高斯拉普拉斯算子在联合相关变换器中的应用

提出将高斯拉普拉斯算子应用在光电联合相关变换器中进行谱面图像的增强处理。光电混合联合变换器可实现对目标的实时探测、识别及自动定位,但由于实际中采集到的图像的对比度较低,且存在大量背景噪音,影响了目标的识别率。根据高斯拉普拉斯变换对高斯噪声不敏感的特性,结合了自适应阈值、边界跟踪和细化技术,对图像噪声进行滤波的同时,对图像进行了增强处理,这样最大限度地保留了光谱图像的细节信息,提高了光电联合相关系统的目标识别率。

应用光电联合相关变换器实现目标识别

本文通过光电混合联合变换相关的方法,应用国内外最新的写入读出器件——电寻址液晶和电荷耦合器件、光学信息处理系统、计算机处理系统,利用光学相关探测方法,对目标实现实时探测,可自动识别及高精度的对目标进行定位。由于光学相关是所有采样点并行处理,这样就可以提高处理速度,并能用各种数字处理技术提高系统的信噪比,并输出相关信号,可以精确的探测和实时识别目标在空间的方位。

基于Matlab仿真的联合变换相关器实验

利用Matlab软件平台对JTC进行了图像识别仿真实验,得到了二维及三维相关输出图像,显示出尖锐的相关峰.仿真实验表明:联合变换进行图像识别中存在强烈的零级干扰,干扰信号是有用信号的7.14倍,输出结果不理想;采用功率谱相减法可以消除零级强干扰,进而提高了图像的识别能力.

非准确联合变换相关测量透镜焦距

提出了一种利用非准确联合变换相关测量透镜焦距的方法.该方法首先利用已知焦距透镜记录联合功率谱,再用记录的联合功率谱经被测焦距透镜输出相关点,记录相关点并测出其间距,可以计算出被测透镜的焦距.理论分析和实验结果表明,该方法有较高的测量准确度,能实现透镜焦距的自动测量.

联合变换相关中输出相关点形状与输入相关物长宽比的关系

根据联合变换相关理论和光的衍射理论,定量分析了联合变换相关中两相关输入物长宽比与输出相关点形状间的关系.结果表明:输入相关物长宽比影响相关点的形状,当相关物长宽比过大时,将使相关点形状严重偏离圆斑形状,从而影响相关点的探测和精确定位.

光电混合联合变换相关器目标探测与识别

用电寻址液晶 EAL CD作为空间光调制器 SL M,用计算机控制的 EAL CD并排显示参考信号和实时扫描的目标信号 ,并用面阵 CCD作为平方律探测器记录其联合变换功率谱 ,通过光学傅立叶变换 ,输出相关信号 ,识别目标并确定目标在空间的方位。其特点是 ,由于用 CCD探测功率谱 ,可以用各种数字处理技术提高系统的信噪比 ,并能更精确的探测和识别目标 ;采用光学傅立叶变换及光学相关探测使所有采样点并行处理 ,并以光速进行 ,提高了处理速度。

光电混合联合变换相关器中各元器件结构参数之间的关系

分析了空间光调制器(SLM)和面阵CCD的像元结构对输入图像和功率谱的抽样,以及抽样对光电混合联合变换相关器(JTC)性能的影响;推导出了光电混合JTC中,SLM、面阵CCD、傅里叶变换透镜、输入图像等各结构参数之间应满足的关系。根据推导出的关系公式,结合实验所用透镜、SLM、CCD的各项参数,选择不同的图像间距,对联合变换相关识别过程进行了模拟验证。输入大小都为32×32像素的参考图像和目标图像,当两者间距大于64像素且小于374像素时,可以得到理想的识别效果;间距小于64像素时,同级输出光场的自相关和互相关信号不能完全分离;间距大于374象素时,相邻两级互相关信号交叠错位;当间距大到超过405像素时,无法进行相关识别。模拟结果与理论推导一致。这些关系对JTC的设计及应用有重要意义。

应用相移技术和迭代算法的综合鉴别联合变换相关器

把相移技术和迭代算法应用到综合鉴别联合变换相关中,计算机模拟结果表明,运用了相移技术和迭代算法后这种相关器的光能效率和鉴别率得到了很大提高,实现了高鉴别率和高光能效率的综合鉴别光学模式识别.进一步研究了输入噪声对相关器性能的影响,相关的抗噪声能力有待提高.

