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1、华南师范大学学报(自然科学版)2004年11月JOURNALOFSOUTHCHINANORMALUNIVERSITY2004年第4期Nov.2004(NATURALSCIENCEEDITION)No.4,2004文章编号:1000-5463(2004)04-0070-04光学图像识别相关器的MATLAB仿真林睿,常鸿森,李榕(华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510631)摘要:利用MATLAB提供的图像处理函数来模拟光学图像识别相关器对图像的识别,得到较好
2、的仿真结果.关键词:MATLAB仿真;4f光学成像系统;VanderLugt相关器;联合变换相关器中图分类号:TP391.41;TP391.9文献标识码:ASIMULATIONOFTHEOPTICALCORRELATORINIMAGERECOGNITIONBYUSINGMATLABLINRui,CHANGHong-sen,LIRong(SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngeneering,SouthChinaNormalUniversity,Guangzho
3、u510631,China)Abstract:Itcanusecomputersimulationtostudythetechnologyofopticalimagerecognition.ThisarticleproposesanovelmethodtosimulatetheopticalcorrelatorinimagerecognitionbyusingtheimageprocessingfunctionsprovidedbyMATLAB.Inthesimulationexperiments,t
4、heresultswhicharealmostconsistentwiththerealopticalpatternrecognitionexperimentscanbeobtained.Keywords:MATLABsimulation;4fopticalimagingsystem;VanderLugtcorrelator;jointtransformcorrelator光学图像识别技术是一种有较高鉴别率的技术,它已在导弹、火箭的导航系统上有着很成熟的应用.近年来,这一技术也广泛应用于一些民用
5、领域,如:交通系统中的车辆牌照的识[1][2]别、金融安全系统中个人签名、指纹的识别等.因而对这一技术进行深入的研究具有一定的实用意义.利用计算机对光学图像识别技术进行仿真研究,对于我们进行真实的光学图像[3]识别技术的研究有帮助和借鉴作用.国外已经有人做了一些工作,而在国内,对这一技术进行仿真研究的文章却很少.[4,5]MATLAB是国际公认的优秀的数值计算软件,利用它提供的丰富的图像处理函数,我们可以很方便地模拟某些真实光学系统对图像的处理,例如:可以对图像进行傅里叶变换和傅[6]里叶逆变换,可以仿
6、真实现对图像的空间滤波等.我们用MATLAB对光学图像识别相关器收稿日期:2003-12-24基金项目:广东省自然科学基金资助项目(021089)作者简介:林睿(1972-),男,重庆人,华南师范大学2002级硕士研究生;常鸿森(1944-),男,广东广州人,华南师范大学教授.第4期林睿等:光学图像识别相关器的MATLAB仿真71进行仿真,能得到较好的仿真结果.1光学图像识别技术的基本原理光学图像识别技术有两种重要的实现[2]方法,其一是采用VanderLugt相关器实[1,2]现;其二
7、是采用联合变换相关器实现.这两种方法相同之处是它们都采用了4f光学成像系统.如图1所示.其中,I平面为输入平面,T平面为频谱平面,O平面为输图14f光学成像系统出平面,L1、L2为傅里叶透镜.下面分别介绍这两种方法.1.1VanderLugt相关器原理VanderLugt相关器对图像的识别是在空间滤波的基础上实现的,其方法是在4f系统的频率平面上放置一个匹配滤波器,在频率域中对输入信号进行相位补偿,从而在输出平面上产生会聚的相关光斑.如果目标图像为i(x,y),其频谱为I(fx,fy)=F{i(x,
8、y)}(F{*}为傅里叶变换算符),*则匹配滤波器为目标图像频谱的复共轭,即I(fx,fy).将待识别的图像g(x,y)放置在4f系统的输入平面上,将匹配滤波器放置在4f系统频谱*平面,在单色平行相干光的照明下,经过空间滤波后,频谱平面上的频谱为G(fx,fy)I(fx,fy),其中G(fx,fy)为g(x,y)的频谱,即G(fx,fy)=F{g(x,y)}.则在4f系统输出平面上能得到的图像为-1*o(x,y)=F{G(fx,fy)I
