旋转不变二值化联合变换相关识别方法

介绍一种基于二值化联合变换相关的综合鉴别函数算法，用等相关峰及Gram-schmidt展开获得的综合鉴别函数对迭代算法进一步优化，获得了适用于二值化联合变换相关的综合鉴别函数。采用这种算法制作的综合鉴别滤波器既有相关峰值高和相关峰尖锐等特点,又能识别旋转图像。计算机模拟结果表明：这种相关器在信噪比、光能效率、相关峰尖锐度和鉴别能力上都有一定程度地提高，实现了较高鉴别率旋转不变光学模式识别。     

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。     

最小方差综合鉴别函数的优化算法

介绍了一种基于最小方差综合鉴别函数的复合匹配滤波器的优化算法。这种优化算法将最小平均相关能量综合鉴别函数的迭代算法引入最小方差综合鉴别函数的设计中,不但可以识别带有附加噪声的旋转图像,而且减小了滤波器对样本识别的输出相关峰值波动,改善了滤波器的识别效果。计算机仿真结果显示,这种复合匹配滤波器在信噪比、相关峰尖锐度及鉴别率等方面都有一定的提高。     

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.     

联合变换相关器形态学处理可调节性研究

为改善联合变换相关器的实际识别效果,将形态学算法引入输入面图象边缘检测,提出利用形态学边缘检测的宽度可调节性来改善联合变换相关器的实际识别效果,实验表明,改进后的算法使相关器既有足够的光强,又有较高的鉴别率.     

提高数字全息再现像像质的两步相移迭代算法

在两步相移数字全息术中,相移误差直接影响着零级像和共轭像的消除.为了消除相移误差,获得实际相移值,提出了一种基于相位统计特性的两步相移迭代算法.首先利用全息图的相位统计特性计算出初始相移值,然后用数字全息图再现像抽样点强度偏差之和作为评价标准,通过迭代计算寻找参考光的真正相移值.该算法能对任意未知相移量进行提取,从而有效地消除零级像和共轭像,提高了再现像质量.理论分析和光学实验结果证明了该方法的可行性和有效性.     

基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法

为了减小白光相移干涉法测量物体微观形貌时产生的误差,对极值法的搜索路径进行优化后与Carré相移算法相结合,提出一种基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法.该算法减小了光源扰动及电荷耦合元件散粒噪声带来的影响,且对相移器的线性误差不敏感,免去了相位解包裹过程,提高了运算效率.采用单刻线样块对扫描步距进行校准实现了光源中心波长的在线修正,减小了由于光源特性及环境扰动误差带来的影响.采用不同算法对标准粗糙度样块进行三维形貌恢复以及表面粗糙度的重复性测量实验,结果表明:该算法对表面粗糙度的测量结果较传统白光干涉算法准确度提高,测量重复性优于1%.     

基于选择采样的高效迭代相位提取算法

在光学精密测量中,相移干涉法应用广泛。常用的相移器件容易出现相移误差,采用等步距相位提取算法会产生测量误差。基于最小二乘的迭代相位提取算法可以有效消除该类相位提取误差,提高测量精度,但是其迭代过程运行时间长,效率低。提出了一种基于选择采样的迭代相位提取算法,先对干涉图像进行等间隔抽样,降低计算量;再根据对比度滤除干涉图像中低质量像素点,防止误差增大,进行最小二乘迭代求解相位。仿真实验对算法进行了分析和验证,在抽样间隔为2时的选择采样方法与所有像素点全部代入计算相比,运行时间从6.687 s降为0.725 s,均方根误差仅为0.032 9。实验结果证明:选择采样的迭代相位提取算法运算时间短、误差小,非常适合高速相移干涉测量应用。     

高效的基于傅里叶单像素成像的亚像素级边缘检测技术

针对无法实现先验的边缘检测场景,并解决边缘提取效率过低的问题,提出一种更高效的基于傅里叶单像素成像的亚像素级边缘检测方法。该方法结合快速傅里叶单像素成像,减少图像算法的相移步数,在原有四步相移的基础上分别实现了三步相移与两步相移边缘检测。该算法上的改进能够在同等采样数下扩大参与边缘提取的频谱宽度,从而提升边缘提取效率。数值仿真结果表明,与四步相移亚像素级边缘检测相比,无噪声条件下两步相移在655~13 100次左右的采样数区间内峰值信噪比增长幅度高出2.27 dB,噪声条件下低于0.054噪声浮动比率时两步相移方法可以获得比四步相移更高的边缘提取质量。该方法可以一定程度上提升边缘提取效率,同时促进单像素成像领域与图像处理方向的技术交叉和应用化发展。     

相移阴影莫尔基于迭代LSM拟合

相移阴影莫尔技术相位高度存在着非线性关系,无法在全场获得均匀相移,因而致使经典的相移算法不能得到精确解.对此,提出了一种基于最小方差迭代的相移阴影莫尔技术,该技术通过垂直光栅面等间距移动光栅来产生相移,但光栅移动距离可不采用固定值,所以相移过程灵活;使用在高度解调过程中确定的逐点相移增量来抽取精确的测量相位,实现了相移...     

