光学信息处理第六章光学图像识别课件

第六章光学图像识别图像识别光学相关器VanderLugt相关器VanderLugt相关器实时VanderLugt相关器VanderLugt相关器小型化旋转不变VanderLugt相关器比例不变VanderLugt相关器联合变换相关器实时联合变换相关器第六章光学图像识别图像识别11、图像识别什么是光学图像识别光学图像识别的发展光学图像识别应用1、图像识别什么是光学图像识别2光学图像识别模式识别模式：一些供模仿用的、完美无缺的标本（广义）。模式识别：识别出特定客体所模仿的标本。光学模式识别相关方法频谱平面相关器(FrequencyPlaneCorrelator,简称FPC)联合变换相关器(JointTransformCorrelator，简称JTC)神经网络方法光学图像识别模式识别3光学相关图像识别发展始于40年代晚期和50年代1960年Cutrona提出，利用透镜进行傅立叶变换.1964VanderLugt在年提出复空间滤波，相关识别真正引起普遍关注的开发了各种技术、结构和算法，构造出高效的光学相关器来实现光学模式识别.第一个联合变换相关器（JTC）Weaver和Goodman在1966年提出的缺乏必要的接口设备，处于一种停滞的状态1984年Yu和Lu报道一种实时可编程接口的JTCJTC在不同的光学信息处理应用中扮演了重要的角色.光学相关图像识别发展始于40年代晚期和50年代4光学图像识别应用防伪技术条码技术计算机指纹扫描仪指纹确认2秒如美国Identix公司的指纹扫描设备在用一个右手指正确匹配上接近100%。军事上，导弹制导系统等医学上，特定细胞识别、计数光学图像识别应用防伪技术5二维条码二维条码卡一维条码条码技术二维条码二维条码卡一维条码条码技术6手持二用激光扫描器手持激光扫描器读取设备：向激光、CCD发展条码技术手持二用激光扫描器手持激光扫描器读取设备：向激光、CCD发展7条码技术的特点条码技术的特点1、简单。条码符号制作容易，扫描操作简单。2、信息采集速度快。条码扫描录入信息的速度是键盘录入的20倍。3、采集信息量大。一次可以采集几十位字符的信息。4、可靠性高。误码率百万分之一，首读率可达98％以上。5、灵活、实用。6、自由度大。7、设备结构简单、成本低。条码技术的特点条码技术的特点82、光学相关器相关定理2、光学相关器相关定理9光学相关器构成平行光仅当输入信号f(x，y)＝参考信号g(x，y)时，光强的积分c(0，0)才达到极大值．由此可以判定图形f(x，y)和g(x，y)的相似性．光学相关器构成平行光仅当输入信号f(x，y)＝参考信号g(10参考信号可以沿x或y方向平移，例如可以通过计算机控制的步进电机实施平移，从而相关峰的积分强度就是g(x,y)的位置(,)的函数，测得的相关函数c(,)将指示输信号f(x,y)与参考信号g(x,y)是否相同，并给出它们精确重合时的位置。平行光可用相干或非相干光。这一识别过程把输入与参考信号g(x，y)的相似性度量转化为一点的强度测量．平行光参考信号可以沿x或y方向平移，例如可以通过计算机控制的步进电11讨论f(x,y)和g(x,y)必须准确地叠合，以产生最大的积分强度峰．一旦两个图形有所错位，它们就不再准确地重合，从而探测到的强度峰迅速消失，f(x,y)就不能被识别。讨论f(x,y)和g(x,y)必须准确地叠合，以产生最大的122、局限性仅能判别两个完全一样方位相同的图形，倘若一个图形相对于另一个图形转过一个角度，或二者的比例有所不同，即便两个图形相同，此相关器是无法识别的。易识别印刷体字符，却无法识别手写体字符．可识别人脸的照片，但对真人的脸部的识别却无能为力2、局限性133、VanderLugt(范得勒)相关器VanderLugt相关器实时VanderLugt相关器VanderLugt相关器小型化旋转不变VanderLugt相关器比例不变VanderLugt相关器3、VanderLugt(范得勒)相关器VanderL14（1）范德勒光学相关器基本原理VLC复数滤波器的记录VLC识别ffff输入平面f(x,y)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1（1）范德勒光学相关器基本原理ffff输入平面傅立叶变换平面15（1）（4）g(x,y)yxvuff图4。3G(u,v)R(u,v)A、VLC复数滤波器的记录（1）g(x,y)yxvuff图4。3G(u,v)R(u,v16B、VLC识别滤波过程成像过程ffff输入平面f(x,y)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1B、VLC识别滤波过程ffff输入平面傅立叶变换平面输出平17（2）实时范德勒光学相关器VLC基本装置采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统实际应用举例（2）实时范德勒光学相关器VLC基本装置18A、

