聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器(第7講)

聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器

---用于光學(xué)圖像識(shí)別王天及Joint-FourierTransformCorrelator2/3/20231圖像分析講座次目

引言基本原理實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)2/3/20232圖像分析講座引言1966年Weaver&Goodman提出一種傅里葉變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)透明物的相關(guān)識(shí)別.

聯(lián)合傅里葉變換(joint-Fouriertransform)是重要的相關(guān)處理，在指紋識(shí)別、字符識(shí)別、目標(biāo)識(shí)別、生物細(xì)胞識(shí)別等領(lǐng)域已逐步進(jìn)入實(shí)用化階段。在相關(guān)器系統(tǒng)中使用空間光調(diào)制器可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)光電混合處理的相關(guān)識(shí)別。2/3/20233圖像分析講座基本原理兩個(gè)透明物接合的傅里葉變換f（x+a，y），g（x-a，y）是兩個(gè)參與互相關(guān)運(yùn)算的透明物，中心位于（a，o）；S（u，v）是兩透明物的聯(lián)合傅里葉變換譜。2/3/20234圖像分析講座利用傅里葉變換定理傅里葉變換的線性定理傅里葉變換的相移定理2/3/20235圖像分析講座用平方律探測(cè)器測(cè)量透鏡后焦面的圖形光強(qiáng)分布為：上式即為聯(lián)合傅里葉變換的功率譜2/3/20236圖像分析講座對(duì)功率譜進(jìn)行一次逆傅里葉變換則有：將功率譜[S（u，v）]^2代入上式，得到四項(xiàng)：O=O1+O2+O3+O42/3/20237圖像分析講座第一項(xiàng)這項(xiàng)是f（x，y）的自相關(guān)，即2/3/20238圖像分析講座第二項(xiàng)是g（x，y）的自相關(guān)項(xiàng)，與第一項(xiàng)一起重疊在輸出面的中心，稱為零級(jí)項(xiàng)。2/3/20239圖像分析講座第三項(xiàng)第三項(xiàng)是f（x，y），g（x，y）的互相關(guān)2/3/202310圖像分析講座第四項(xiàng)第四項(xiàng)亦是f（x，y），g（x，y）的互相關(guān)2/3/202311圖像分析講座互相關(guān)項(xiàng)O3，O4兩個(gè)互相關(guān)項(xiàng)正是我們尋求的相關(guān)輸出信號(hào)。它們?cè)谳敵銎矫嫔涎卅屋S分別平移-2a，+2a，與中心的零級(jí)項(xiàng)分離。2/3/202312圖像分析講座實(shí)驗(yàn)將一對(duì)待識(shí)別的透明片圖象通過(guò)聯(lián)合變換相關(guān)器并排輸入處理系統(tǒng)；用CCD將聯(lián)合傅里葉變換譜轉(zhuǎn)化為聯(lián)合變換功率譜；輸出到電尋址液晶空間光調(diào)制器LCD上；再通過(guò)傅里葉逆變換形成相關(guān)輸出，由CCD探測(cè)并判別圖象相關(guān)性。

2/3/202313圖像分析講座實(shí)驗(yàn)實(shí)際光路設(shè)備2/3/202314圖像分析講座聯(lián)合變換時(shí)實(shí)光學(xué)相關(guān)器實(shí)例光路圖2/3/202315圖像分析講座相關(guān)峰的位置f（x+a，y）g（x-a，y）a-a2a-2a2/3/202316圖像分析講座32/3/202317