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。     

Double-image encryption on joint transform correlator using two-step-only quadrature phase-shifting digital holography

A new double-image encryption method on the joint transform correlator using two-step-only quadrature phase-shifting digital holography, based on the calculated intensity of reference beam is proposed. The technique realizes the double-image encryption using one random phase encoding on the joint transform correlator; and only records two quadrature-phase holograms on CCD camera without recording reference-wave intensity or object-wave intensity. With the acquired reference-wave intensity from 2-D correlation coefficient and the keys known, the clear retrieved image can be obtained at high speed by certain algorithm. Its feasibility and validity were verified by a series of computer simulations.     

Laser-Diode Phase-Shifting Joint-Transform Correlator with Multiple-Object Recognition

A joint-transform phase correlation is made by an extracted phase from the joint power spectrum using a phase-shifting Mach-Zehnder interferometer with a wavelength-shifted laser diode (LD), and then by numerically Fourier-transforming a measured phase. The algorithm in six steps is insensitive to the power changes in an LD. The phase correlator gives the best discrimination performance. Discriminative multiple-object recognition is performed with no intermodulation noise and artifact noise-free correlation by arranging the multiple objects in a regularly equal-spaced array. The experimental and numerical results are shown.     

Dynamic holographic joint fourier transform correlator based on a CdF2:Ga crystal

A joint Fourier transform correlator based on a bulk holographic medium—a CdF₂:Ga crystal serving a dynamic matched spatial-frequency filter—is implemented. Specific features of the correlator design are discussed. Correlatorf’s possibilities for selective recognition of objects of different type are demonstrated. Experimental data, results of mathematical modeling, and their analysis are reported. Suggestions for modifying the correlator scheme in order to improve its characteristics (operating speed, stability with respect to orientational and scale changes in objects, signal-to-noise ratio, correlation peak sharpness) are formulated.     

基于联合变换相关和相移干涉的图像加密

提出了一种在联合变换相关器结构中引入三步相移干涉和二元置乱技术的图像加密方法.用纯相位空间光调制器同时调制原始图像和两个随机相位掩模,利用三步相移技术分别将图像信息和主密钥加密为全息图,并用CCD在输出面上接收,再利用二元置乱技术置乱图像信息的全息图.在获得置乱密钥和附加密钥的情况下,可以通过一定的算法快速、清晰的重建原始图像.用计算机仿真验证了它的可行性和有效性.     

Optical encryption using phase-shifting interferometry in a joint transform correlator

We propose an optical encryption technique where the encrypted field and the decrypting key are obtained by three-step phase-shifting interferometry and registered as digital Fresnel holograms in a joint transform correlator architecture. Decryption can be achieved by digital or optical means. The technique allows the complete process to be achieved at high speed and data to be transfered via digital communication channels. Experimental implementation is performed in a system based on a programmable liquid-crystal TV display working in pure phase mode to represent the input data and to introduce the required phase shifts. A CCD is used to register the output data.     

应用联合分数傅里叶变换相关器识别多个物体

通过理论分析和计算机仿真研究了联合分数傅里叶变换相关器对多个物体的识别.结果表明联合分数傅里叶变换相关器与基于傅里叶变换的联合变换相关器相比有了较大的改善,提高了目标探测的灵敏性.     

用于指纹识别的基于离散余弦变换的二值化联合变换相关器

提出了一种利用离散斜弦变换对联合功率谱进行处理的二值化联合变换相关算法,利用这种二值联合变换相关器,进行了一个待识别指纹同四个参考指纹的比较,这种相关器同采用局部中值阈值技术的二值化联合变换相关器相比,能提高输出峰边比,提高相关峰的强度。光电混合处理实验的结果表明,这种方法能大大提高多指纹识别系统的识别性能。     

Double-image encryption based on joint transform correlation and phase-shifting interferometry

An image encryption method combining the joint transform correlator (JTC) architecture with phaseshifting interferometry to realize double random-phase encoding is proposed. The encrypted field and the decrypting key are registered as holograms by phase-shifting interferometry. This method can encrypt two images simultaneously to improve the encryption efficiency of the methods based on JTC architecture, and eliminate the system alignment constraint of the methods based on Mach-Zehnder interferometer (MZI)architecture. Its feasibility and validity are verified by computer simulations. Moreover, image encryption and decryption can be achieved at high speed optically or digitally. The encrypted data are suitable for Internet transmission.