高速高精度体全息光学相关器

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性,在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时,输入一幅图像可以并行输出所有的相关点,每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关器运算精度和速度的关键技术。总结了近年来采用散斑调制技术降低相关通道串扰,采用二维随机交错方法消除图案依赖行为,采用多样本并行估计方法提高并行运算精度,采用读写分离结构实观系统小型化集成等体全息光学相关器技术方面的研究进展。目前体全息光学相关器已经实现超过7500通道的并行运算能力,运算速度达到138GHz。系统在遥感图像匹配、指纹识别等领域的成功应用证明了其高速高精度运算能力。     

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。     

多通道实时光电混合联合变换相关器

提出一种多通道实时光电混合联合变换相关器,其中用一个液晶光阀(LCLV)作为非相干--相干图象转换元件,用一个多通道全息透镜阵列作为付氏变换元件实现多通道联合变换相关.这种相关器有效地利用了液晶光阀的有效使用面积和读出光能量,提高了相关识别性能.文中给出了实验结果.     

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.     

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。     

基于FPGA的二维DCT变换的实现

二维离散余弦变换(DCT)在图像处理和视频编码中起重要的作用。以MPEG 2全I帧编码为背景,在现场可编程门阵列(FPGA)上实现8×8像素的二维DCT变换。算法首先把8×8像素的二维DCT变换化简成8次一维DCT变换加上适当的蝶形运算和顺序重排操作。试验表明,方案可以只用一个一维DCT模块实现输入采样率为74.25MHz的二维DCT变换。     

二维重叠列率数字滤波器

一般的二维列率数字滤波器由正逆二维离散Walsh变换组成,但是离散Walsh变换只能在有限的大小中进行,因此在斜线图案处理时会出现方块效应。本文引入了二维重叠列率数字滤波器,它消除了有限离散Walsh变换中的边缘效应。本工作详细介绍了二维标准低通重叠列率滤波器的设计,并给出了用它来再生图象的实验照片。     

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。     

织物图像增强技术的研究

对具有不同特性的织物数字图像利用二维离散傅立叶变换进行图像增强和图像复原等操作,能有效地改善图像的 质量,突出所需要的细节,为织物密度的自动测量提供最佳质量的图像.研究了二维离散快速傅立叶变换算法,以及利用该 算法在频率域中进行图像增强和图像复原的新方法.实验结果分析表明,利用提出的方法可以较好地改善织物图像的质量.     

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。     

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。     

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 .     

An exact error floor for downlink MC-CDMA in correlated Rayleighfading channels

Downlink multicarrier code-division multiple access (MC-CDMA) with maximal ratio combining (MRC) in correlated Rayleigh fading channels is considered. An exact error floor in a closed-form expression is provided based on the characteristic function (CF) and residue calculation method. Numerical results show that orthogonal spreading sequences (Walsh and orthogonal Gold sequences) perform better than nonorthogonal sequences (Gold sequences) and Walsh codes have the best performance. In addition, downlink MC-CDMA is found to benefit from the correlation between subcarriers     

Walsh Function Generators for Minimum Orthogonality Error

The design procedure of a new synchronous counter type of Walsh function generator for the generation of a set of Walsh functions with the least possible error in orthogonality is developed. Each flip-flop of the counter generates synchronously one particular Walsh function in the interval 1 of normalized time during one cycle of counting. The usual design procedures for synchronous counters are not applicable because of the large number of logic variables. Using a two-dimensional plot of the enabling inputs, it turns out that the T flip-flop is the most suitable type. It is shown that by using the symmetry properties of the enabling input patterns for a generator consisting of n T flip-flops, only (log2 n)- 1 standard time sequences, from which the remaining could be derived, need be generated. These time sequences can be easily obtained by decoding the outputs of those flip-flops generating the subset of Rademacher functions. The procedure is illustrated by taking an example of the generation of the first 16 Walsh functions.     

Walsh analysis of power-law systems (Corresp.)

Walsh-type signals exciting memoryless power-law systems are considered. The input is assumed to consist of a sum of weighted Walsh functions. A method is given for finding the weights of the Walsh functions in the output when the input is a finite Walsh series. It is shown that the fast Walsh transform can be used to facilitate the necessary computation.     

基于小波多尺度综合的低对比度目标识别

光电混合联合变换相关器能够对目标进行自动探测识别和跟踪。为使联合变换相关器对低对比度目标进行有效探测与识别,提出了一种基于小波多尺度综合的边缘提取新方法,对输入图像进行预处理。计算机模拟实验和光学实验证明,该方法使相关器在输入图像对比度低、信噪比较低时仍然能够产生较强的相关峰输出,扩展了光电混合联合变换相关器的应用范围。     

Multiplier/detector for SAW spectrum analysers

Surface-acoustic-wave (SAW) spectrum analysers such as compressive receivers can be used to perform real-time, wideband, transform-domain correlation. A major practical difficulty in such systems is the design of a bilinear analogue multiplier with wide input and output bandwidths and good dynamic range. A simple circuit is presented for such a multiplier, and the circuit performance as a square-law detector and correlator is illustrated.     

FFT辅助的部分相关码捕获技术的实现

FFT辅助的部分相关伪码快捕方法将沿码相位-多普勒频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于中低轨卫星.文中介绍了该方法的基本原理、性能分析和实现方案.实验结果表明,在大多普勒频偏下FFT辅助的部分相关码捕获方法是一种性能优良的伪码捕获方法.     

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。