非约束纯相位空间匹配滤波器设计研究

根据非约束相关匹配滤波器和纯相位匹配滤波器的概念,分析了非约束纯相位匹配滤波器的特性及其在光学相关识别中的应用,并与其他典型纯相位匹配滤波器进行了比较.模拟和实验结果表明,非约束纯相位匹配滤波器具有畸变容限大、相关峰高、算法简单的特点.用于光学相关识别是一种实用的空间匹配滤波器算法.     

用于畸变目标相关识别的匹配滤波器设计

针对尺度缩放和角度旋转变化目标相关识别率低的问题,采用优化折中综合鉴别函数方法设计了具有较大畸变容限的匹配滤波器。在匹配滤波器设计时,通过调整相关输出噪声、训练样本平均功率谱密度和训练样本相似度对训练样本平均值的贡献,得到具有带通性质的匹配滤波器。利用单个匹配滤波器对角度旋转0°～30°、尺度变化0～20%的目标进行了相关识别仿真实验。结果表明：这种匹配滤波器相关输出峰尖锐、鉴别力强、畸变容限大,可用于畸变目标的光学相关识别。     

水下环境中基于曲线约束的SIFT特征匹配算法研究

针对水下双目图像匹配时不再满足空气中极线约束条件以及尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法处理水下图像误匹配率较高等问题,提出一种基于曲线约束的水下特征匹配算法。对双目摄像机进行标定获取相关参数,再获取参考图和待匹配图;利用SIFT算法对两幅图像进行匹配,同时利用由参考图提取的特征点推导出其在待匹配图上对应的曲线,将该曲线作为约束条件判定待匹配图上对应特征点是否在曲线上,从而剔除误匹配点,以达到提高精度的目的。实验结果表明,该算法优于SIFT算法,可以有效地剔除误匹配点,比SIFT算法匹配精度提高约12%,解决了SIFT算法在水下双目立体匹配中误匹配率高的问题。     

Vander Lugt相关器中几种空间匹配滤波器算法比较

由于光学傅里叶变换过程中光的衍射作用,在光学相关识别中,输入图像的形状对称性会影响匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值。针对几种典型的匹配滤波器算法,定量分析了利用这些算法设计的匹配滤波器的畸变容限和输出相关峰值受输入图像形状对称性的影响程度,依此来比较这些算法的特性,并进行了模拟和实验。     

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。     

四元量化的综合鉴别函数滤波器实现比例不变相关识别

设计一种基于综合鉴别函数(SDF)的比例不变相关识别滤波器，将频域中被SDF调制的相关输出函数进行复数形式的四元量化（QFCQ），并采用叠代算法调整SDF的系数，使输出的相关峰尖锐，区分能力强，同时满足不同比例图像等相关峰输出的准则，从而达到了比例不变识别的要求.计算机仿真实验对属于训练图像系列的目标图像进行了识别，并与基本的SDF及二元化纯相位SDF做了比较，结果表明该方法具有较好的识别效果.     

常规综合鉴别函数的改进

针对常规综合鉴别函数制作的复合匹配滤波器，对不同旋转角度的训练样本输出的相关峰值波动性较大，不便于后续探测和处理等问题，对常规综合鉴别函数到编码匹配滤波器的编码转化过程进行分析，找到导致相关峰值波动的原因，提出改进方法，即在计算综合鉴别函数的线性组合系数时将编码运算也考虑进去，并根据滤波器对各训练样本相关峰值的倒数来确定线性组合系数。计算机仿真结果表明：改进后的方法降低了复合滤波器对不同旋转角度样本输出相关峰值的波动性，提高了相关峰自动判别的准确性。     

基于中频域维纳滤波的非视域成像算法研究

非视域成像是对探测器视线外被遮挡的物体进行光学成像的新兴技术,基于光锥变换反演法的非视域成像可以看作是一个反卷积的过程,传统维纳滤波反卷积方法是使用经验值或者反复尝试得到瞬态图像的功率谱密度噪信比(power spectral density noise-to-signal ratio,PSDNSR)进行维纳滤波反卷积,但非视域成像每个隐藏场景的PSDNSR都不同,先验估计难以适用.因此本文提出使用捕获瞬态图像的中频域信息来估计PSDNSR进行维纳滤波从而实现非视域成像.实验表明,基于中频域维纳滤波的非视域成像算法估计的PSDNSR能够落在一个重建效果较好的量级上.相比其他方法,本文算法能一步直接估计出PSDNSR,没有迭代运算,计算复杂度低,能够在保证重建效果的前提下提升重建效率.     

