光电混合相关识别系统中匹配滤波器缩放比例的确定方法

在光电混合匹配滤波相关识别系统中,由于输入图像的频谱与匹配滤波器的形成方式不同,不能直接实现对应频率成份的准确对准。这个问题需要通过对匹配滤波器进行缩放来解决。根据透镜的傅里叶变换性质和计算全息理论,分别推导出输入图像的频谱的表达式和滤波空间光调制器加载了匹配滤波器后的透射函数的表达式,并根据这两个表达式得到匹配滤波器的缩放比例的公式,然后在实际的光学识别系统中对根据该公式计算的缩放比例进行了验证。实验结果表明,在该缩放比例下,相关峰的质量有较大改善,这说明此时输入图像的频谱与匹配滤波器对应频率成份实现了较好地对准。     

利用TFT-LCD像素结构衍射测试CCD图像采集系统的像素间距

研究了在范德卢格特型光学相关器中利用薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）替代靶板实物测试CCD图像采集系统像素间距的原理和方法,对由HN-480型CCD摄像机和OK-C21型图像采集卡组成的图像采集系统像素间距进行了现场测试,并对测试结果进行了误差分析.结果表明,该方法充分利用了光学相关器的现有组件,不需要其它设备,保证了图像采集系统像素间距的测试结果和实际工作性能的一致性,具有很强的实用性和可操作性.     

在光学相关器中测试滤波空间光调制器的相位调制特性

研究了在范德卢格特型光电混合相关器中,利用朗奇光栅图像替代实物光栅测试滤波空间光调制器相位调制特性的原理和方法.对XGA2L11型空间光调制器的相位调制特性进行了现场测试,并对测试结果进行了误差分析和光学相关实验验证.结果表明,该方法不需要单独构建测量装置而是完全在相关器的工作状态下测试,保证了空间光调制器的特性测试结果和实际工作性能的一致性.     

利用相关分析法测量空间光调制器的相位调制特性

基于一维干涉条纹图像的相关分析法可实现液晶空间光调制器相位调制特性的测试。给出了XGA2L11型电寻址液晶空间光调制器的相位现场测试原理、测试装置和测试步骤。利用范德卢格特型光电混合相关器对测试结果进行了实验验证。结果表明,该方法具有原理简单、适应性强和精度高等优点。     

光学小波匹配滤波器与图形识别

小波变换弥补了傅里叶变换的不足，在信号及图像处理方面具有广阔的应用前景。文章深入讨论了小波变换匹配滤波器的理论基础及光学实现方法，并将其用于图形识别，给出了计算机模拟结果，与传统的匹配滤波器进行了比较，证实了小波变换在光学信息处理中的优越性。     

2f光电混合匹配滤波相关识别研究

提出一种光电混合匹配滤波相关识别方法,只用一个空间光调制器实现了匹配滤波相关识别。利用计算机完成匹配滤波器的设计以及匹配滤波器与输入目标频谱的卷积运算,根据最小欧氏投影编码原理将卷积结果转化为空间光调制器可以显示的灰度信号,再通过2f光学傅里叶变换系统,得到相关识别结果。实验结果表明,该方法可以得到明显的相关点,同时可以避免传统VLC中匹配滤波器的精确复位问题,而且该系统还可以应用于联合变换相关识别。     

Vander Lugt相关器中几种空间匹配滤波器算法比较

由于光学傅里叶变换过程中光的衍射作用,在光学相关识别中,输入图像的形状对称性会影响匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值。针对几种典型的匹配滤波器算法,定量分析了利用这些算法设计的匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值受输入图像形状对称性的影响程度,依此来比较这些算法的特性,并进行了模拟和实验。     

新型平面集成光学相关器设计与分析

基于微光学与二元光学技术,设计了一种新型的平面折叠式光学相关器,将相关器中组成4f系统的傅里叶变换透镜、全息匹配滤波器、输入面和输出集成到一个平面器件上,与另一平面偏振反射镜构成一个反射型的平面光学系统.讨论了相关器的系统结构设计、系统参数的设计,给出了具体的设计模型,计算出其体积可减小至约12 cm3.利用菲涅耳衍射数值模拟方法对系统的图像识别过程进行了仿真,得到了良好的相关输出结果,证实平面集成光学相关器具有很好的识别性能.     

