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体全息子波相关器及其旋转不变性研究

冯升同  
【摘要】:随着社会信息量“爆炸”似的增长,原来的存储器件和存取速度越来越不够用。体全息存储适时而生,它有着高冗余度、高存储容量、极高的数据传输速率以及极快的存取时间等优点,因而得到越来越多的关注。本论文以体全息相关器为基础进行图像识别。 本论文介绍了体全息存储原理及技术,包括体光栅的形成和布拉格衍射、衍射效率、水平角度选择性,还介绍了相干光学信息处理系统、Vander Lugt 滤波器的形成过程,给出了多重匹配滤波器相关的运算过程,最后介绍了子波变换的定义以及光学子波变换。 本论文构建了一个与北京市车辆牌照密切相关的牌照图像库。从仿真和实验两方面比较了空域滤波与频域滤波、一般高通滤波器与子波滤波器的优缺点。实验表明子波滤波器的引入大大提高了相关器的识别能力。 为了解决旋转不变识别,本论文采用综合判别函数方法,对每一个畸变训练集,综合出一个综合判别函数。在光路引入子波滤波器后,利用角度复用技术将综合判别函数依次存入晶体,然后输入任意一个训练集的任意一幅图像,都被精确地识别。 本论文尝试着采用圆谐展开方法来实现旋转不变识别。选取一幅图像的圆谐二级分量,将其生成纯位相滤波器,然后存入晶体。输入任意旋转角度的图像,都被准确地识别出来。为了减少滤波器的个数和计算量,结合圆谐展开和综合判别函数方法生成圆谐—综合判别函数滤波器。利用该滤波器可以识别多类任意旋转角度的图像。 本论文还研究了三维物体相关识别,发现三维物体的相关输出对旋转角度极为敏感,这一特点可以应用于机器人视觉识别。 本论文最后总结了取得的成果,并指明了以后的研究方向。


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