基于摻鐵鈮酸鋰的體全息相關(guān)識(shí)別系統(tǒng)的研究.pdf

1、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)信息存儲(chǔ)技術(shù)提出了更高的要求。體全息存儲(chǔ)技術(shù)以其存儲(chǔ)密度高、存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高、數(shù)據(jù)搜索時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)成為一種頗具潛力的海量信息存儲(chǔ)技術(shù)。而基于體全息的相關(guān)識(shí)別技術(shù)是一種新興的光學(xué)模式識(shí)別技術(shù)。它通過(guò)角度復(fù)用光學(xué)體全息存儲(chǔ)技術(shù)將圖像庫(kù)存儲(chǔ)在光折變晶體中，建立識(shí)別模板庫(kù)。當(dāng)輸入載有待識(shí)別圖像信息的物光時(shí)，產(chǎn)生一系列與模板庫(kù)對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰，各個(gè)相關(guān)峰強(qiáng)度正比于待識(shí)別圖像與相應(yīng)模板的相似度。傳統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別方

2、式受限于數(shù)字計(jì)算機(jī)的串行依次處理，其識(shí)別時(shí)間與模板庫(kù)的大小成正比，尤其是對(duì)海量模板的匹配，其時(shí)間開銷是巨大的。而體全息相關(guān)識(shí)別技術(shù)是一種并行處理技術(shù)，待識(shí)別目標(biāo)只需經(jīng)過(guò)一次并行處理就能完成與模板庫(kù)中所有模板的匹配處理，其識(shí)別時(shí)間與模板庫(kù)大小無(wú)關(guān)。
　　本論文主要以摻鐵鈮酸鋰晶體為存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)行基于光折變體全息的相關(guān)識(shí)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(dòng)態(tài)范圍和熱固定效率對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程的影響，對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化處理。當(dāng)存

3、儲(chǔ)介質(zhì)同一體積內(nèi)存儲(chǔ)的全息圖數(shù)量很大時(shí)，在采用順序曝光時(shí)序進(jìn)行存儲(chǔ)的過(guò)程中，最早存儲(chǔ)全息圖的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，光致散射比較嚴(yán)重，不利于識(shí)別準(zhǔn)確率的提高。為了解決這個(gè)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(shí)間常數(shù)對(duì)存儲(chǔ)過(guò)程的影響，最終實(shí)現(xiàn)了分批熱固定后衍射效率的均勻化。
　　以薄晶體為存儲(chǔ)介質(zhì)，根據(jù)離焦相關(guān)識(shí)別系統(tǒng)的位移不變性，論文進(jìn)行了以人耳為識(shí)別目標(biāo)的實(shí)時(shí)圖像識(shí)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(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了同一類別圖像不同模板的歸類識(shí)別。對(duì)于非實(shí)時(shí)圖像，我們以厚晶體為存儲(chǔ)介質(zhì)，利用其大的動(dòng)態(tài)范圍，大大提高了同一體積內(nèi)可以存儲(chǔ)的識(shí)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(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)了1000幅圖像分批熱固定后的并行識(shí)別。
　　為了提高識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用化，我們?cè)诘谖逭逻M(jìn)行了可攜式識(shí)別系統(tǒng)的研究。采用反射式光路，用會(huì)聚的參考光進(jìn)行存儲(chǔ)，將參考光光路去除后，保留激光光源和物光光路進(jìn)行單

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