розглянуто теоретичні та методологічні основи оптичних інформаційних систем як порівняно нового напряму в розвитку наук про оптичні й оптоелектронні прилади та системи обробки інформації, що виник внаслідок розширення теорії зв'язку та теорії інформації на оптичну область випромінювання. Увагу приділено теоретичним основам інтегральних перетворень і лінійним оптичним системам. Проаналізовано передавальні характеристики когерентних і некогерентних систем, а також особливості перетворення оптичних сигналів у цифрові. Розглянуто системи просторової фільтрації та розпізнавання образів, модулятори світла, спектральні інформаційні системи, а також оптико-цифрові системи дослідження деформацій поверхонь, зокрема електронні спекл-інтерферометри, шифрографи та цифрові спекл-корелятори.

Розроблено розрахунково-експериментальну методику оцінювання енергії руйнування композиційних матеріалів, яка полягає у визначенні методом цифрової спекл-кореляції переміщень поверхні в околі вершини концентратора напружень за статичного розтягу. За розподілом переміщень розраховано деформації в зоні передруйнування, розкритя та зсув берегів тріщини для заданого зусилля навантаження і бази вимірювання. Із діаграми статичного розтягу зразка для встановленої деформації одержано напруження в зоні передруйнування. На базі цих даних визначено енергію руйнування композита. Наведено результати досліджень для тришарового композиційного матеріалу на базі епоксиднофенольного пластика, хаотично армованого дисперсними частинками.

Розроблено методику виготовлення елементів "ємність - кераміка - метал", на базі якої створено компактні деформометри дистанційної дії класу точності 0,01 для діапазонів переміщень від 0 - 0,1 до 0 - 5,0 мм. Запропоновані деформометри за точністю і температурною стабільністю більш як на порядок переважають кращі світові аналоги.

Розроблено методику експериментальних досліджень деформування та руйнування зразків вуглепластикових композитів. Наведено схему експериментальної установки та проаналізовано результати досліджень. Показано ефективність методу електронної спекл-інтерферометрії для виявлення дефектів у вуглепластикових композитах, а також для оцінювання їх критичного напружено-деформованого стану.

Запропоновано метод цифрової спекл-кореляції, що грунтується на адаптивній сегментації зображень шорстких поверхонь на фрагменти довільної форми з урахуванням структури та розмірів усіх спеклів, присутніх на цих зображеннях. Метод використано для визначення полів переміщень поверхні дюралюмінієвої балки з бічною втомною тріщиною за триточкового навантаження.

Наведено результати кінетичних досліджень процесу змочування різних типів картонів фотополімеризаційноздатними лаками. Визначено фактори впливу на характер розтікання лаків на цих картонах.

Приділено увагу аналізу як відомих інтерферометричних методів і технологій, так і нових методів і систем двокрокової лазерної фазозсувної інтерферометрії та електронної спекл-інтерферометрії для технічної діагностики поверхні матеріалів і виробів. Запропоновано нові підходи до реконструкції рельєфу наношорсткої поверхні та відтворення тривимірних полів поверхневих переміщень. Розглянуто ряд оптико-цифрових інтерференційних систем діагностування стану поверхні та приповерхневих шарів зразків конструкційних матеріалів під час їх деформування і руйнування за статичних та циклічних навантажень, а також виявлення прихованих дефектів. Розроблено принципово нові алгоритми обробки фазозсувних інтерферограм, що дозволяють реконструювати макро- і нанорельєф поверхні біля концентраторів напружень у порівнянні з простими технічними засобами.

Запропоновано новий метод кореляційної ідентифікації об'єктів захисту, який базується на використанні оптичних міток, що містять трансформовані фазові маски. Теоретично й експериментально доведено високу ефективність цього методу. На його базі створено оптико-цифровий пристрій ідентифікації кредитних карток.

Наведено результати експериментальних досліджень поверхневих деформацій металічних балкових зразків за допомогою методів електронної спекл-інтерферометрії. Описано схеми експериментальних установок та проаналізовано одержані результати.

Створено нову відбивальну оптичну мітку у вигляді записаного на халькогенідне скло спільного енергетичного спектра від трансформованої та еталонної фазових масок. Мітка дозволяє кількісно перевіряти аутентичність об'єктів захисту. Розроблено метод розрахунку оптимальної експозиції запису відбивальної оптичної мітки, коректність якого підтверджено експериментально.

Оцінено інструментальні похибки вимірювання віддалей між кореляційними піками у першому порядку дифракції оптико-цифрового пристрою ідентифікації трансформованих фазових масок.

Розроблено теоретичні засади оптичного методу вимірювання зміщень спеклів, в якому для обчислення полів взаємної кореляції фрагментів початкового та деформованого зображень спеклограм використано архітектуру корелятора спільного перетворення. Показано, що вказаний метод не поступається за завадостійкістю цифровим методам вимірювання зміщень спеклів і значно перевищує їх за швидкодією.

Запропоновано нову методику визначення й усунення поступального руху твердого тіла під час оцінювання полів поперечних переміщень деформованих поверхонь зразків конструкційних матеріалів за допомогою методів спекл-кореляції. Експериментально підтверджено ефективність цієї методики для дослідження руйнування листових металевих зразків під дією розтягально-стискальних навантажень.

Розроблено нову геоінформаційну технологію для моніторингу локальних екосистем. На прикладі одержаних за даними космознімків тематичних карт Яворівської промислової зони та Шацького національного природного парку показано ефективність використання технології для задач тематичної класифікації об'єктів рослинного, грунтового і гідрологічного типів, а також виявлення специфічних екологічних ситуацій.