基于摻鐵鈮酸鋰的體全息相關(guān)識別系統(tǒng)的研究.pdf

1、信息技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展對信息存儲技術(shù)提出了更高的要求。體全息存儲技術(shù)以其存儲密度高、存儲容量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)搜索時間短等優(yōu)勢成為一種頗具潛力的海量信息存儲技術(shù)。而基于體全息的相關(guān)識別技術(shù)是一種新興的光學(xué)模式識別技術(shù)。它通過角度復(fù)用光學(xué)體全息存儲技術(shù)將圖像庫存儲在光折變晶體中，建立識別模板庫。當輸入載有待識別圖像信息的物光時，產(chǎn)生一系列與模板庫對應(yīng)的相關(guān)峰，各個相關(guān)峰強度正比于待識別圖像與相應(yīng)模板的相似度。傳統(tǒng)的目標識別方

2、式受限于數(shù)字計算機的串行依次處理，其識別時間與模板庫的大小成正比，尤其是對海量模板的匹配，其時間開銷是巨大的。而體全息相關(guān)識別技術(shù)是一種并行處理技術(shù)，待識別目標只需經(jīng)過一次并行處理就能完成與模板庫中所有模板的匹配處理，其識別時間與模板庫大小無關(guān)。
　　本論文主要以摻鐵鈮酸鋰晶體為存儲介質(zhì)，進行基于光折變體全息的相關(guān)識別系統(tǒng)的研究。在傳統(tǒng)熱固定技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合考慮動態(tài)范圍和熱固定效率對存儲過程的影響，對各種參數(shù)進行了優(yōu)化處理。當存

3、儲介質(zhì)同一體積內(nèi)存儲的全息圖數(shù)量很大時，在采用順序曝光時序進行存儲的過程中，最早存儲全息圖的曝光時間較長，光致散射比較嚴重，不利于識別準確率的提高。為了解決這個問題，并得到更理想的熱固定效率，本論文還介紹了分批熱固定理論，研究了批間光擦除時間常數(shù)對存儲過程的影響，最終實現(xiàn)了分批熱固定后衍射效率的均勻化。
　　以薄晶體為存儲介質(zhì)，根據(jù)離焦相關(guān)識別系統(tǒng)的位移不變性，論文進行了以人耳為識別目標的實時圖像識別。在存在一定程度平移、變形或旋

4、轉(zhuǎn)等畸變的情況下，準確實現(xiàn)了同一類別圖像不同模板的歸類識別。對于非實時圖像，我們以厚晶體為存儲介質(zhì)，利用其大的動態(tài)范圍，大大提高了同一體積內(nèi)可以存儲的識別模板的數(shù)量。在不考慮圖像畸變的情況下，論文第四章采用相關(guān)系數(shù)模板的識別算法，實現(xiàn)了1000幅圖像分批熱固定后的并行識別。
　　為了提高識別系統(tǒng)的實用化，我們在第五章進行了可攜式識別系統(tǒng)的研究。采用反射式光路，用會聚的參考光進行存儲，將參考光光路去除后，保留激光光源和物光光路進行單

5、獨的設(shè)計和包裝，得到尺寸為350×200×70mm3的可攜式相關(guān)識別系統(tǒng)。
　　我們還在第五章對相關(guān)識別系統(tǒng)進行了一些改進。首先，提出了分維角度-空間復(fù)用的存儲方法。在相關(guān)識別系統(tǒng)中，這種復(fù)用方法可以有效的提高存儲密度，更充分地利用晶體的動態(tài)范圍。其次，為進一步提高體全息相關(guān)識別系統(tǒng)的識別速率，我們以端面為正方形的長條狀Zn:Fe:Mn:LiNbO3晶體為存儲介質(zhì)，在物光固定不動的情況下實現(xiàn)了多個空間位置處的分維角度復(fù)用存儲。在識