基于LabVIEW的阿贝4F系统成像实验的仿真设计

利用LabVIEW软件设计了在阿贝4F系统成像过程中的各个环节,利用生成的二维光栅作为物面图像,之后利用傅里叶变换得到频谱,再通过滤波器对频谱信息进行处理,最后通过傅里叶逆变换得到像面图像。在生成的二维光栅与二维滤波器的设计与仿真中,可方便操作和控制光栅与滤波器的类型和大小,对理解频域与空域图像的对应关系起到了积极作用。     

基于相关器原理的图像特征识别方法

基于傅里叶光学中的相关器原理,制作匹配滤波器并做ln-θ坐标变换,从而有效地降低了光学图像特征识别的难度.识别过程中先对原始图像进行ln-θ坐标变换操作,以消除图像间相对缩放、旋转的影响;然后应用相关器原理,通过比较检测图像和参考图像的相关输出以及参考图像的自相关输出,判断检测图像和参考图像的相似程度.实验结果表明:该识别方法实现了较好的识别效果.     

应用计算全息制作的子波匹配滤波器实现光学子波变换的研究

介绍了一种应用计算全息制作的子波匹配滤波器实现光学子波变换的新方法，应用计算全息制作Ｈａａｒ子波函数的匹配滤波器和光学Ｖａｎｄｅｒ Ｌｕｇｔ相关器实现了二维子波变换，给出了实验结果。这种方法可实现任意子波函数的光学子波变换，且简单易行。     

匹配滤波器映射编码方法研究

在Vander Lugt 相关器中,预先制作的匹配滤波器是系统能否得到较好的相关识别结果的关键。通常使用的迂回相位匹配滤波器编码法数据利用率不高,相关效果有进一步改进的空间。对基于最小欧几里德距离的映射编码法进行了研究,利用空间光调制器的振幅与相位调制特性进行滤波器编码,通过仿真实验分析了匹配滤波函数幅度因子对相关结果的影响,并与迂回相位编码法的相关结果进行了对比分析。从仿真结果可以看出:匹配滤波函数幅度因子越大,相关峰值越高;当幅度因子达到103时,相关峰值达到最大值;此时,映射编码法的相关峰值接近于迂回相位编码法的2倍。因此映射编码法比迂回相位编码法更有利于相关峰的判别。     

Printed Chinese character recognition with a real-time optical correlator

A prototype real-time Chinese character recognition processor, which utilizes the Vander Lugt type complex spatial filter is presented. A real-time correlation operation is performed with a photoconductor-liquid crystal device as an incoherent-to-coherent image converter. Bandpass Fourier transform images passing through a bandpass spatial filter are sequentially recorded on a rotating hologram recording plate as stored reference patterns. It makes possible holding the stable discrimination for noisy unknown input patterns and storing a huge number of reference patterns. The typewritten Chinese characters in practice are experimentally discriminated from very similar ones in the real-time optical correlator. This indicates the possibility of more than 2000 printed Chinese character recognition with the optical correlation.     

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.     

高斯光束照射下的Vander Lugt相关器的特性研究

针对特定目标图像,定量分析了在Vander Lugt相关器中照明光束为高斯光束时输出相关峰值随高斯光束特性参量的变化情况。结果表明,输出相关峰值随高斯光束腰斑半径的减小和输入场景中目标位置偏离高斯光束中心距离的增加而减小。为了得到高的输出相关峰值,由扩束准直光学系统输出的高斯光束腰斑半径应满足一定的要求。     

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.     

Hoe/lensless matched spatial filter wavelength-scaling correlator

A scaling correlator optical pattern recognition system is described in which a lensless matched spatial filter (with the second Fourier transform lens and the matched spatial filter recorded on the same plate) is used with a first Fourier transform lens that is also an holographic optical element. The matched spatial filter is recorded at one wavelength and correlation is obtained at a second wavelength. Experimental demonstration and output correlation SNR data are reported, together with a comparison of the system's noise level using conventional optics and holographic elements.     

双通道自聚焦计算全息匹配滤波器

介绍了一种双通道自聚集的匹配滤波器。它是在计算全息的基础上,通过对两个物的傅里叶谱或共轭谱分别加正的或负的二次相位因子,求和后进行编码,制图,缩微而得,该滤波器可以分别对两个物实现匹配。文中还给出了与理论相符的实验结果。