基于lcos光学相关识别的研究

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1、基于LCOS的光学相关识别研究中文摘要基于LCOS的光学相关识别研究中文摘要光学模式识别中，匹配滤波相关器因具有定位准确、输出信噪比高的特点得到了广泛地应用。在众多的滤波型空间光调制器中，硅基液晶(LiquidCrystalOnSilicon，LCOS)因开口率大，振幅均匀和相位连续调制等优点，已成功应用于无畸变字母的识别，但是将LCOS应用于畸不变识别还未见相关报道。本文将优化算法引入到滤波器设计中，研究了一种改进型的LCOS相关器，用以实现畸不变识别。论文首先介绍了光学模式识别的发展以及国内外研究现状，综合叙述了匹配滤波相关器的识别原理、滤波器评价标准和畸变对识别影响。深入研究了实现畸不变

2、识别的方法，在总结综合鉴别条件的基础上，提出了改进型滤波器，使其相关性能更加优越。针对LCOS纯相位的调制特点，分别利用欧式距离法、连续迫使法、松弛迭代法，设计了相位型畸不变滤波器，并对算法做了适当改进，为LCOS相关器实现模式识别提供了理论指导。详细介绍了LCOS的基本结构和光波调制原理，当光波的偏振方向与液晶分子的光轴相一致时，LCOS处于纯相位调制模式。利用条纹移动法和面形测量法对LCOS的相位调制特性进行了测试，得到其调制范围为0~-0.7349，并在此调制范围的基础上，对滤波器进行了优化编码，使得在此编码状态下，滤波器具有最大的相关峰能量。实验方面，(1)利用自行搭建的LCOS相

3、关器实现了自相关和互相关识别，较好地区分了目标的真伪；(2)研究了LCOS相关器的畸不变识别特性，利用连续相位滤波器，分别实现了-90°~90°旋转以及0.55~1.45倍缩放范围的畸不变识别；(3)提出了利用LCOS相关器实现目标姿态估计的方法，采用不同畸变容限的滤波器构建分层结构，只需要识别31次，就能精确地获得目标的姿态。关键词：相关器，LCOS，畸不变，综合鉴别条件作者：汤明川指导教师：吴建宏I英文摘要基于LCOS的光学相关识别研究OpticalCorrelationRecognitionBasedOnLCOSAbstractDuetothecharacteristicsofaccur

4、atepositioningandhighsignal-to-noiseratio,VanderLugtcorrelatoriswidelyusedinopticalpatternrecognition.AmongsomanytypesofSpatialLightModulator,LiquidCrystalOnSilicon(LCOS)succeedsinservingasamatchedfilerfortherecognitionoftheletterswithoutdistortionowningtoitslargeopenrate,uniformamplitudeandcontinuo

5、usphasemodulationcharacteristics.ThatLCOSisappliedindistortions-invariantrecognitionisscarcelyreported.Inthispaper,amodifiedreal-timeVanderLugtcorrelatorbasedontheLCOSispresentedbymeansofapplyingoptimizationalgorithmstothedesignofthefiltersothatthecorrelatorcanbeinvarianttothedistortionswhilemaintai

6、ninggoodrecognitionperformance.Firstly,thedevelopmentandprogresshomeandabroadofopticalpatternrecognitionarepresented.AreviewisgivenonVanderLugtcorrelator,themeasuresforfilterandinfluencesofdistortions.Thentherealizationmethodsofdistortions-invariantareresearched.Onthebasisofsyntheticdiscriminationfu

7、nction,amodifiedfilterisputforwardsothattheperformanceofthecorrelatorismoresuperior.AllowingforthephasemodulationcharacteristicsofLCOS,thephase-onlyfilteriscalculatedbyEuclideandistance,Successive-for