光电联合变换器的设计和相关峰图像的处理

论文摘要

用传统的匹配滤波相关识别的方法对图像进行识别,需要预先制作匹配滤波器,这种方法不灵活,也很耗时,而且不能实现对目标的实时探测和识别。因此有人提出了用光电联合变换相关识别的方法来弥补匹配滤波相关识别的不足。光电联合变换相关识别结合了光学模式识别技术信息处理容量大,并行处理,运算速度快和计算机的高精度、灵活的可编程性的优点,实现了对目标实时快速的识别。本论文详细介绍了光电联合变换相关系统的基本理论,并分析了传统的匹配滤波器和联合变换相关器各自的特点。搭建了光电联合变换相关实验系统,完成了实验装置的调校,并做了两个对比试验,验证了此系统对非畸变物体的识别效果很好。用MATLAB语言编程,对图像平移、角度变化、大小变化的目标进行了仿真实验。理论上分析了图像平移对相关识别没有影响,并给出了当参考图像和目标图像之间夹角在4度和大小变化在10%以内时,联合变换相关器有很好的识别效果的结论。在此基础上,为了解决参考图像和目标图像之间存在的角度变化和大小变化等畸变问题,应用了光学相干法来对畸变物体进行识别,进行了模拟实验,通过实验,证明了此方法能很好的识别畸变物体,而且减少了计算机的计算量,缩短了识别时间,提高了识别效率。为了得到更好的相关结果,本文最后对相关峰图像信息进行了分析,用图像相减法和直接剔除法去除相关峰图像的零级光斑和液晶衍射光斑,选择了二维中值滤波法去除相关峰图像中的其它噪声,实验结果表明这些方法很好的提高了相关峰图像的质量。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题研究的意义及发展趋势
• 1.2.1 课题研究的意义
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 本章小结
• 2 联合变换相关探测与识别的基本理论
• 2.1 系统相关探测与识别的原理
• 2.1.1 傅里叶变换
• 2.1.2 傅里叶变换透镜
• 2.1.3 4f 系统
• 2.2 匹配滤波器的工作原理和实现方法
• 2.2.1 基本工作原理
• 2.2.2 实现方法
• 2.3 联合变换相关器的工作原理和实现方法
• 2.3.1 基本工作原理
• 2.3.2 实现方法
• 2.4 匹配滤波器和联合变换相关器性能的分析
• 2.5 本章小结
• 3 光电联合变换实验系统
• 3.1 光电联合变换相关实验系统
• 3.2 实验装置
• 3.3 联合变换相关器各关键器件参数的选取
• 3.3.1 氦氖激光器
• 3.3.2 电寻址液晶（EALCD）
• 3.3.3 傅里叶变换透镜
• 3.3.4 光电藕合器件CCD
• 3.4 实验结果
• 3.5 本章小结
• 4 平移、角度变化、大小变化图像的研究
• 4.1 基于目标图像与参考图像发生平移变化的实验研究
• 4.1.1 目标图像与参考图像发生平移变化的理论分析
• 4.1.2 实验验证
• 4.2 目标图像相对参考图像角度发生变化的实验研究
• 4.2.1 联合变换器对目标图像与参考图像角度发生变化的识别
• 4.2.2 光学相干法对角度变化的物体的识别
• 4.3 目标图像相对参考图像大小发生变化的实验研究
• 4.3.1 联合变换器对目标图像与参考图像大小发生变化的识别
• 4.3.2 光学相干法对大小变化的物体的识别
• 4.4 本章小结
• 5 相关峰图像的处理
• 5.1 相关峰图像信息成分分析
• 5.2 相关峰图像直流项和十字光斑的去除
• 5.2.1 图像相减法
• 5.2.2 直接剔除法
• 5.3 相关峰图像其它噪声的去除
• 5.3.1 去除图像噪声的方法
• 5.3.2 中值滤波
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录