具有旋转不变的联合变换相关识别

提出了基于综合鉴别函数和相移功率谱相减，具有旋转不变性的联合变换相关识别方法．该方法是将综合鉴别函数作为联合变换相关输入的参考物图象，结合相移功率谱相减方法，来获得具有识别目标的旋转不变性和高的相关识别率．

基于联合变换相关的机载航空相机像移测量

为了提高像移测量精度,针对机载航空摆扫相机提出一种坐标变换法和图像相关法相结合的像移测量方法。利用坐标变换法得到初始像移速度,利用图像联合变换相关法对像移速度残差进行补偿。联合图像通过一个面阵CCD获得,该面阵CCD放置在相机焦平面上并与成像线阵TDI CCD平行,其输出的当前图像与参考图像合并构成联合图像进行二维空间联合变换相关运算,得到像移修正矢量。对该矢量分别在相机摆扫方向和载机飞行方向进行分解,从而得到摆扫像移和前向像移的修正量。仿真实验结果表明,在输入图像信噪比为4 d B时,像移测量误差在0.1 pixel以内。

基于联合变换相关和相移干涉的图像加密

提出了一种在联合变换相关器结构中引入三步相移干涉和二元置乱技术的图像加密方法.用纯相位空间光调制器同时调制原始图像和两个随机相位掩模,利用三步相移技术分别将图像信息和主密钥加密为全息图,并用CCD在输出面上接收,再利用二元置乱技术置乱图像信息的全息图.在获得置乱密钥和附加密钥的情况下,可以通过一定的算法快速、清晰的重建原始图像.用计算机仿真验证了它的可行性和有效性.

二值化联合变换相关器的最佳阈值

从实验和计算机模拟两方面讨论二值化联合变换相关器的最佳阈值选取原则 实验研究表明 ,不同阈值对二值化联合变换相关结果有着较大影响 ,阈值过高或过低都会使联合变换相关结果变差 也就是说 ,二值化联合变换相关器存在一个最佳阈值 计算机模拟结果表明 ,最佳阈值位于联合变换功率谱的平均灰度值附近 在该阈值下 ,二值化联合变换相关器输出的相关峰值将相对提高 ,半宽度减小 。

联合分数变换相关器的分数相关特性分析

从分数傅里叶变换(FRFT)的定义出发,理论分析了联合分数变换相关器(JFRTC)的分数相关特性.从所得JFRTC的数学表达式中可以看出,将FRFT应用到联合变换相关器(JTC)中得到的JFRTC具有与传统JTC不同的性质.对于传统JTC,一旦输入平面上参考图像与目标图像之间的距离给定,相关输出峰的位置即确定,而JFRTC的相关输出峰的位置则可以由分数级次p1和p2来自由调节,这个特性在实际模式识别中非常有用.另一方面,JFRTC的相关输出峰值在大多数情况下低于传统JTC的相关峰值,却是JFRTC的一大缺点.最后,从FRFT的比例性质出发,给出了FRFT谱畸变不变的实现条件,并由此预言了JFRTC畸变不变模式识别的功能.

