基于摻鐵鈮酸鋰的體全息相關識別系統(tǒng)的研究.pdf

1、信息技術和計算機技術的高速發(fā)展對信息存儲技術提出了更高的要求。體全息存儲技術以其存儲密度高、存儲容量大、數據傳輸速率高、數據搜索時間短等優(yōu)勢成為一種頗具潛力的海量信息存儲技術。而基于體全息的相關識別技術是一種新興的光學模式識別技術。它通過角度復用光學體全息存儲技術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，產生一系列與模板庫對應的相關峰，各個相關峰強度正比于待識別圖像與相應模板的相似度。傳統(tǒng)的目標識別方

2、式受限于數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。而體全息相關識別技術是一種并行處理技術，待識別目標只需經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。
　　本論文主要以摻鐵鈮酸鋰晶體為存儲介質，進行基于光折變體全息的相關識別系統(tǒng)的研究。在傳統(tǒng)熱固定技術的基礎上，綜合考慮動態(tài)范圍和熱固定效率對存儲過程的影響，對各種參數進行了優(yōu)化處理。當存

3、儲介質同一體積內存儲的全息圖數量很大時，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，根據離焦相關識別系統(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，利用其大的動態(tài)范圍，大大提高了同一體積內可以存儲的識別模板的數量。在不考慮圖像畸變的情況下，論文第四章采用相關系數模板的識別算法，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、獨的設計和包裝，得到尺寸為350×200×70mm3的可攜式相關識別系統(tǒng)。
　　我們還在第五章對相關識別系統(tǒng)進行了一些改進。首先，提出了分維角度-空間復用的存儲方法。在相關識別系統(tǒng)中，這種復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，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用存儲。在識