联合变换相关器

联合变换相关器目录光学相关识别JTC基本原理JTC系统分析计算机仿真2023/2/3联合变换相关器21.光学相关识别定义：应用光学变换相关的方法，从混乱的图像信息中找出所需要的目标图像，来达到识别目标图像信息的目的。过程：首先利用光学的方法获取可以描述目标图像信息光学特征的参数，然后再利用光学相关运算器进行判别并做出决定的过程。特点：快速、便捷、可并行处理2023/2/3联合变换相关器31.光学相关识别光学相关运算器匹配滤波器联合变换相关器2023/2/3联合变换相关器42023/2/3联合变换相关器5匹配滤波器1.光学相关识别最早是在1964年，由VanderLugt提出和设计的。2023/2/3联合变换相关器6匹配滤波器1.光学相关识别优点：目标识别速度非常快——光做傅里叶变换；信息容量非常大；不足：需提前制作滤波器——缺乏灵活性——不能实时处理；滤波器中心必须与目标图像的频谱中心完全重合；2023/2/3联合变换相关器光电匹配滤波器1.光学相关识别集合计算机系统和传统匹配滤波系统的相关器。7空间光调制器(SLM)：基本功能是调制与写入功能。可改变空间上光分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光转化成相干光。2023/2/3联合变换相关器8光电匹配滤波器1.光学相关识别优点：原理简单，信噪比高；利用空间光调制器实现实时测量；通过计算机运算，方便提取相关峰；不足：空间光调制器输入动态范围低，带来噪声；必须用均匀光场照射空间光调制器；需要对滤波器和透镜进行精准校对；系统尺寸大，不利于小型化和集成化；联合变换相关器1.光学相关识别2023/2/3联合变换相关器9联合变换相关方法由C.S.Weaver和J.W.Goodman于20世纪60年代初提出。2023/2/3联合变换相关器10光电联合变换相关器1.光学相关识别2023/2/3联合变换相关器11光电联合变换相关器1.光学相关识别特点：不需要专门制作滤波器；不存在滤波器与透镜精确对准问题；频谱面不需要高分辨率的空间光调制器；系统结构紧凑，便于集成化；2.1JTC基本原理联合图像光强分布

过FTL1后在傅里叶面的频谱2023/2/3联合变换相关器12

2.1JTC基本原理联合功率谱2023/2/3联合变换相关器13过FTL2后在傅里叶面的频谱

2.1JTC基本原理过FTL2后在傅里叶面的频谱2023/2/3联合变换相关器14

互相关自相关2.1JTC基本原理2023/2/3联合变换相关器15

一、四项分别为目标模式和参考模式的自相关,处于输出平面的中心原点周围；二、三项为目标模式和参考模式之间的互相关项,分别处于输出平面的(2a,o)和（-2a,0)两点周围；2.1JTC基本原理2023/2/3联合变换相关器16

结论：通过探测输出平面的光强度分布,尤其是(-2a,0)和(2a,0)处的光强度分布情况,就可以得知目标模式和参考模式之间的相关程度。在t和r相同的情况下，二、三项的函数形式相同。因此(-2a,0)和(2a,0)处有足够锐利的亮斑，则可知目标模式和参考模式相关度较大，从而可以认为二者相同；而如果(-2a,0)和(2a,0)周围没有足够锐利的亮斑,只有输出平面的中心由较大的亮斑,则可以知道目标模式和参考模式相关度较小；2.2JTC平移不变性2023/2/3联合变换相关器17平移不变性：当目标模式的坐标发生平移时,联合变换相关器对目标模式的识别结果不变。

物面的联合光强分布2.2JTC平移不变性2023/2/3联合变换相关器18

2.2JTC平移不变性2023/2/3联合变换相关器19未平移输出面分布

平移后输出面分布

2023/2/3联合变换相关器203.JTC系统参数关系探测器分辨率要求零级光栅分离条件联合功率谱比例变化3.1探测器分辨率要求2023/2/3联合变换相关器21联合功率谱光栅结构干涉条纹

JTC产生的相关信号与零级光斑的距离为：

(-2a,0)和(2a,0),接收面相关与零级距离为：

3.1探测器分辨率要求2023/2/3联合变换相关器22CCD的分辨率：

3.2零级光斑分离条件2023/2/3联合变换相关器23

目标图与参考图的距离应满足：3.2零级光斑分离条件2023/2/3联合变换相关器24

探测器分辨率要求：结论：

若要得到与零级衍射光斑相分离的相关信号，输入面上的两图像间的距离越大越好，这就要求探测器的分辨率更高。在兼顾信号分离与探测器分辨率时，应取适中值。3.3联合功率谱比例变化2023/2/3联合变换相关器25

3.3联合功率谱比例变化2023/2/3联合变换相关器26

4.计算机仿真参考图像第一组：相同2023/2/3联合变换相关器27第二组：部分相同第三组：不相同2023/2/3联合变换相关器284.计算机仿真4.计算机仿真参考图像目标图像2023/2/3联合变换相关器29第一组：相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器30第一组：相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器31第一组：相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器32第一组：相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器33第一组：相同参考图像目标图像4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器34第二组：部分相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器35第二组：部分相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器36参考图像目标图像第三组：不相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器37第三组：不相同4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器38结论4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器3991%94%97%100%4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器4091%94%97%100%4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器4191%94%97%100%4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器4291%94%97%100%4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器4391%94%97%100%4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器44结论：

在其他条件不变时，随着目标图与参考图的大小差距越来越大，相关峰越来越小，传统联合变换相关器对输入图像的大小变化敏感。要求目标图像与参考图像的大小相同。4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器45

4.计算机仿真2023/2/3联合变换相关器46结论：

在其他条件不变时，随着目标图与