聯(lián)合變換光學(xué)相關(guān)器第7講

1、2020/9/8,圖像分析講座,1,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-Fourier Transform Correlator,2020/9/8,圖像分析講座,2,次目,引言 基本原理 實(shí)驗(yàn) 參考文獻(xiàn),2020/9/8,圖像分析講座,3,引言,1966年Weaver & Goodman提出一種傅里葉變換的方法來實(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-Fourier transform)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。,2020/9

2、/8,圖像分析講座,4,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。,2020/9/8,圖像分析講座,5,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,2020/9/8,圖像分析講座,6,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,2020/9/8,圖像分析講座,7,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 + O4,2020/9/8,圖像分析講

3、座,8,第一項(xiàng),這項(xiàng)是f（x，y）的自相關(guān)，即,2020/9/8,圖像分析講座,9,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)。,2020/9/8,圖像分析講座,10,第三項(xiàng),第三項(xiàng)是f（x，y），g（x，y）的互相關(guān),2020/9/8,圖像分析講座,11,第四項(xiàng),第四項(xiàng)亦是 f（x，y），g（x，y）的互相關(guān),2020/9/8,圖像分析講座,12,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)谳敵銎矫嫔涎剌S分別平移 -2a，+2a，與中心的零級(jí)項(xiàng)分離。,2020/9/8,圖像分析講座,13,實(shí)驗(yàn),將一對(duì)待識(shí)別的透明片圖象通過聯(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。,2020/9/8,圖像分析講座,14,實(shí)驗(yàn),實(shí)際光路設(shè)備,2020/9/8,圖像分析講座,15,聯(lián)合變換時(shí)實(shí)光學(xué)相關(guān)器實(shí)例,光路圖,2020/9/8,圖像分析講座,16,相關(guān)峰的位置,f（x+a，y）,g（x-a，y）,a,-a,2a,-2a,2020/9/8,圖像分析講座