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。     

用于平板波导显示的反射型体全息光栅制备

基于对全息平板波导显示系统中核心全息光学元件的研究,采用双光束干涉法和相应的后处理工艺,在以石英玻璃为基底、重铬酸盐明胶为记录介质的全息干板上制备了具有折射率调制的反射型体全息光栅,并研究了不同曝光强度、折射率调制度、水洗时间对光栅衍射效率的影响.实验结果表明,经441.6 nm的He-Cd激光光源记录以及复杂的后处理...     

基于分层阵列体全息光栅的波分解复用器的研究

本文在分析现有解复用器件存在的一些问题的基础上,提出了基于分层阵列透射式体全息光栅的用于2×4信道波分复用系统中的波长解复用器件的设计方法。以LiNbO_3晶体作为记录介质,红外宽带光源作为波长待解复用光源,实验实现了基于分层阵列透射式体全息光栅的2×4信道波分解复用。实验结果表明,基于分层阵列体全息光栅的波长解复用器件,可以在不影响信道强度的情况下使信道数成倍增加。     

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。     

光电混合体全息子波关联存储车辆牌照识别系统

提出并构建了一个新颖的实时光电混合车辆牌照识别系统.系统摄取车辆牌照,由计算机完成牌照字符的分割和提取后,送入光学体全息子波关联存储协处理器进行牌照识别,该协处理器具有瞬间多通道并行相关特性,并采用子波变换提高系统的鉴别能力.实验结果验证了系统各项功能的可行性     

基于灰度相关的数字全息孔径合成方法

为了研究数字全息中孔径合成问题,采用理论分析与实验验证的方法,通过介绍合成孔径数字全息记录和再现的基本原理,指出在合成孔径数字全息系统中,准确拼接合成子全息图是系统获得高分辨率的重要因素.提出了一种基于图像灰度分布相关的算法用以解决子全息图的准确拼接以实现孔径合成,介绍了该算法的原理,分析了该算法精度并进行了相应的实验验证,得到了预期成果.结果表明,该算法能较好地解决子全息图的拼接合成问题,在合成孔径数字全息系统中具有较好的适用性.     

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。     

SISAR中运动目标全息信号的模拟研究

运动目标的无线电全息信号的表示是基于光学的衍射原理与近似处理的方法获得的.对全息信号模拟研究的目的是验证和改进理论分析方法,模拟产生的运动目标的全息信号可直接应用于阴影逆合成孔径雷达(SISAR)的成像研究和目标识别研究中.为此,文中导出了一种由目标侧影轮廓及其运动参数模拟其全息信号的方法.按外场试验条件模拟产生了两个目标的全息信号, 并分别与外场实际获得的同目标的全息信号进行了比较,结果表明该模拟及分析方法有效.     

能识别语言的光学神经网络

能识别语言的光学神经网络光折变延时神经网络系统可望革新普通语言识别算法所需的计算任务。科罗拉多大学实验天体物理联合研究所已制作一种以全息延迟线和能区分时间相关信号团的体存储介质为基础的光折变系统。至今该系统已被训练来识别三种数字化口语——即“声音”、...     

基于体全息图像库的模式识别算法

定义了特征识别向量并提出了图像识别模板的概念 ,在此基础上发展了相关系数的算法 ,对存有 10 0幅图像的体全息图像库所进行的模式识别实验表明此算法能够有效地提高识别准确率。     

多母小波多消失矩最优小波包滤波器的研究

采用层叠算法,计算小波包基函数的离散逼近序列。改进特征图像相关识别方法,选用识别能力评价指标,利用图像和小波包基函数相关的直接变换优点改进最优基选择,提出多母小波多消失矩最优基。生成最优基的特征图像,采用体全息相关识别系统实现虹膜的光学识别,实验取得较好的效果。设计、制作多母小波多消失矩最优基光学小波包灰阶滤波器以进一步提升识别率。检测表明,滤波器符合设计要求。实验表明,该滤波器可有效提高识别率。     

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。     

基于数字信号处理的体全息视频体存储方案研究

合理有效的存储方案能在有限的硬件条件下，充分挖掘存储系统的潜力，达到用户对存储数据误码率的要求。本文从通信系统的观点出发，并充分结合体全息存储系统的特性，设计和实现了一套基于数字信号处理的体全息视频存储方案。针对体全息存贮系统中噪声干扰复杂的特点，提出了一些新的具体数字信号处理方法，包括二维渐进循环移位交织器、调制一阵列码的编译码方法及其相应的软判决度量方法等，从而形成了一套存储方案。实验结果表明，该存储方案可以有效地抑制体全息系统中的噪声干扰，对于一段包含音频和视频的多媒体数据，采用本方案进行全息存储和重构数据的回放取得了成功。     

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。     

Crosstalk in volume holographic memory

Crosstalk noise, due to the finite dimension of the recording medium, is a fundamental limitation to storage capacity in volume holographic memory. We present a general theoretical analysis on the crosstalk noise in angle- and wavelength-multiplexed volume holographic memory systems. Results on storage capacity and its dependence on hologram separation and required signal-to-noise ratio are obtained and discussed. Crosstalk noise may also arise from the expansion or shrinkage of the storage medium during and after the hologram recording process. Its effects, including Bragg mismatch, pixel displacement and impulse broadening, are analyzed for Fourier-plane holographic memories. Complete compensation and optimization to eliminate or reduce these effects are presented and discussed     

双波长激光共聚焦生物芯片检测与图像处理

基于共聚焦检测原理,建立了双波长生物芯片检测系统。采用体全息滤光片,利用其反射衍射和带阻滤光特性,无需切换或改变光路,在同一光路中即可实现Cy3与Cy5荧光双波长扫描检测。提出了基于顺序形态变换的生物芯片荧光点阵图像的网格化处理方法,并对Cy3与Cy5荧光试剂点样玻片进行了扫描实验,对实验所得荧光点阵图像进行了网格化处理。实验结果显示,系统的检测灵敏度达到0.1 fluo/μm2,网格化算法简单、有效。