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光折变晶体体全息识别系统相关峰均匀性及小型化的研究

袁威  
【摘要】:体全息相关识别技术是一种可快速识别海量图像数据的技术,在军事制导及目标识别等方面有着重要的研究价值及应用前景。本文主要以掺杂铌酸锂晶体为存储介质,进行基于光折变体全息的小型化识别系统的研究,在已有的理论和研究基础上,研制小型、高性能的体全息识别系统,推进体全息识别系统的实用化进程。 本文基于耦合波理论,以铌酸锂晶体为存储介质,研究了角度复用存储时,自衍射增强效应对衍射效率均匀性的影响,并进一步分析了衍射效率和角度的关系。在此基础上,综合考虑角度和擦除作用对衍射效率的影响,为实现等衍射效率的多幅图像存储提供了理论依据。提出对以识别为目的的体全息存储,存储时间较短,在特定的实验配置下,角度的影响和擦除的影响相当,可以通过等时曝光实现多幅图像的等衍射效率存储,从而获得有利于正确识别的均匀衍射峰序列。本文以掺铁铌酸锂晶体为存储介质进行了实验研究,在等时曝光条件下获得了衍射效率均匀的衍射相关峰序列。 为了使识别系统高效、稳定,研制了识别系统中图像存储的自动控制系统,通过对复用角度、曝光时间、更换图像的时间、位移平台的延迟时间等自动存储的参数的设置,使识别系统存储图像过程完全自动进行。 体全息识别过程是基于衍射峰的强度特征进行,而传统采用的直接识别方法很难进行准确的识别,本论文采用模板识别方法和非固定模板识别方法,大大提高了系统的识别准确率。 本文研制出尺寸为350×200×70mm~3的分离式小型化识别系统,可选择透射式和反射式方式进行存储,并实现了单点2010幅图像的并行准确识别。为了解决图像库的使用寿命问题,进一步研究了小型化系统热固定性能,实现了存储图像的长期保存。 在小型化识别系统中加装存储介质转动平台,采用反射式存储光路,在盘式晶体中存储了10000幅图像;并设计了实时图像采集系统,采用统一的特征值进行识别,初步实现了25幅人脸图片的实时识别,进一步促进了识别系统的实用化;为了进一步增大此识别系统的应用领域,我们通过加装凹透镜和聚焦透镜,初步实现了三维物体的识别。 为了可选择地对识别模板进行擦除修改,本文对局域体全息存储技术进行初步探索。把全息图存储在记录介质中彼此分离的条状区域内,从而避免由于全息图像在存储介质内的交叠,造成的擦除图像与库中图像相互关联的不利影响,实现了库内数据的选择性擦除。


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