VanderLugt相关器基本装置应用上面的图像识别系统可以进行：

1.参考图像g(x,y)的匹配滤波器的拍摄

2。输入图像f(x,y)的辨认输入显微物镜准直物镜付氏透镜A、VanderLugt相关器基本装置19在这个图像识别系统中，如f(x,y)使用透明片输入，则为非实时化的。对于实时图象识别，可用透视型空间光调制器（SLM）来输入图形（例如液晶显示器LCD）。事先用CCD实时拍摄物体，并通过图像处理器把被拍摄的物体像显示在LCD上．输入显微物镜准直物镜付氏透镜在这个图像识别系统中，如f(x,y)使用透明片输入，则为非20Acronym

英文首字母缩写词LLens透镜PHPinHole针孔BSBeamSplitter分束器MMirror反光镜OBObjectBeam物光束RBReferenceBeam参考光束MSFMatchedSpatialFilter匹配滤波器VLCVanderLugtCorrelator万德勒相关器ADArrayDetector探测列阵CCDCharge-CoupledDevice电荷耦合器件LCDLiquidCrystalDisplay液晶显示(屏)SLMSpatialLightModulator空间光调制器LCLVLiquidCrystalLightValve液晶光阀CMOSComplementaryMetal-OxideSemiconductor

互补型金属氧化物半导体晶体管Acronym英文首字母缩写词L21B、采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统B、采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统22C、实际应用举例C、实际应用举例23（3）范德勒光学相关器的小型化光学成像导引头制导原理（3）范德勒光学相关器的小型化光学成像导引头制导原理24用于图像识别的相干光学相关系统用于图像识别的相干光学相关系统25光学信息处理第六章光学图像识别课件26光学信息处理第六章光学图像识别课件27CompactVanderLugtCorrelator（1）CompactVanderLugtCorrelator28CompactVanderLugtCorrelator（2）CompactVanderLugtCorrelator29CompactVanderLugtCorrelator（3）CompactVanderLugtCorrelator30（4）旋转不变范得勒光学相关器引言圆谐函数旋转不变VanderLugt相关器（4）旋转不变范得勒光学相关器引言31A、引言A、引言32如何实现旋转不变范得勒光学相关器？实现旋转不变的方法圆谐函数、梅林变换、综合鉴别函数(SDF)如何实现旋转不变范得勒光学相关器？实现旋转不变的方法33在输入函数为园(对称)函数f（r）的极特殊情形下，容易实现旋转不变识别；但一般输入函数都不是园函数。rB、圆谐函数在输入函数为园(对称)函数f（r）的极特殊情形下，容易实现34极坐标中有关光场函数的表达式0r.原输入函数原点处的相关输入函数旋转φ角后极:直:极坐标中有关光场函数的表达式0r.原输入函数原点处的相关输35C、旋转不变VanderLugt相关器将输入函数f(x,y)用极坐标表为f(r，)，并用园谐函数展开：旋转角后输入函数可表为在原点（0，0)的自相关可表为C、旋转不变VanderLugt相关器将输入函数f(x,y36将（1）式代入（4）式：将（1）式代入（4）式：37(5)式所示的相关函数包含了各级圆谐函数分量的贡献，当旋转角变化时，显然不满足旋转不变的条件．当参考信号中包含多个(大于一个)圆谐函数分量时相关输出是旋转可变的．(5)式所示的相关函数包含了各级圆谐函数分量的贡献，38当参考信号中仅包含一个(某一级)圆谐函数分量时就是否可以实现旋转不变？

