一种用于遥感图像景象匹配的快速光电混合系统

景象匹配是遥感图像处理的一项关键技术,通过对体全息相关器的原理及特点进行分析,提出了一种快速光电景象匹配方法。利用高密度体全息光学存储技术记录若干幅库图像,识别时在光电系统中输入实时图,可以一次并行地完成输入图像与所有库图像的相关运算,快速返回实时图与各库图像的相似度大小。遥感图像的空间灰度分布在统计上可以看作是一个二维宽平稳各态历经的随机过程,由此采用相应的图像预处理及相关点检测后处理方法可以有效提高相关识别的并行度并抑制光电系统的噪声,完成高精度快速景象匹配任务。     

光学多通道体全息快速目标识别技术

体全息存储技术是一种超越现有串行存储方式的并行存储技术,同时又兼备内容寻址的功能.能实现高密度、大容量、高传输率的数据存储及并行多通道光计算.利用体全息相关器作为基准图像库和粗处理微处理器,与传统光电系统相结合,可并行地进行实时图像与基准图像的相关匹配,快速进行复杂景象的搜索与识别,进行快速飞行目标的锁定和跟踪.由于匹配算法的并行性,可大大减小由于处理延迟而产生的跟踪误差.在高分辨率精准导航定位或侦察监视系统中,由于目标图像及图像库数据容量大,采用体全息存储相关技术结合DSP处理技术,对大幅面数据页在大规模图像库中进行进行快速搜索截获,可以将处理速度大为提高.文中简要介绍了体全息存储及相关识别的原理;多通道体全息存储快速目标识别的系统结构;提高体全息相关器通道密度的方法;提高识别精度的方法;基于体全息相关识别的图像预处理算法;基于体全息存储技术的地形匹配技术与目标跟踪技术;最后展望了光学多通道体全息快速目标识别技术在以大数据量,高速,精准为特征的导航定位或侦察监视等武器平台中的应用前景.     

基于多通道体全息相关器的二维离散沃尔什变换

利用体全息相关器(VHC)可以完成多通道内积运算的特性,通过将待变换函数和二维沃尔什(Walsh)函数分别编码成输入图像和存储图像,提出了一种基于多通道体全息相关器的二维离散Walsh变换(DwT)方法.此方法可以快速、并行对输入函数做二维离散Walsh变换,并具有很大的速度提升潜力.利用散斑调制和随机交错方法可以提高运算精度.经验证,实验结果与理论值吻合.     

多输入通道体全息子波相关器

在无需增加任何器件的情况下 ,通过输入面平移方法结合角度多重复合技术 ,构建了一种新型的多输入通道体全息子波相关器。该系统能根据一次并行输出结果同时识别多个输入图像。初步研究了其在人脸识别中的应用 ,给出了实验结果。     

多重频谱滤波法改进体全息存储图像相关识别

采用体全息存储器建立图像数据库，存储器件是立方形掺铁铌酸锂(Fe：LiNbO3)晶体，1020幅汉字图像通过水平和垂直的角度复用技术以及顺序曝光法记录在晶体的同一点中，可以实现并行相关运算。提出了多重频谱滤波方法，有效地抑制直流分量和噪声，使相关峰陡峭，自相关峰值与背景平均值之比约为4．2，极大地提高了体全息存储相关器的识别精度。     

光折变晶体体全息子波相关图象识别系统

基于光折变晶体体全息存储和子波相关理论 ,本文提出并构建了一个新型的多通道体全息子波相关识别系统。文中深入分析了引入子波变换对体全息相关器所产生的作用 ,给出了系统一次并行输出相关通道数目的估算方法及提高系统并行性能的主要途径。在人脸识别中的初步应用研究验证了系统的合理性和有效性。     