利用码分多址联合变换相关器实现亚像元像移测量

光学联合变换器(JTC)是实现空间相机推扫成像时像移实时测量的有效技术手段。JTC-CDMA是一种改进的光学联合变换相关器。它通过码分多址技术能够有效降低整个JTC系统的空间带宽积,并实现自相关峰和互相关峰影像的分离,有利于系统的小型化。对JTC-CDMA的基本工作原理进行了分析,并讨论了该技术用于像移测量时所存在的问题。针对这些问题,提出了新的像移测量方法。通过计算机仿真实验对新方法的可行性进行了评估,结果表明:在沿航和穿航两个方向的像移测量RMS误差均低于0.1个像元,完全能够满足空间相机对像移测量低于0.2个像元的要求。

基于联合变换相关器的远红外变焦光学系统设计

为了提高联合变换相关器跟踪和识别目标的能力,且满足坦克瞄准镜的工作要求,针对1英寸红外CCD探测器,设计了8～12μm波段折射式长波红外连续变焦系统.该系统采用机械补偿的方式,变焦过程中相对孔径不变,F数为2,变倍比为4∶1,在50～200mm范围内可实现连续变焦,且变倍曲线和补偿曲线平滑,扩大了坦克瞄准镜的搜索范围.用ZEMAX光学设计软件对设计结果进行像质评价,结果表明,在17lp/mm空间频率处,全焦距范围内调制传递函数均在0.53以上,接近衍射极限,像面稳定性良好,满足光学系统的设计要求.

新型联合变换相关器光学系统设计

以往联合变换相关器的光学系统结构是一支光路反馈,实时性差且体积大。针对其缺点,设计了一种具有双光路的联合变换相关器。其中,最主要的特点是傅里叶透镜组与准直扩束系统共用同一片正透镜。改进后的装置可以清晰地探测到相关点,并具有体积小的特点。

测量空间相机像移量的联合变换相关器的改进

针对基于光学手段实现的传统光学联合变换相关器不适应空间环境等问题,对传统相关器进行了改进和试验验证。首先,采用完全电子学手段替代采用光学器件实现的方法解决了联合变换相关器适应空间环境的问题。然后,在联合变换过程中加入自相关运算,消除了零级衍射峰的影响,并引入过采样离散傅里叶变换方法提升相关器的测量精度。最后,采用精密直线导轨开展静态测试试验,验证了改进后的联合变换相关器的性能。静态测试试验表明:对于亚像元级的微小位移量,改进后的联合变换相关器测量误差均方根(RMS)值为0.22pixel。改进后的联合变换相关器显示了良好的空间环境适应性和较好的可实现性,其精度基本满足空间相机像移补偿的要求。

基于联合变换相关器的像移测量方法研究

为了测量由卫星姿态不稳定或振动等原因引起的空间相机亚像元像移,对基于联合变换相关器的像移测量方法进行了研究,并进行计算机仿真。阐述了该方法的数学原理,面阵CCD的安装位置以及输入图像序列的获取方法。应用MatLab对图像进行线性插值获得具有亚像元像移的图像,并添加噪声使图像具有较低信噪比;对图片进行傅立叶变换得到联合功率谱,二值化处理后的功率谱再次进行傅立叶变换得到相关输出;用质量中心算法计算出像移量。结果表明,像移测量的精度不随景物的内容而变化,测量得到的像移误差均方根误差值小于0.2个像元。

数字散斑联合变换相关法测量微小位移的研究

提出一种利用联合变换相关法对位移前后的散斑图像实现数字相关运算,通过相关峰的距离与散斑图所携带的位移信息之间的关系,测量物体的面内位移量。通过对全场的位移计算,得出对散斑图像先做限幅预处理后,再进行边缘提取,有效减弱了影响相关峰的不利因素,提高了相关点的精确性。对同一组散斑图进行匹配滤波相关运算和联合变换相关运算,把得到的全场位移矢量图进行比较,得出两者测量的结果是一致的。

旋转不变二值化联合变换相关识别方法

介绍一种基于二值化联合变换相关的综合鉴别函数算法,用等相关峰及Gram-schmidt展开获得的综合鉴别函数对迭代算法进一步优化,获得了适用于二值化联合变换相关的综合鉴别函数。采用这种算法制作的综合鉴别滤波器既有相关峰值高和相关峰尖锐等特点,又能识别旋转图像。计算机模拟结果表明:这种相关器在信噪比、光能效率、相关峰尖锐度和鉴别能力上都有一定程度地提高,实现了较高鉴别率旋转不变光学模式识别。