代入(5)式，得到相关输出

相关函数的强度它与目标图形的旋转角无关，因而是旋转不变的．

当参考信号中仅包含一个(某一级)圆谐函数分量时就是否可以实现39ItisaconstantindependentofthetargetorientationItisaconstantindependento40光学信息处理第六章光学图像识别课件41(5)比例不变VanderLugt相关器比例不变又称尺度缩放不变，意思是说目标图形f(x,y)与参考图形相似时，仍有相关峰输出．比例不变范德勒相关器(5)比例不变VanderLugt相关器比例不变42结论：直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。

坐标的对数变换：

xlnx2xln2x=lnx+ln23xln3x=lnx+ln3------------------------NxlnNx=lnx+lnN直角坐标系对数坐标系A、直角坐标和对数坐标结论：直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。43直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。B、比例不变范德勒相关器设目标图形为引入下面的变量代换：图形函数借助于宗量、表为当原函数f(x,y)进行a倍的缩放时，直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。B、比例44讨论原来的图形函数与比例缩放后的图形函数的相关，相关峰的位移(-1，-1)指示了缩放的系数系统的输入信号为f(+1，

+1)MSF为变换后的参考信号f(

，)ffff输入平面f(+1，

+1)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1讨论原来的图形函数与比例缩放后的图形函数的相关，相关峰的位移45对数变换实现方法：电子学的方法实现光学方法：光学坐标变换器用实现用变焦镜(ZOOM)（机械的动作），非并行处理器对数变换实现方法：464、联合变换相关器起源基本原理4、联合变换相关器起源47（1）、光学联合变换相关器起源最早是由Weaver和Goodman，以及Rau提出来的（1）、光学联合变换相关器起源最早是由Weaver和G48（2）、基本原理透镜后焦面的振幅分布为（2）、基本原理透镜后焦面的振幅分布为49透镜后焦面的图形的光强（联合功率谱）分布为透镜后焦面的图形的光强（联合功率谱）分布为50是f(x，y)的自相关是f(x，y)的自相关51第二项为它可以表为它正是f(x，y)和g(x，y)的相关，只是在轴上平移一2a．第二项为52第三项正是g(x,y)和f(x，y)的相关，在轴上平移2a距离：第四项为g(x,y)的自相关．它与第一项重叠在输出平面中心附近，可以称之为0级项，它们不是信号．在f＝g相同的情况下，o2＝o3的函数形式相同．出现一对亮斑。第三项正是g(x,y)和f(x，y)的相关，在53两个互相关项o2和o3为一级项，是我们寻求的相关输出信号。它们在输出平面上沿轴分别平移2a和-2a．在f和g相同的情况下，o2和o3的函数形式相同．出现一对亮斑。输入功率谱图b,c的中心部分已被挡去请看下面的说明图：两个互相关项o2和o3为一级项，是我们寻求的相关输545、实时联合变换相关器特点记录和逆变换两个过程之间，有一个用平方律探测器把联合变换的复振幅谱转换为功率谱的中介过程早期的联合变换相关器实时联合变换相关器发展实现方法5、实时联合变换相关器特点55（1）、早期联合变换相关器联合变换谱记录：感光胶片记录经过显影、定影处理后，胶片的透过率近似正比于联合变换的功率谱相关：胶片用透镜进行逆变换，获得相关输出．这不是实时的处理.（1）、早期联合变换相关器联合变换谱记录：56（2）、实时联合变换相关器发展1981年，Pichon和Huignard实时记录联合变换的功率谱第一次用光折变晶体BSO(B12SiO20)．1984年，Yu和Lu实时可编程JTC方案平方律探测器LCLV在输入平面上采用计算机控制的磁光空间光调制器(MOSLM)1985年Loiseaux等实现实时平方律转换BSO液晶光阀(LCLV)．（2）、实时联合变换相关器发展1981年，Pichon和571987年，Yu等液晶电视(LCTV)电寻址SLM，用在输入面和谱面．计算机控制、CCD检测（平方率探测器记录输入信号的联合变换功率谱），探测信号再由LCTV显示出来，并有CCD探测相关输出。CCD探测面积10mm*10mm，包含512*512像素，分辨率达到51.2lp/mm。当时LCTV仅120*240像素，因此有效分辨率12lp/mm。特点:（1）未采用长焦变换透镜，JTC相当紧凑；