散斑调制用于提高体全息相关器的识别率

体全息相关器能够进行快速的光学并行相关识别．但是在相关识别的过程中，页间串扰导致相关结果中旁瓣太多，影响了相关峰的判断，大大降低了相关器的识别准确率。为了抑制旁瓣．对传统的体全息相关公式中所产生串扰的因子进行了分析，引入了随机函数的自相关函数作为调制因子对公式进行修正．可以实现在水平方向和竖直方向同时抑制旁瓣．抑制效果与全息图的厚度无关。并提出在相关器的物光光路中物的前方放置随机相位器，实现对物函数的散斑调制。理论分析、数值计算及实验结果表明．该方法可以抑制旁瓣．突出相关峰．提高体全息相关器的识别准确率和通道密度。     

用计算全息制作自聚焦尺度不变子波变换匹配滤波器

提出了一种基于光学子波变换自聚焦综合判别函数(WFSDF)匹配滤波器。这种匹配滤波器,将光学子波变换和综合判别函数(SDF)相结合,只用一个傅里叶变换透镜就能实现输入图像和SDF的子波变换的相关运算。采用计算全息的方法制作复数匹配滤波器。计算机模拟仿真结果表明,和传统的SDF匹配滤波相关器相比,WFSDF匹配滤波器锐化了相关峰,提高了识别率,同时简化了光路。     

超高密度光学体全息存储及快速识别技术

新世纪武器装备要求具有强大的信息存储能力和快速处理能力的专家处理系统,以及更加精确、适应环境能力更强的高性能制导系统。将光学海量存储技术、光学相关技术与景像匹配技术等军事领域的应用相结合将有望实现其他方式无法达到的目标。传统的目标识别方式受限于数字计算机的串行依次处理,而光学系统具有二维并行处理能力。光学体全息三维存储可记录及并行读出图像数据,具有存储容量大,读取速度快及空间互连和并行运算等优势,是电子信息处理技术所无法具备的。光学相关制导技术就是为满足精确制导武器的要求而发展起来的信息处理技术,它适用于任何战略和战术成像制导武器,在复杂的地物背景干扰下可实现同时对多个目标进行识别。利用建立在光学体全息存储器基础上的快速相关识别系统,在巡航导弹末制导、无人飞机导航、空间及海上目标识等军事领域以及在车辆导航、指纹识别、图像识别等民用领域都有着十分诱人的应用前景。     

基于体全息的光电混合虹膜识别系统的研究

对基于体全息的光电混合虹膜识别系统进行了研究,采用基于联合最优小波包基的特征图像相关识别方法实现虹膜的光学识别。生成联合最优小波包基的特征图像以压缩存储的模板图像库,降低后处理数据量。改进最优小波包基优选标准,使所选最优基获得最大识别能力。采用统计特征识别的后处理方法使光电混合识别系统具有更好的适应性。系统仿真结果表明,所提出的系统既具有光学运算和体全息相关的高并行性,又具有计算机数值计算的高精度,获得了良好的识别效果。     

基于群体智能边缘提取算法的联合变换相关器

为提取联合变换相关器输入面图像的边缘,改善相关器的识别效果,提出了一种基于群体智能的图像特征提取方法,并将其应用于联合变换相关器的输入面图像预处理中.实验结果表明该算法有效提取了图像的边缘,锐化了相关峰,提高了联合变换相关器的目标识别能力.群体智能计算机并行算法与联合变换相关器光学并行系统相结合,为实现实时高效的光电混合目标识别系统奠定了坚实的理论基础.     

结合计算全息和频移的JTC系统多图像光学加密方法

为了提高JTC光学图像加密系统的实用性,解决其噪声问题,提高其加密效率和安全性,提出了一种基于计算全息和傅里叶变换频移特性的JTC系统多图像光学加密方法。首先多幅不同尺寸和类型的图像经过随机相位调制和傅里叶变换,然后傅里叶频谱经过频移相位调制后叠加并编码为二元实值计算全息图,最后经过JTC光学图像加密系统完成加密。解密时,加密图像经过4F系统解密获得计算全息图,二元实值计算全息图具有很强的抗噪性,可消除噪声,然后经过傅里叶变换获得多幅解密图像。仿真实验结果表明,该方法可实现多幅不同尺寸和类型图像的并行加密和解密,具有高加密效率,同时多幅图像互为密钥和双重光学密钥使得该方法具有很高的安全性。     

