基于矩和小波变换的目标图象识别

在图象目标的识别中,目标图象的不变矩对于具有旋转、尺度变换特性的目标具有良好特征匹配性能,但其识别准确度直接受到不变矩计算区域内的目标个数的影响.本文首先采用一维小波变换降噪并获取图象边缘,结合轮廓跟踪法(“爬虫法”)与投影法对图象进行区域分割获取各目标存在区域,再利用目标图象的不变矩进行目标识别,最后通过利用目标的主轴特性及质心变化计算目标的旋转角度及尺度变换倍率.通过仿真实验,证明方案可行且具有良好的识别性能.     

基于光学小波微分预处理的联合变换相关目标识别

提出了一种基于光学小波变换微分预处理的光电混合联合变换相关系统,该系统利用同一光路可实时实现对输入图象的小波变换微分预处理和联合变换相关识别.实验结果表明:该系统能得到很尖锐的互相关峰,可显著提高联合变换相关器的识别能力.     

用自适应协同变换相关器的实时自动目标跟踪

描述了用于跟踪图象序列目标的混合式光学/数字系统。由于协同变换相关器在相关处理过程中不需要匹配空间滤波器,因此通过用前一帧目标图象不断地适时修正参考图象的方法,就能够进行目标跟踪。这种协同变换相关器的自适应特性与光学系统的并行性和高处理速度,确保了两个连续帧图象中的目标之间高度相关。根据相关峰值的位置确定出目标的相对位置。评价了系统性能,并介绍了实验结果。     

光学相关器在自动目标识别中的应用

为使光学相关器更好地应用于自动目标识别领域,保证在较高识别速度下,具备良好的识别效果,介绍了应用于自动目标识别领域的联合变换相关器和匹配滤波相关器.针对匹配滤波相关器实现过程中的两项关键技术,在滤波器编码技术上提出了构造等相关峰综合鉴别函数以解决畸变不变识别问题.在相关峰识别技术上,针对阈值法存在的不足,提出利用BP神经网络对相关平面相关峰进行识别,采用划分感兴趣区域的方法减少了输入层神经元数目,简化了神经网络结构.借助搭建的光学相关器系统验证了该方法可对相关信号和噪声进行有效分类,提高了光学相关器的识别效果.     

面积-极坐标变换在光学相关目标识别中的应用

应用联合变换相关器对目标进行探测和识别时,由于实际探测到的目标相对于参考图像存在比例、旋转、平移畸变,因此在传统的光学相关器中很难实现目标的探测和识别。为了更好地探测到目标,提出了面积-极坐标的算法,该算法利用相似图形之间的尺寸与面积存在满映射函数关系,实现了比例不变光学探测,并结合极坐标变换实现旋转不变光学探测,最后,对变换后的联合图像进行小波边缘提取,既能提取到清晰的图像边缘,又能有效地抑制噪声,不但提高了相关峰,并使得相关峰更为尖锐,成功实现了大尺度混和畸变目标的探测和识别。作为实例,对混合畸变目标进行了计算机模拟和光学实验,验证了该算法在大尺度混合畸变光学相关探测中的可行性。     

最大平均相关高度滤波算法在畸变目标识别中的应用

为了解决在联合变换相关器上无法识别复杂背景下畸变目标(目标的平面内旋转或尺寸改变)的问题,对其应用最大平均相关高度滤波算法进行畸变目标识别.首先在频域内优化最大平均相关高度滤波器的三个性能控制参量|然后将优化好的最大平均相关高度频域滤波器映射到物空间,得到最大平均相关高度参考模板.作为实例,本文对复杂背景下的军舰和汽车目标进行了光学识别实验,结果表明,当滤波器的控制参量为γ=1,α=0,β=0.1时,得到的MACH参考模板最为清晰,目标产生的相关峰最为尖锐明亮.通过这种方法,在联合变换相关器上能够得到的比例畸变容差为28%,旋转畸变容差为20°,对于超出上述畸变容差范围的目标,相关峰强度逐步减弱,但部分仍然可以识别.改进后的MACH滤波器在畸变目标的探测领域具有很强的优势和良好的应用前景.     