基于背景噪音谱分析的匹配滤波器设计研究

在空间匹配滤波器设计过程中,为抑制输入场景中背景噪音对输出相关平面上相关点的影响,通过比较匹配滤波函数和背景噪音的傅里叶谱,根据两者差值的量级对匹配滤波函数的振幅进行非线性调制,在匹配滤波过程中使设计的空间匹配滤波器对强噪音的傅里叶谱处透过率降低,而尽量保持输入图像傅里叶谱的高透过率,从而增加输出相关平面上的信噪比,实现相关点的正确探测。计算机模拟和实验结果表明：与纯相位匹配滤波器相比其抗噪能力得到较大改善。     

水下光束漂移激光图像抗畸变识别

针对水下激光传输存在光束漂移现象,分析了光束漂移图像对光学相关识别的影响和帧间光束漂移图像噪声的不相关性。研究了抗畸变匹配滤波器设计,提出了基于相位匹配的畸变图像共同特征提取,并作为综合鉴别函数子特征的训练样本,设计了抗畸变综合鉴别匹配滤波器,并进行了仿真验证。Matlab仿真结果证明:抗畸变综合鉴别匹配滤波器设计,结合待识别图像随机散射噪声预滤波,可有效提高光学相关识别输出相关峰的峰值-相关能量比值和相关峰鉴别率值。     

Distortion Invariant Binary Image Recognition Based on Central Projection Correlation

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅｍａｔｃｈｅｄｓｐａｔｉａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙＶａｎｄｅｒｌｕｇｔ[1] ｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓｉｎｈｅｒｅｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｓｈｉｆｔｉｎｖａｒｉａｎｃｅ ,ｂｕｔｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｕｆｆｅｒｓｆｒｏｍｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｓｃａｌｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ .Ｔｈｅｉｎｖａｒｉａｎｃｅｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉ…     

基于多变量鉴别分析的光学畸变不变性图像识别

提出一种基于鉴别分析的光学畸变不变性图像识别方法：对包含各种畸变的训练图像集采用主成分分析得到若干本征图像,作为参考模式与测试图像做光学相关,利用本民输入图像的相关结果作为识别特征,采用最佳鉴别分析做了训练和识别,即可实现对输入图像的畸变为性快速识别。采用非相干光相关器为光学实现硬件,给出了实验结果。     

光电混合综合判别相关器

论述了综合判别函数（ＳＤＦ）的基本理论，简明地给出了用综合判别函数实现畸变不变相关的技术途径。在此基础上，构造了一个光电混合综合判别相关器实验系统，并用它实现了三重（位移、旋转、尺度）畸变不变实时相关识别。     

基于无约束非线性优化算法的光强自相关函数拟合

在光子相关光谱(PCS)颗粒测量技术中非线性累积反演方法是一种重要的算法。采用无约束非线性优化算法对反演过程中相关曲线的拟合问题进行了分析和研究, 实现了从任意初始值开始获取最优非线性拟合解, 并给出了算法的实现步骤。采用此方法对50 nm, 100 nm, 200 nm和500 nm的标准聚苯乙烯乳胶颗粒的实测光强自相关函数数据进行了拟合, 并反演了颗粒粒径, 与其他曲线拟合算法相比, 本算法不但对初始值的依赖性小, 而且得到的颗粒粒径更接近乳胶颗粒的标称直径, 测量误差更小。     

Shift,Rotation and Limited Scale Invariant Pattern Recognition Using Synthetic Discriminant Functions

Making use of the idea of synthetic discriminant functions (SDF), a simple way to synthesize a shift, rotation and limited size correlation filter is proposed. The SDF is synthesized by superimposing four 2nd order circular harmonics of a training reference pattern in 4 different sizes. Computer simulation experiments have shown that the filter is indeed shift, full rotation and limited size invariant over a size range from 1 to 1.82. The invariant range can be increased if more training patterns are used.     

2f光电混合匹配滤波相关识别研究

提出一种光电混合匹配滤波相关识别方法,只用一个空间光调制器实现了匹配滤波相关识别。利用计算机完成匹配滤波器的设计以及匹配滤波器与输入目标频谱的卷积运算,根据最小欧氏投影编码原理将卷积结果转化为空间光调制器可以显示的灰度信号,再通过2f光学傅里叶变换系统,得到相关识别结果。实验结果表明,该方法可以得到明显的相关点,同时可以避免传统VLC中匹配滤波器的精确复位问题,而且该系统还可以应用于联合变换相关识别。