（2）用CCD探测功率谱，从而在第二次傅里叶变换前可以用各种数字处理技术提高系统的性能。

目前：光电混合系统1987年，Yu等58（3）、实现方法—基于杨氏干涉理论

杨氏条纹包络（3）、实现方法—基于杨氏干涉理论杨氏条纹包络59

杨氏条纹功率谱的包络（二维）功率谱示意图杨氏条纹功率谱的包络（二维）功率谱示意图60（2）杨氏条纹的傅立叶反变换包含两个亮斑(+1级和-1级衍射)及

0级(直流)光斑．这两个亮斑即相关峰．将3，4代入2得到自相关斑分别出现在（-2a,0）,(0,0)，(2a,0)三处。各相关峰的包络（2）杨氏条纹的傅立叶反变换包含两个亮斑(+1级和-1级衍射61功率谱的包络包络有所改变？例如功率谱的范围超过CCD的探测面，仅一部分功率谱被检测仍能观察到相关峰。相关峰的包络功率谱的包络包络有所改变？例如功率谱的范围超过CCD的探测面62JTC的优点是：参考图形简单，存储在计算机中，并用LCTV显示．探测联合变换功率谱是非线性处理过程选择功率谱的一部分来产生杨氏条纹．（对相关峰的形状并不特别感兴趣）采用短焦距傅里叶变换透镜＋放大透镜，系统总长度可大大缩短．JTC的优点是：63JTC的缺点功率谱受输入平面上所有信号和噪声的影响强烈地依赖信号和噪声的特性很难设计一个非线性函数来优化功率谱的探测．JTC的缺点64(4)联合变换相关器的应用目前的研究重点光电混合联合变换相关器结构典型应用(4)联合变换相关器的应用目前的研究重点65A、目前研究光电混合联合相关器输入图像处理有坐标对数变换网、迭代参考图像技术、边缘提取、互补编码参考图像、位置编码技术、基于综合识别函数的条纹调制法等联合功率谱的处理有功率谱二值化法、振幅补偿法、条纹调制法、二元相关峰值强度控制技术等输出平面处理统计学测试法、软阈值法A、目前研究光电混合联合相关器66应用领域字符识别研究自适应实时多目标跟踪的研究机器视觉中的应用研究车载联合变换相关器的路标识别研究在机器视觉和防伪技术中的应用研究三维跟踪的研究噪声对相关识别影响研依大小排列不透明微粒的研究光纤检测中的应用研究等。应用领域67B、光电混合联合相关器结构联合图像的获取部分图像输入部分光学联合变换相关处理部分输出信息探测接收部分计算机分析、控制和决策部分B、光电混合联合相关器结构联合图像的获取部分图像输入部分光学68三种基本结构三种基本结构69C、应用示例C、应用示例70指纹识别指纹识别71破损指纹识别破损指纹识别72实时二次曝光散斑术实时二次曝光散斑术73汽车牌照光电混合联合变换识别牌照的预处理字符的识别牌照的整体监控汽车牌照光电混合联合变换识别牌照的预处理74汽车牌照光电混合联合变换识别汽车牌照光电混合联合变换识别75光学信息处理第六章光学图像识别课件76光学信息处理第六章光学图像识别课件77旋转不变联合变换相关器（a）输入图像包含一系列“A”散步在其它字母中；（b）不论取向如何，每个字母“A”产生一个相关斑。参考g(x,y)从0到360度旋转，每隔一度取一个相关，得到（b）。旋转不变联合变换相关器（a）输入图像包含一系列78光学信息处理第六章光学图像识别课件79小结图像识别光学相关器VanderLugt相关器VanderLugt相关器实时VanderLugt相关器VanderLugt相关器小型化旋转不变VanderLugt相关器比例不变VanderLugt相关器联合变换相关器实时联合变换相关器小结图像识别80