基于功率谱相减实现无零级衍射的联合变换相关器

联合变换相关器的零级衍射光斑会影响相关峰探测。将参考目标和待识别目标的联合功率谱与参考目标本身的功率谱做相减运算可消除零级衍射光斑,可提高联合变换相关器的识别能力。通过计算机仿真和实验验证了该方法的可行性。     

基于小波边缘提取的灰度图象联合相关识别预处理

本文将小波变换方法用于灰度图象的联合变换相关识别中,采用不同的尺度因子对输入图象进行边缘提取预处理,使相关识别结果得到不同程度的改善.通过计算机模拟对比了一阶、二阶微商的边缘提取方法和小波变换边缘提取方法的预处理结果和对识别的影响,在同时衡量相关识别能力及其对噪音的敏感性前提下,小波变换边缘提取预处理明显优于各种微商边缘提取方法.调节小波变换尺度因子还能使识别能力与噪音敏感性这两方面得到更好地均衡,使小波变换边缘提取预处理能够适应不同的图象输入条件和相关输出要求.结果表明,在联合变换相关识别中采用小波变换对输入图象进行预处理是一种更理想的方法。     

利用记录介质的非线性实现相关峰的锐化

本文提出一种在光学相关识别中改善相关峰锐度的方法。在制作匹配滤波器时利用记录介质的非线性突出输入图象的边缘，从而实现了相关峰的锐化，文中详述了该方法的实现过程及理论基础，并给出了光学实验和计算机模拟实验的结果。     

复杂背景目标自动识别谱面处理技术研究

应用光电混合联合变换相关器对目标进行探测和识别时,由于实际拍摄的图像背景非常复杂,对比度较低,亮度不足等原因,使得相关峰很弱甚至根本得不到相关峰,不能达到探测和识别的目的.为此提出在光电混合联合变换相关器的功率谱面应用小波变换处理技术,有效地抑制了联合变换功率谱中的噪声干扰,提高了有用信息衍射光的能量,从而增强了应用光电混合联合变换相关器对复杂背景目标进行探测和识别的能力.实验证明利用经过小波变换处理后的联合变换功率谱所获得相关峰的对比度,较处理前由联合变换功率谱所获得相关峰的对比度能够达到百分之百的增强效果.作为实例文中给出了湖中小船处理前后的光学实验结果,从实验结果中可以明显看出此种处理方法的有效性.     

多目标识别的联合变换相关器的研究

提出了一种可用于多目标识别的联合变换相关器。为改善相关信号的性能,对功率谱作了优化处理。为消除相关面上的零级项和目标间的相关项,可用联合功率谱减去纯目标输入的功率谱和参考图像的功率谱;为增强和锐化相关峰,将相减的功率谱作指数函数滤波处理。分析了指数滤波参数对相关结果的影响。计算机模拟结果表明,这种相关器所输出的相关信号比经典联合变换相关器和二元联合变换相关器输出的相关信号更好,互相关得到了抑制,自相关得到了增强,具有很好的抗噪能力。     

Performances of an all-optical subtracted joint transform correlator that uses a photorefractive crystal

An all-optical subtracted joint transform correlator (JTC) was proposed and it was experimentally shown that the correlator successfully performs the pattern recognition with the number of reference patterns. In the correlator, an optical interferometer was introduced to remove the additional correlation signals between the reference patterns themselves from the output plane and a photorefractive crystal was also introduced to record the joint power spectra as volume holograms. The processing for removing the additional correlation signals was performed by the parallel computations in the interferometer in real time. In this study it has been found that the correlator yields significantly better correlation results than the classical joint transform correlator does and the recording of the volume hologram corresponds to a nonlinear processing of the joint power spectrum in the fringe-adjusted joint transform correlator. However the volume hologram has angular selectivity for matching the Bragg condition. It would restrict the shift-invariant area of the input image plane. This restriction has been investigated experimentally.     

使用振幅调制和功率谱相减的联合变换相关器作多目标检测

提出一种使用振幅调制和功率谱相减的联合变换相关器作多目标检测，这一方法对联合功率谱作了修正，先将联合功率谱减去纯输入景物的功率谱和参考图象的功率谱，再将所得修正的联合功率谱乘以振幅调制滤波函数。分析和量化了输入景物噪声对联合变换相关器性能的影响。这种方法比条纹调节的联合变换相关器和修正的条纹调节的联合变换相关器能产生更好的相关输出和适应输入景物噪声的能力。     

Multitarget Detection Using a Hybrid Optical Joint Transform Correlator with Power Spectrum Subtraction

