e6体提高光学图像相关模式识别鉴别率.pdf

《e6体提高光学图像相关模式识别鉴别率.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第""卷第’期光学学报U?:A""，/?A’"!!"年’月5+T53HTL+50L/L+5V><,，"!!"文章编号：!"#$%""$&（"!!"）!’%!’()%!(利用!"#$%&’%光折变晶体提高光学图像相关模式识别鉴别率!郭庆林傅广生梁宝来张金平魏艳红（河北大学物理科学与技术学院，保定!*)!!"）摘要：给出了在相干匹配滤波系统中利用+,-./01/光折变晶体非线性特性实现图像边缘增强光学相关模式识别的理论分析和实验结果。实验中自相关峰半最大值宽度降低了*#2，自相关峰与互相关峰的强度比增强了近一倍，自

2、相关峰的边瓣强度和互相关峰的强度得到抑制，系统的信噪比和相关鉴别率得到显著提高。关键词：模式识别；边缘增强光学相关；光折变中图分类号：3*&&-3($4文献标识码：5)引言式识别，系统的信噪比和相关鉴别率得到显著提高。光学相关和光学模式识别是光学信息处理领域的重要研究课题，尤其是匹配滤波光学相关器在多"实验装置和原理［)"$］目标光学识别中具有不可取代的地位。光折变实验装置如图)所示。晶体为#77D#77D材料由于具有实时处理、易于写入等诸多优点而在#77+,-./01/（山东大学晶体所生长）。偏振分匹配滤波光

3、学相关模式识别中得到了广泛的应束器10把5EF#)(A#<7激光分为两束，一束由反［$"*］用。掺杂钾钠铌酸锶钡（./01/）晶体是我国射镜G反射作为写入参考光"，另一束由反射镜)H率先开发成功的一种性能优异的新型光折变材料，G"反射作为写入物光"0，"H、"0的偏振态和光强由在光信号放大、自抽运相位共轭、光全息存储等领域半波片IJH、IJH和偏振片H、H调节。K为)")")具有重要的应用价值。在光全息记录应用中，全息焦距#C(!!77的傅里叶变换透镜，输入物LH))图的线性再现要求衍射效率随光栅条纹调制度!置

4、于K前焦平面，晶体置于K后焦平面。"与"))0H［4］!的变化规律满足“平方律”，但对于+,-./01/相互作用在晶体内写入输入物LH的傅里叶变换全)光折变晶体体全息图，由于写入光之间的耦合作用息图。在晶体另一侧以I,%/,的’$"A4<7激光作使得衍射效率不再遵从“平方律”，而是具有自己的为读出光"，"的偏振态和光强由半波片IJH［&］MM$非线性衍射特性，衍射效率随光栅条纹调制度的和偏振片H调节。LH为靶物，K为焦距#$"""C整个变化曲线呈一环状，最大光栅衍射效率对应!$"#77的傅里叶变换透镜，LH"和

5、晶体分别居于K"C!A’#，并非象理想体相位光栅对应!C)。这种的前后焦平面。系统的输出光"经透镜K作逆傅非线性变化特性一方面会造成全息再现像的失真，N$里叶变换，由置于K后焦面的++N相机接收并送制约+,-./01/晶体在全息存储中的应用；另一方$面，它又可以用于光学信息处理领域，实现光学图像入计算机处理，其中K$的焦距#$C$"#77。为了的边缘增强操作［)!］。本文将+,-./01/光折变晶抑制噪声，++N相机前放入偏振片H和滤色片(体置于相干匹配滤波光学信息处理系统的傅里叶频MO。实验中"0、"H和"M

6、均为,偏振光。谱平面，利用晶体的非线性特性，选择合适的光栅写设图)中输入物函数LH为$（%，&），（%，))))入光强比，实现了图像的边缘增强实时光学相关模&)）为输入平面的坐标，晶体平面的坐标为（’，(）。则$（%，&）的傅里叶变换为：))!河北省自然科学基金（)!)!#&）资助课题。)（’，(）C6%789:：;9<=:9<=>?!@9<8AB?7"#$（%)，&)）,PQ［R9（’%)F(&)）］S%)S&)，（)）收稿日期："!!)%!#%"4；收到修改稿日期："!!)%!4%!&""#)(#)@<:光

7、学学报::卷!"#$%&’()*+,"’-.)/0)1"*)2,+34),50参考光波选取强度为!的平面波，其傅里叶变换为有效电光系数。假设全息图再现光波为平面波，6且为写入参考光的共轭光"#（即在图%中取走C为：::!和=6:，以!D为平面波读出晶体中所记录输入物"（#，$）7"8)/0［9"#4"2"］$（:）!;%<=6的傅里叶变换全息图），经晶体滤波后其出射光%其中"为参考波矢和（#，$）平面法线的夹角。物波!E的复光波场分布为：%（#，$）和参考光波"（#，$）相互作用并通过电+（#，$）7’#（#，

8、$）"#（#，$），（<）)A)A光效应在晶体中记录输入物=6的傅里叶变换全息%再经过透镜C作逆傅里叶变换，在C后焦平面得BB图。在实际中对于多数物体而言，其傅里叶功率谱到系统的输出：分布极度不均匀，直流部分的强度非常大，而高频成［>］%#（#，$）F分的强度要小几个量级，这样导致在晶体中所记,)A（-B，.B）7$)A录的全息图条纹调制度分布极度不均匀。由文献)/0":!（#-）A#