聯合變換相關器

聯合變換相關器目錄光學相關識別JTC基本原理JTC系統(tǒng)分析計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器21.光學相關識別定義：應用光學變換相關的方法，從混亂的圖像信息中找出所需要的目標圖像，來達到識別目標圖像信息的目的。過程：首先利用光學的方法獲取可以描述目標圖像信息光學特征的參數，然后再利用光學相關運算器進行判別并做出決定的過程。特點：快速、便捷、可并行處理2023/2/3聯合變換相關器31.光學相關識別光學相關運算器匹配濾波器聯合變換相關器2023/2/3聯合變換相關器42023/2/3聯合變換相關器5匹配濾波器1.光學相關識別最早是在1964年，由VanderLugt提出和設計的。2023/2/3聯合變換相關器6匹配濾波器1.光學相關識別優(yōu)點：目標識別速度非?？臁庾龈道锶~變換；信息容量非常大；不足：需提前制作濾波器——缺乏靈活性——不能實時處理；濾波器中心必須與目標圖像的頻譜中心完全重合；2023/2/3聯合變換相關器光電匹配濾波器1.光學相關識別集合計算機系統(tǒng)和傳統(tǒng)匹配濾波系統(tǒng)的相關器。7空間光調制器(SLM)：基本功能是調制與寫入功能?？筛淖兛臻g上光分布的振幅或強度、相位、偏振態(tài)以及波長，或者把非相干光轉化成相干光。2023/2/3聯合變換相關器8光電匹配濾波器1.光學相關識別優(yōu)點：原理簡單，信噪比高；利用空間光調制器實現實時測量；通過計算機運算，方便提取相關峰；不足：空間光調制器輸入動態(tài)范圍低，帶來噪聲；必須用均勻光場照射空間光調制器；需要對濾波器和透鏡進行精準校對；系統(tǒng)尺寸大，不利于小型化和集成化；聯合變換相關器1.光學相關識別2023/2/3聯合變換相關器9聯合變換相關方法由C.S.Weaver和J.W.Goodman于20世紀60年代初提出。2023/2/3聯合變換相關器10光電聯合變換相關器1.光學相關識別2023/2/3聯合變換相關器11光電聯合變換相關器1.光學相關識別特點：不需要專門制作濾波器；不存在濾波器與透鏡精確對準問題；頻譜面不需要高分辨率的空間光調制器；系統(tǒng)結構緊湊，便于集成化；2.1JTC基本原理聯合圖像光強分布

過FTL1后在傅里葉面的頻譜2023/2/3聯合變換相關器12

2.1JTC基本原理聯合功率譜2023/2/3聯合變換相關器13過FTL2后在傅里葉面的頻譜

2.1JTC基本原理過FTL2后在傅里葉面的頻譜2023/2/3聯合變換相關器14

互相關自相關2.1JTC基本原理2023/2/3聯合變換相關器15

一、四項分別為目標模式和參考模式的自相關,處于輸出平面的中心原點周圍；二、三項為目標模式和參考模式之間的互相關項,分別處于輸出平面的(2a,o)和（-2a,0)兩點周圍；2.1JTC基本原理2023/2/3聯合變換相關器16

結論：通過探測輸出平面的光強度分布,尤其是(-2a,0)和(2a,0)處的光強度分布情況,就可以得知目標模式和參考模式之間的相關程度。在t和r相同的情況下，二、三項的函數形式相同。因此(-2a,0)和(2a,0)處有足夠銳利的亮斑，則可知目標模式和參考模式相關度較大，從而可以認為二者相同；而如果(-2a,0)和(2a,0)周圍沒有足夠銳利的亮斑,只有輸出平面的中心由較大的亮斑,則可以知道目標模式和參考模式相關度較??；2.2JTC平移不變性2023/2/3聯合變換相關器17平移不變性：當目標模式的坐標發(fā)生平移時,聯合變換相關器對目標模式的識別結果不變。

物面的聯合光強分布2.2JTC平移不變性2023/2/3聯合變換相關器18

2.2JTC平移不變性2023/2/3聯合變換相關器19未平移輸出面分布

平移后輸出面分布

2023/2/3聯合變換相關器203.JTC系統(tǒng)參數關系探測器分辨率要求零級光柵分離條件聯合功率譜比例變化3.1探測器分辨率要求2023/2/3聯合變換相關器21聯合功率譜光柵結構干涉條紋

JTC產生的相關信號與零級光斑的距離為：

(-2a,0)和(2a,0),接收面相關與零級距離為：

3.1探測器分辨率要求2023/2/3聯合變換相關器22CCD的分辨率：

3.2零級光斑分離條件2023/2/3聯合變換相關器23

目標圖與參考圖的距離應滿足：3.2零級光斑分離條件2023/2/3聯合變換相關器24

探測器分辨率要求：結論：

若要得到與零級衍射光斑相分離的相關信號，輸入面上的兩圖像間的距離越大越好，這就要求探測器的分辨率更高。在兼顧信號分離與探測器分辨率時，應取適中值。3.3聯合功率譜比例變化2023/2/3聯合變換相關器25

3.3聯合功率譜比例變化2023/2/3聯合變換相關器26

4.計算機仿真參考圖像第一組：相同2023/2/3聯合變換相關器27第二組：部分相同第三組：不相同2023/2/3聯合變換相關器284.計算機仿真4.計算機仿真參考圖像目標圖像2023/2/3聯合變換相關器29第一組：相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器30第一組：相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器31第一組：相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器32第一組：相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器33第一組：相同參考圖像目標圖像4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器34第二組：部分相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器35第二組：部分相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器36參考圖像目標圖像第三組：不相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器37第三組：不相同4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器38結論4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器3991%94%97%100%4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器4091%94%97%100%4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器4191%94%97%100%4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器4291%94%97%100%4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器4391%94%97%100%4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器44結論：

在其他條件不變時，隨著目標圖與參考圖的大小差距越來越大，相關峰越來越小，傳統(tǒng)聯合變換相關器對輸入圖像的大小變化敏感。要求目標圖像與參考圖像的大小相同。4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器45

4.計算機仿真2023/2/3聯合變換相關器46結論：

在其他條件不變時，隨著目標圖與