Multitarget detection using a hybrid optical joint transform correlator with power spectrum subtraction is proposed. This architecture is a programmable single spatial light modulator joint transform correlator. It consists of a liquid crystal display panel, an imaging lens, and a liquid crystal light valve to enhance resolution and space-bandwidth production. In this technique, it has two joint images in the input plane. In the second joint image, the reference image is contrast-reversal. With this technique, the second joint power spectrum is subtracted from the first joint power spectrum and the subtracted joint power spectrum is then taken the inverse Fourier transform. This technique is found to yield better correlation output performance than that of the classical joint transform correlator. Computer simulation results and the optical experimental results for input scene of the multitarget are given.The results have verified the correctness of the system design and performance analysis.     

Multitarget Detection Using a Hybrid Optical Joint Transform Correlator with Power Spectrum Subtraction

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｏｒｍｕｌｔｉｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ,ｔｈｅｊｏｉｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｃｏｒｅｌａｔｏｒ（ＪＴＣ）ｉｓａｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｕｓｅｆｕｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［１］．ＨｏｗｅｖｅｒｔｈｅｃｌａｓｉｃａｌＪＴＣｐ...     

位相调制的实时联合变换相关器

提出一种位相调制的实时联合变换相关器。它采用液晶显示屏作为输入器件，用液晶光阀记录和显示联合功率谱。利用液晶显示屏上的光栅状结构的衍射级，提高光能的利用率，并充分利用液晶光阀的有效使用面积。采用成像透镜放大各衍射级的联合频谱，适应液晶光阀较低的分辨率要求。在相关器的光路中插入两块倾斜的平行平面玻璃板，以改变各衍射级的参考图像和目标图像之间的位相差。这种方法可产生比传统的实时联合变换相关器更好的输出相关性能。实验结果证实了该系统设计及性能分析的正确性     

一种新的相位编码幅值调节联合变换相关器

给出了一种对经典联合变换相关器进行相位编码和幅值调节的新方法,使联合变换相关器具有优化的相关输出信号和很强的抗干扰能力.在相位编码幅值调节联合变换相关器中,输入的待识别信号首先通过相位模板进行相位编码,然后对联合功率谱进行幅值调节滤波.在进行幅值调节滤波时采用了增强型幅值调节滤波器,其调节因子可根据输信号的噪音干扰情况进行调节变化.相位编码幅值调节有效地祛除了多目标识别联合变换相关器的冗余信号,可广泛的应用于多目标识别.     

Comparison of vander lugt and joint transform correlators

A generalized optical correlator is used to analyze the performances of the Vander Lugt and the joint transform architectures. Noise performance and the effects caused by the differences between the input and the reference functions are analyzed. It is found that the modulation index of the joint transform filter decreases due to the presence of noise as well as the differences between the input and the reference functions. However, it is found that, in general, the joint transform correlator would perform better than the Vander Lugt correlator and certainly has the advantage for real-time implementation.     

仅用参考物功率谱取阈的二元联合变换相关器

提出一种用特征物功率谱取阈值的新型二元联合变换相关器。与传统的联合变换相关器相比较,它有高光能效率、高鉴别率和输入空间宽带的优点;与现行的二元联合变换相关器相比较,它有鉴别率高和不需靶物功率谱测量的特点,因而是一种简便和高性能的相关器。     

Image displacement based on phase-encoded reference joint fractional transform correlator

In order to utilize the space of an input plane efficiently and make the optical structure more flexible, an image displacement measurement based on phase-encoded reference joint fractional transform correlator (PER-JFrTC) is proposed. We use a random phase mask to encode the reference image and overlay it with the target image forming the input image. Joint power spectrum (JPS) of the input image is obtained by Fourier transform and the resultant is encoded by the same phase mask. Then a fractional Fourier transform with an order p is applied to the phase-encoded JPS (PJPS), resulting in a correlation output with a sharp cross-correlation peak, which includes the displacement information between the reference and the target image. Contrast to displacement measurement based on traditional joint transform correlator (JTC), PER-JFrTC can use the space of the input plane efficiently and reduces the influence of the auto-correlation. Also the position of cross-correlation peak can be fixed arbitrarily according to the fractional order p as well as the optical set-up can be more flexible and easier to implement. Results based on digital computation show that PER-JFrTC could detect the displacement accurately and verify our proposal. A possible optical set-up is suggested.