第六章光学图像识别图像识别光学相关器VanderLugt相关器VanderLugt相关器实时VanderLugt相关器VanderLugt相关器小型化旋转不变VanderLugt相关器比例不变VanderLugt相关器联合变换相关器实时联合变换相关器第六章光学图像识别图像识别811、图像识别什么是光学图像识别光学图像识别的发展光学图像识别应用1、图像识别什么是光学图像识别82光学图像识别模式识别模式：一些供模仿用的、完美无缺的标本（广义）。模式识别：识别出特定客体所模仿的标本。光学模式识别相关方法频谱平面相关器(FrequencyPlaneCorrelator,简称FPC)联合变换相关器(JointTransformCorrelator，简称JTC)神经网络方法光学图像识别模式识别83光学相关图像识别发展始于40年代晚期和50年代1960年Cutrona提出，利用透镜进行傅立叶变换.1964VanderLugt在年提出复空间滤波，相关识别真正引起普遍关注的开发了各种技术、结构和算法，构造出高效的光学相关器来实现光学模式识别.第一个联合变换相关器（JTC）Weaver和Goodman在1966年提出的缺乏必要的接口设备，处于一种停滞的状态1984年Yu和Lu报道一种实时可编程接口的JTCJTC在不同的光学信息处理应用中扮演了重要的角色.光学相关图像识别发展始于40年代晚期和50年代84光学图像识别应用防伪技术条码技术计算机指纹扫描仪指纹确认2秒如美国Identix公司的指纹扫描设备在用一个右手指正确匹配上接近100%。军事上，导弹制导系统等医学上，特定细胞识别、计数光学图像识别应用防伪技术85二维条码二维条码卡一维条码条码技术二维条码二维条码卡一维条码条码技术86手持二用激光扫描器手持激光扫描器读取设备：向激光、CCD发展条码技术手持二用激光扫描器手持激光扫描器读取设备：向激光、CCD发展87条码技术的特点条码技术的特点1、简单。条码符号制作容易，扫描操作简单。2、信息采集速度快。条码扫描录入信息的速度是键盘录入的20倍。3、采集信息量大。一次可以采集几十位字符的信息。4、可靠性高。误码率百万分之一，首读率可达98％以上。5、灵活、实用。6、自由度大。7、设备结构简单、成本低。条码技术的特点条码技术的特点882、光学相关器相关定理2、光学相关器相关定理89光学相关器构成平行光仅当输入信号f(x，y)＝参考信号g(x，y)时，光强的积分c(0，0)才达到极大值．由此可以判定图形f(x，y)和g(x，y)的相似性．光学相关器构成平行光仅当输入信号f(x，y)＝参考信号g(90参考信号可以沿x或y方向平移，例如可以通过计算机控制的步进电机实施平移，从而相关峰的积分强度就是g(x,y)的位置(,)的函数，测得的相关函数c(,)将指示输信号f(x,y)与参考信号g(x,y)是否相同，并给出它们精确重合时的位置。平行光可用相干或非相干光。这一识别过程把输入与参考信号g(x，y)的相似性度量转化为一点的强度测量．平行光参考信号可以沿x或y方向平移，例如可以通过计算机控制的步进电91讨论f(x,y)和g(x,y)必须准确地叠合，以产生最大的积分强度峰．一旦两个图形有所错位，它们就不再准确地重合，从而探测到的强度峰迅速消失，f(x,y)就不能被识别。讨论f(x,y)和g(x,y)必须准确地叠合，以产生最大的922、局限性仅能判别两个完全一样方位相同的图形，倘若一个图形相对于另一个图形转过一个角度，或二者的比例有所不同，即便两个图形相同，此相关器是无法识别的。易识别印刷体字符，却无法识别手写体字符．可识别人脸的照片，但对真人的脸部的识别却无能为力2、局限性933、VanderLugt(范得勒)相关器VanderLugt相关器实时VanderLugt相关器VanderLugt相关器小型化旋转不变VanderLugt相关器比例不变VanderLugt相关器3、VanderLugt(范得勒)相关器VanderL94（1）范德勒光学相关器基本原理VLC复数滤波器的记录VLC识别ffff输入平面f(x,y)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1（1）范德勒光学相关器基本原理ffff输入平面傅立叶变换平面95（1）（4）g(x,y)yxvuff图4。3G(u,v)R(u,v)A、VLC复数滤波器的记录（1）g(x,y)yxvuff图4。3G(u,v)R(u,v96B、VLC识别滤波过程成像过程ffff输入平面f(x,y)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1B、VLC识别滤波过程ffff输入平面傅立叶变换平面输出平97（2）实时范德勒光学相关器VLC基本装置采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统实际应用举例（2）实时范德勒光学相关器VLC基本装置98A、

