光学图像相关matlab仿真.doc

目 录 摘 要 I Abstract II 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 本文研究内容、意义及发展方向 1 第2章 相关目标识别理论及仿真 4 2.1 光学图像识别技术的基本原理 4 2.1.1 Vander Lugt相关器原理 4 2.1.2 联合变换相关器原理 5 2.1.3 图像识别原理及光路图 7 2.2 MATLAB仿真实现 9 第3章 光学图像识别与防伪技术 13 3.1 系统描述 13 3.2 附加的安全措施 15 结论 16 参考文献 17 绪论 课题背景 光学图像识别技术是一种有较高鉴别率的技术，具有高度并行性、容量大、速度快的特点，特别适用于信息的快速和实时处理。光学相关是光学模式识别中的一种主要方法。无论是空间匹配滤波相关或是联合变换相关，都是基于对信息的光学傅里叶变换。现在，人们越来越倾向于采用光电混合的处理方式实现模式的识别，它由光学相关处理系统和计算机组成。光电混合模式识别具备光学处理系统的大信息容量和二位并行处理能力的同时，还具备数字处理系统灵活性好、精度高、便于控制和判断的能力。因此，光电混合光学模式识别是实现模式识别实用化的最可行方案。它已在导弹、火箭的导航系统上有着很成熟的应用。近年来，这一技术也广泛应用于一些民用领域，如：交通系统中的车辆牌照的识别、金融安全系统中个人签名、指纹的识别等。因而对这一技术进行深入的研究具有一定的实用意义，利用计算机对光学图像识别技术进行仿真研究，对于我们进行真实的光学图像识别技术的研究有帮助和借鉴作用，国外已经有人做了一些工作，而在国内，对这一技术进行仿真研究的文章却很少。 MATLAB是国际公认的优秀的数值计算软件。利用它提供的丰富的图像处理函数，我们可以很方便地模拟某些真实光学系统对图像的处理。例如：可以对图像进行傅里叶变换和傅里叶逆变换，可以仿真实现对图像的空间滤波等。我们用MATLAB对光学图像识别相关器进行仿真，能得到较好的仿真结果。 本文研究内容、意义及发展方向 光学相关模式识别主要分为空间匹配滤波相关识别和联合变换相关识别两大类。1962年，McLachlan提出利用光学相关实现模式识别的想法，1964年A.Vander Lugt 提出使用离轴全息方法制作复空间匹配滤波器，设计了匹配滤波相关器(Vander Lugt Correlator, VLC)。由于匹配滤波相关识别需要预先制作滤波器，并且滤波器的中心必须与目标频谱面的中心完全重合，操作繁琐且实时性差，1966年，C.S.Weaver、J .W.Goodman 和J.E.Rau提出了联合变换光学相关的基本理论，设计了联合变换相关器。这种相关器克服了Vander Lugt 相关器需要提前制作滤波器和调试要求苛刻的缺点，操作灵活方便。由于是将参考图像和目标图像同时输入光学系统，联合变换相关器比 Vander Lugt 相关器有更好的实时处理能力，代表了光学相关器的发展方向。 首先，车牌识别技术在提高高速公路收费站效率方面起着至关重要的作用。由于高速公路运输中传统的人工收取通行费方法效率低下，而近几年不断增大的交通流量，往往使得各式车辆在收费管卡处滞留形成“瓶颈”，不能完全发挥出高速公路的优点，这个问题如得不到解决，势必影响交通运输线的畅通，甚至导致直接或间接的经济损失。不停车自动收费系统是解决这一问题的有效方法之一，该系统的启用将大大提高收费站各通道的处理能力，减少车辆通过的时间。目前，类似的自动收费系统在美国和欧洲一些发达国家已经得到使用推广，据资料表明：高速公路自动收费站车辆的平均通过速度为每小时 1500 辆，而在装有自动收币机的收费站为每小时 650 辆，人工收费则最多为每小时 350 辆。随着该系统的推广使用，收费站前的车辆赌塞和交通拥挤的情况得到缓解，可以为过往车辆节约运营时间，这对于长途旅客运输和商用货物运输也显得尤为重要。此外，由于不停车收费系统的自动化水平高、收费迅速而便捷、管理统一规范，对杜绝高速公路人为的“乱收费”现象也具有特别重要的意义。 其次，机动车闯红灯是日常交通管理中常见的交通违法现象，不仅扰乱了正常的交通秩序，也是造成机动车交通事故的主要原因之一。因此采用现代化的先进技术，采用智能化的交通控制和管理，为公安交通管理部门提供强有力的执法证据，对改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故、促进社会的进一步发展都具有重大的社会意义。所以，作为智能交通系统的一个重要分支，电子警察系统综合利用网络、数字图像处理、小波、神经网络、通讯、数学形态学等先进技术对闯红灯这种交通违法现象进行抓拍和处理，为公安交通部门提供强有力的执法证据，对改善交通秩序、保障交通安全、提高道路交叉口通行能力、减少交通事故等都起到了重要作用。 此外，在大型停车场等系统的