利用光学微分预处理的强度光学相关

本文把采用菲涅耳全息滤波器的强度光学相关识别系统与光学微分预处理系统相结合,通过对输入图像进行边缘增强预处理,强度相关器的鉴别能力得到了改善。给出了理论分析和实验演示的结果。     

基于受激光子回波的光相关器研究

相关运算在通信、存储和信号处理中占有非常重要的地位,针对电路相关器运算能力的不足,提出了一种新的光学实时相关器实现方法,将傅里叶变换与光全息技术相结合,利用受激光子回波现象来实现相关运算,从理论上分析了受激光子回波的产生机理,介绍了光相关的实现方法,给出了利用光相关实现路由选择的方案,阐明了这种技术在光纤通信中的潜在应用价值.     

基于体全息存储技术的"电子门卫"系统

构建了基于体全息存储技术的光学图像识别系统 ,应用在以实时人脸识别为基础的 电子门卫 系统中 .改变了传统的体全息存储相关器中以相关峰值强度作为判别依据的做法 ,采用基于多元鉴别分析的分类识别 ,增强了系统的畸变不变性识别能力 .     

应用相移技术的形态学联合变换相关器

用数学形态学的方法对相关器的输入图像进行预处理,有效的去除图像噪声和提取边缘;采用相移技术在光学频谱面去除零衍射级,并对其进行二值化。计算机仿真结果表明,本文提出的联合变换相关技术增强了相关器的抗噪声性能,锐化了相关峰强度,提高了衍射效率和对目标的识别能力。     

基于小波变换的体全息相关识别系统

在体全息相关识别系统中,如何改善相关峰质量是提高识别率的关键问题.该文选用的化学计量比Mg:Fe:LiNbO3晶体因其良好的光学均匀性,使系统的散射噪声大量减少.同时提出了一种小波多尺度变换法,对输入图像做边缘提取,保留不同图像间最具差异的平面波分量,滤除公共的0级平面波来改善相关峰的质量.以ORL标准人脸库中的图像作原始图像,建立了包含400幅全息图的相关识别系统,实验表明,该方法的相关峰锐利,旁瓣少,具有很强的抗噪能力,取得了良好的识别结果.     

基于并行结构的相位恢复算法在全息激光投影中的应用

全息激光投影技术相比传统图像显示技术有突出的优势。作为全息激光投影技术的关键图像处理算法——相位恢复算法,算法的收敛速率和精度都有待提高,在实际计算中它们的效果不够理想,甚至不能保证迭代过程总收敛到正确解。基于此,本文提出了基于并行结构的相位恢复算法(PGSGA)。该方法思路是对多个初值进行并行运算,不断"筛"出最优结果来对GS算法进行加速。仿真实验证明,该算法在收敛速率和恢复的灰阶图像质量等方面具有优越性。     

数字图像处理在光学相关识别中的应用

光学模式识别信息处理容量大,运算速度快,但精度不高,存储不灵活,不易判断控制和分析.联合变换相关器在光学图像相关识别中得到了广泛的应用.为提高联合变换相关器的性能,将数字图像处理技术引入光学相关识别中,主要体现在对联合图像进行预处理以及对联合功率谱的滤波处理.详细阐述了国内外常用的联合图像预处理算法和功率谱滤波算法,并对这些算法在光学相关识别中的应用效果进行了比较研究.     

空间太阳望远镜图像积分中1 bit相关器的研究

空间太阳望远镜(SST)系统采用图像积分方法提高太阳矢量磁图的信噪比(SNR).在图像积分过程中,基于图像强度信息的相关器难以满足航天应用中系统实时性和低资源消耗要求,为此提出使用1 bit相关器实现图像快速相关运算.1 bit相关算法以异或逻辑运算代替常规算法中的乘法,提高了运算速度,同时减小硬件实现复杂度.针对太阳米粒图像,给出1 bit相关算法方案,并研制出基于FPGA DSP架构的相关器.测试结果表明,该相关器的算法精度、相关运算时间均能满足SST需求,而FPGA资源消耗仅为基于快速傅里叶变换(FFT)相关器(8 bit数据)的1/10.