VanderLugt相关器基本装置应用上面的图像识别系统可以进行：

1.参考图像g(x,y)的匹配滤波器的拍摄

2。输入图像f(x,y)的辨认输入显微物镜准直物镜付氏透镜A、VanderLugt相关器基本装置99在这个图像识别系统中，如f(x,y)使用透明片输入，则为非实时化的。对于实时图象识别，可用透视型空间光调制器（SLM）来输入图形（例如液晶显示器LCD）。事先用CCD实时拍摄物体，并通过图像处理器把被拍摄的物体像显示在LCD上．输入显微物镜准直物镜付氏透镜在这个图像识别系统中，如f(x,y)使用透明片输入，则为非100Acronym

英文首字母缩写词LLens透镜PHPinHole针孔BSBeamSplitter分束器MMirror反光镜OBObjectBeam物光束RBReferenceBeam参考光束MSFMatchedSpatialFilter匹配滤波器VLCVanderLugtCorrelator万德勒相关器ADArrayDetector探测列阵CCDCharge-CoupledDevice电荷耦合器件LCDLiquidCrystalDisplay液晶显示(屏)SLMSpatialLightModulator空间光调制器LCLVLiquidCrystalLightValve液晶光阀CMOSComplementaryMetal-OxideSemiconductor

互补型金属氧化物半导体晶体管Acronym英文首字母缩写词L101B、采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统B、采用液晶光阀及电视显示终端的基本光学系统102C、实际应用举例C、实际应用举例103（3）范德勒光学相关器的小型化光学成像导引头制导原理（3）范德勒光学相关器的小型化光学成像导引头制导原理104用于图像识别的相干光学相关系统用于图像识别的相干光学相关系统105光学信息处理第六章光学图像识别课件106光学信息处理第六章光学图像识别课件107CompactVanderLugtCorrelator（1）CompactVanderLugtCorrelator108CompactVanderLugtCorrelator（2）CompactVanderLugtCorrelator109CompactVanderLugtCorrelator（3）CompactVanderLugtCorrelator110（4）旋转不变范得勒光学相关器引言圆谐函数旋转不变VanderLugt相关器（4）旋转不变范得勒光学相关器引言111A、引言A、引言112如何实现旋转不变范得勒光学相关器？实现旋转不变的方法圆谐函数、梅林变换、综合鉴别函数(SDF)如何实现旋转不变范得勒光学相关器？实现旋转不变的方法113在输入函数为园(对称)函数f（r）的极特殊情形下，容易实现旋转不变识别；但一般输入函数都不是园函数。rB、圆谐函数在输入函数为园(对称)函数f（r）的极特殊情形下，容易实现114极坐标中有关光场函数的表达式0r.原输入函数原点处的相关输入函数旋转φ角后极:直:极坐标中有关光场函数的表达式0r.原输入函数原点处的相关输115C、旋转不变VanderLugt相关器将输入函数f(x,y)用极坐标表为f(r，)，并用园谐函数展开：旋转角后输入函数可表为在原点（0，0)的自相关可表为C、旋转不变VanderLugt相关器将输入函数f(x,y116将（1）式代入（4）式：将（1）式代入（4）式：117(5)式所示的相关函数包含了各级圆谐函数分量的贡献，当旋转角变化时，显然不满足旋转不变的条件．当参考信号中包含多个(大于一个)圆谐函数分量时相关输出是旋转可变的．(5)式所示的相关函数包含了各级圆谐函数分量的贡献，118当参考信号中仅包含一个(某一级)圆谐函数分量时就是否可以实现旋转不变？

