矩陣乘法的光學(xué)實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中，許多科學(xué)計(jì)算問(wèn)題往往都能夠轉(zhuǎn)化為矩陣運(yùn)算。矩陣乘法是矩陣操作中的一種基本運(yùn)算，在線(xiàn)性方程組求解、工程技術(shù)控制、圖像圖形處理中應(yīng)用廣泛。光學(xué)信息處理技術(shù)具有并行性、超高速、大容量、空間互聯(lián)性等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的快速處理。光學(xué)矩陣乘法運(yùn)用光學(xué)信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)矩陣相乘，充分體現(xiàn)光學(xué)信息處理技術(shù)的并行性及超高速的特點(diǎn)，有效提高計(jì)算效率。為此，本論文提出一種矩陣—矩陣相乘的光學(xué)實(shí)現(xiàn)方法。具體如下：
　　1、分析矩陣相

2、乘理論并結(jié)合光學(xué)4f系統(tǒng)原理，提出基于卷積運(yùn)算的矩陣相乘方法。
　　2、建立矩陣相乘與光學(xué)濾波器關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。提出光學(xué)矩陣相乘濾波器的編碼方法以及相應(yīng)的解碼方法。根據(jù)實(shí)際光學(xué)4f系統(tǒng)中圖像加載設(shè)備和圖像采集設(shè)備對(duì)空、頻域?yàn)V波器的特殊要求，對(duì)空域?yàn)V波器進(jìn)行正負(fù)分開(kāi)存儲(chǔ)，對(duì)頻域?yàn)V波器進(jìn)行歸一化和量化處理，設(shè)計(jì)得到非負(fù)的光學(xué)矩陣相乘濾波器。另外，針對(duì)4f系統(tǒng)中圖像空間頻率特性、空間濾波范圍受限以及系統(tǒng)噪聲的影響，給出了不同加工方式下輸

3、入圖像、光學(xué)濾波器圖像的物理尺寸。
　　3、采用光學(xué)4f系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)矩陣相乘。輸入矩陣圖像和濾波器圖像通過(guò)振幅型SLM分別加載放置在系統(tǒng)的輸入面和頻譜面，在輸出面放置CCD采集光學(xué)矩陣卷積的結(jié)果，最后根據(jù)空域光學(xué)矩陣濾波器編碼方法進(jìn)行相應(yīng)的解碼，得到光學(xué)矩陣相乘結(jié)果。
　　4、在對(duì) CCD采集到的光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像解碼前需要進(jìn)行閾值分割以及量化來(lái)保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度，后續(xù)還需去歸一化、正負(fù)分量相減等后處理操作。
　　本論文利用