最优折衷三元相位振幅滤波器设计

 为了使在空间光调制器上易于实现的三元相位振幅滤波器在畸变容限、噪声抑制能力和相关峰尖锐度这3个指标上均能取得较好的性能,在最优折衷最大相关高度滤波器的基础上提出了最优折衷三元相位振幅滤波器,并研究了其设计方法。它只需最大化单个准则就能确定最优的临界线角度和支撑区域,简化了优化设计过程。实验结果表明：与二元纯相位滤波器相比,这种滤波器对于在30°的旋转畸变范围内并存在复杂背景的目标能给出更尖锐的相关峰。这将提高相关峰探测的准确性。     

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。     

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。     

基于矩孔光学傅里叶变换的匹配滤波器缩放比例标定方法研究

为了使待识别目标的傅里叶变换频谱与匹配滤波器频谱分布严格重合,提出了一种基于矩孔图像光学傅里叶变换的匹配滤波器缩放比例标定方法。针对范德卢格特型光学相关器,在分析场景空间光调制器傅里叶变换频谱分布的基础上,以矩孔图像的频谱间距作为基准标定匹配滤波器的缩放比例;并利用焦距为400mm的傅里叶透镜作为一个实例,计算出其匹配滤波器缩放比例为1.068,对标定结果进行了实验验证。结果表明,此方法适用于范德卢格特型光学相关器中匹配滤波器的缩放比例标定,能够有效提高相关峰的能量和信噪比。     

常规综合鉴别函数的改进

针对常规综合鉴别函数制作的复合匹配滤波器，对不同旋转角度的训练样本输出的相关峰值波动性较大，不便于后续探测和处理等问题，对常规综合鉴别函数到编码匹配滤波器的编码转化过程进行分析，找到导致相关峰值波动的原因，提出改进方法，即在计算综合鉴别函数的线性组合系数时将编码运算也考虑进去，并根据滤波器对各训练样本相关峰值的倒数来确定线性组合系数。计算机仿真结果表明：改进后的方法降低了复合滤波器对不同旋转角度样本输出相关峰值的波动性，提高了相关峰自动判别的准确性。     

基于傅里叶-极坐标变换的相关结果后处理技术

在光学相关识别中,对相关输出结果进行后处理是保证图像识别准确性的关键之一。研究者通常采用神经网络技术对相关输出结果进行处理,并取得了较好的效果,但它需要预先准备大量的相关峰和噪声峰训练样本。根据极坐标变换能将笛卡尔坐标系下的旋转转变成平移的性质以及傅里叶变换的平移不变性,提出一种基于傅里叶-极坐标变换的相关结果后处理方法。验证结果表明:目标的旋转图像与目标自身的傅里叶-极坐标变换的相似度较大,而干扰图像与目标的傅里叶-极坐标变换的相似度较小。本文的方法在后处理阶段可对目标和干扰进行有效的分类识别,而且还能避免对相关峰和噪声峰训练样本的收集,从而使得光学相关识别系统的应用更加便利。     

一种抗尺度畸变的光学相关图像识别技术

为提高光学相关图像识别的准确度和抗畸变能力,引入多重复合匹配滤波器概念,探讨一种新的识别思路。它融合了综合鉴别函数和K-L变换的经典思想,改善了单个匹配滤波器动态范围太小的状况,对图像尺度变换有较宽的适应范围,从而提高了光学模式识别系统的识别效率。仿真结果表明,对尺度缩小1/2的情况,采用此思路可使其滤波的刷新速度比常规方法提高4倍,从而验证了算法的有效性和可行性。