代入(5)式，得到相关输出

相关函数的强度它与目标图形的旋转角无关，因而是旋转不变的．

当参考信号中仅包含一个(某一级)圆谐函数分量时就是否可以实现119ItisaconstantindependentofthetargetorientationItisaconstantindependento120光学信息处理第六章光学图像识别课件121(5)比例不变VanderLugt相关器比例不变又称尺度缩放不变，意思是说目标图形f(x,y)与参考图形相似时，仍有相关峰输出．比例不变范德勒相关器(5)比例不变VanderLugt相关器比例不变122结论：直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。

坐标的对数变换：

xlnx2xln2x=lnx+ln23xln3x=lnx+ln3------------------------NxlnNx=lnx+lnN直角坐标系对数坐标系A、直角坐标和对数坐标结论：直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。123直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。B、比例不变范德勒相关器设目标图形为引入下面的变量代换：图形函数借助于宗量、表为当原函数f(x,y)进行a倍的缩放时，直角坐标系中的“缩放”相当于对数坐标系中的“平移”。B、比例124讨论原来的图形函数与比例缩放后的图形函数的相关，相关峰的位移(-1，-1)指示了缩放的系数系统的输入信号为f(+1，

+1)MSF为变换后的参考信号f(

，)ffff输入平面f(+1，

+1)傅立叶变换平面

T（u,v)输出平面yxuvF-1讨论原来的图形函数与比例缩放后的图形函数的相关，相关峰的位移125对数变换实现方法：电子学的方法实现光学方法：光学坐标变换器用实现用变焦镜(ZOOM)（机械的动作），非并行处理器对数变换实现方法：1264、联合变换相关器起源基本原理4、联合变换相关器起源127（1）、光学联合变换相关器起源最早是由Weaver和Goodman，以及Rau提出来的（1）、光学联合变换相关器起源最早是由Weaver和G128（2）、基本原理透镜后焦面的振幅分布为（2）、基本原理透镜后焦面的振幅分布为129透镜后焦面的图形的光强（联合功率谱）分布为透镜后焦面的图形的光强（联合功率谱）分布为130是f(x，y)的自相关是f(x，y)的自相关131第二项为它可以表为它正是f(x，y)和g(x，y)的相关，只是在轴上平移一2a．第二项为132第三项正是g(x,y)和f(x，y)的相关，在轴上平移2a距离：第四项为g(x,y)的自相关．它与第一项重叠在输出平面中心附近，可以称之为0级项，它们不是信号．在f＝g相同的情况下，o2＝o3的函数形式相同．出现一对亮斑。第三项正是g(x,y)和f(x，y)的相关，在133两个互相关项o2和o3为一级项，是我们寻求的相关输出信号。它们在输出平面上沿轴分别平移2a和-2a．在f和g相同的情况下，o2和o3的函数形式相同．出现一对亮斑。输入功率谱图b,c的中心部分已被挡去请看下面的说明图：两个互相关项o2和o3为一级项，是我们寻求的相关输1345、实时联合变换相关器特点记录和逆变换两个过程之间，有一个用平方律探测器把联合变换的复振幅谱转换为功率谱的中介过程早期的联合变换相关器实时联合变换相关器发展实现方法5、实时联合变换相关器特点135（1）、早期联合变换相关器联合变换谱记录：感光胶片记录经过显影、定影处理后，胶片的透过率近似正比于联合变换的功率谱相关：胶片用透镜进行逆变换，获得相关输出．这不是实时的处理.（1）、早期联合变换相关器联合变换谱记录：136（2）、实时联合变换相关器发展1981年，Pichon和Huignard实时记录联合变换的功率谱第一次用光折变晶体BSO(B12SiO20)．1984年，Yu和Lu实时可编程JTC方案平方律探测器LCLV在输入平面上采用计算机控制的磁光空间光调制器(MOSLM)1985年Loiseaux等实现实时平方律转换BSO液晶光阀(LCLV)．（2）、实时联合变换相关器发展1981年，Pichon和1371987年，Yu等液晶电视(LCTV)电寻址SLM，用在输入面和谱面．计算机控制、CCD检测（平方率探测器记录输入信号的联合变换功率谱），探测信号再由LCTV显示