基于双二次微分的联合变换相关识别.pdf

光 学 学 报 VoL．18．No．10 ACTA oPTICA SINICA October．1998 ^．， 第 ． 第 加 基于双二次微分的联合变换相关识别 一一 m 月 朗 1^， ， 陈祯培-盟 T 。／ n 2)．四川联鲁合奕大荔学应青用数学禁系，成都成6都1006盯4咖J)L0t)(J 摘 要 提出一种提高联台相关识别的有效方法，该方法通过对识别图像和联合变换功率谱分别 进行二次微分，抽取识别图像的特征信息，增强联合变换功率谱中调制条纹的对比度和调制条纹 的结构．有效地提高了联合变换相关器的相关输出；在此基础上，构造了基于双二次微分的l，实 时光电联台相关识别系统，实验结果表明：该方法较二元联台变换相关，提高了图像相关识别能 词 壁鱼奎 - 1 引 言 图像的光学相关识别有两类基本方法：1)匹配空间滤波相关 (MSF)；2)联合变换相关 (JTC)。与匹配滤波相关相比，联合变换相关不需要制作和精确复位复空间匹配滤波器的问 题，并随着液晶光阀(LCLV)和液晶电视 (LCTV)等实时器件的性能不断发展和完善 ，因而易 于实现实时相关识别。 经典的联合相关器 (CJTC)的相关识别能力较低，为了提高联合变换相关的相关识别能 力，Javidi提出对联合功率谱(JTPS)取闽值进行二值化为(一l，+1)或(0，1)的二元相关器 (RlTc)，可以产生较好的相关输出。。；但二元相关器存在的不足一是确定二值化功率谱的 阈值而需要较大计算量∞]，二是以固定的阚值二值化联合功率谱使其高频成分损失较多，输 出面的相关峰值不够强。Alam等提出对输入的联合图像进行预处理的相关器(PJTC)，它采 用梯度算子Robert提取出图像的特征，消除其冗余信息，来获得较尖锐的相关峰 ．Zhong 等提出用差分的方法，对功率谱进行微分处理的微分相关器(D3TC)以及其二值化的形式 (DBJTC)，通过计算机模拟显示该联合相关器可得到强而尖锐的相关峰 一。 由于联合变换相关输出结果，不仅与输入待识别图像的特征信息，而且还与联合变换功 率谱的调制条纹的对比度以及调制条纹的结构密切相关l6]。对此，本文提出对识别图像和联 合变换功率谱分别进行二次微分处理的双微分的联合相关器(2DJTC)及其二值化的形式 (2DBJTC)。该方法根据数字图像边缘增强技术，采用二次微分，抽取待识别物的特征信息， 增强功率谱的调制条纹的对比度，压低其动态范围以丰富功率谱高频区的条纹结构，从而大 大提高图像的相关的识别能力。在光学相关识别的研究中，建立了基于双二次微分的l，实时 收稿 日期：t997—06—02；收到修改稿 日期 ：1997-IG20 …—丁—r— 10期 陈怀新等： 基于积二次微分的联合变换相关识别 光电混合相关器，并与通常的二元联合相关器进行了对比实验，输出的相关信号在相关峰、 峰边比、信噪比、半宽度等方面都有明显的改善，具有较好的图像相关识别能力。 2 分 析 典型的联合变换相关器的原理结构如图l所示。设输入面中放置的目标图像和参考图像 分别为s 一 ，)和r(+。，)，它们的中心分别位于(，0)和(一。，。)处，即输入的联合 图像为