基于比累对切透镜的联合菲涅耳变换相关器特性研究

相关器的特性变化规律对其实际应用中参数的设定具有重要的指导意义。针对基于比累对切透镜的联合菲涅耳变换相关器,通过数值仿真详细分析了比累对切透镜缝宽变化对相关器输出特性和空变特性的影响。结果表明,比累对切透镜缝宽能一定程度地控制联合菲涅耳变换功率分布的有效面积、相关峰的尖锐度及其空变特性的敏感度。实验采用纯相位空间光调制器编码比累对切透镜相位掩模替代实体透镜的方式搭建了相关器,实验结果与仿真结果一致性好,进一步验证了上述结论的正确性。     

基于空间调制器的透镜设计与成像研究

为了研究利用空间光调制器制作的菲涅尔透镜的特性,基于标量衍射理论推导了透镜的相位分布函数,建立了菲涅尔透镜的模型;并通过实验测量了空间光调制器的相位—灰度特性曲线,得到了相位与灰度的函数关系.制作了焦距为100 mm和150 mm的菲涅尔透镜相位灰度图.通过实验研究了该菲涅尔透镜成放大实像和缩小实像的成像规律;结果表明...     

菲涅耳全息投影中零级光的消除

采用菲涅耳相位全息图进行全息投影显示时,再 现像的视觉效果受到空间光调制器(SLM)像素结构引起 零级光的影响。为消除零级光的影响,本文基于原有的菲涅耳全息投影系统,在SLM后面引 入成像透镜, 并在透镜的后焦面设置高通滤波器以滤除零级光。为抵消成像透镜引起 的相位变化,通过引入发散球面, 实现调节全息再现像成像位置的目的。实验结果表明,在 不改变菲涅耳相位全息图重构距离的情况下,可以有效消除零级光对全息再现像的影响。     

一种分数相关尺度畸变不变识别新方法

推导了“菲涅耳衍射透镜相位变换”及“透镜相位变换菲涅耳衍射”两种光学单元所遵从的约束关系,并基于此提出了一种分数相关尺度畸变不变识别方法。数值模拟试验结果表明,对于一个尺度畸变的待识别输入,当传统相关已无法正确识别时,该方法仍能够较好地识别畸变目标。     

基于多焦点全息透镜变换的实时高效非线性联合变换相关器

提出一种实时高效非线性联合变换相关器,用多焦点全息透镜产生联合变换功率谱阵列,有效地利用了空间光调制器的使用面积和读出光能量,液晶光阀工作在近饱和区实时实现非线性相关,理论分析和实验结果表明,这种相关器将多个锐化的相关信号叠加在一起,可输出增强的相关信号。     

基于多焦点全息透镜变换的实时高效非线性联合变换相关器

提出一种实时高效非线性联合变换相关器,用多焦点全息透镜产生联合变换功率谱阵列,有效地利用了空间光调制器的使用面积和读出光能量,液晶光阀工作在近饱和区实时实现非线性相关,理论分析和实验结果表明,这种相关器将多个锐化的相关信号叠加在一起,可输出增强的相关信号．     

反射式空间光调制器的相位调制特性测试

为了测试德国HOLOEYE公司LC-R2500型102像素×768像素反射式空间光调制器的纯相位调制特性,采用了基于双光束干涉原理的测量方法,得到了输入图像灰度与相移量对应关系.将相位恢复算法编码后的纯相位图像作为空间光调制器的输入信息,进行了理论分析和实验验证.结果表明,光学再现像与数值模拟结果相吻合,验证了纯相位调制特性测量的准确性.     

基于数字微镜器件的计算全息3维显示

为了进一步研究计算全息3维显示的方法,以数字微镜器件为空间光调制器,采用层析法,结合菲涅耳衍射积分算法中的角谱法,探讨了全息图的计算与数字微镜器件参量之间的关系,并利用修正立轴参考光编码的方式,得到了菲涅耳计算全息图。通过对计算全息图进行数值模拟及实验验证,均得到了较好的再现像。结果表明,该方法实现了3维物体的再现,为计算全息3维显示提供了一种有效的方法。     

液晶空间光调制器与相干光波前实时变换

介绍了一种利用纯相位调制液晶空间光调制器进行波前相位实时变换的方法,可将相干平面波变换成任意期望的波前。该方法采用由伪随机编码产生初始相位矩阵的相位恢复优化算法,从期望的远场衍射图形得到液晶空间光调制器所在衍射面的相位分布,当单色相干平面波通过液晶空间光调制器时,利用液晶空间光调制器纯相位调制特性复现该相位分布,在远场产生期望的衍射图形。实验验证了上述波前实时变换的可行性。     

用菲涅耳变换和相位密码板实现盲数字水印

基于菲涅耳衍射变换和相位密码板,结合离散小波变换,设计了一种新的盲数字水印算法.通过提取相位母板的离散菲涅耳衍射变换的相角而获得相位密码板,原始水印图像经离散菲涅耳变换和相位密码板的共同作用形成水印密文,将水印密文嵌入到原始宿主图像的离散小波变换系数矩阵中,再对叠加水印信息的像素用其最邻近的像素均值来替换,从而获得一种新的盲数字水印提取法.数值计算结果表明:该水印算法对JPEG有损压缩、剪切、噪声污染和重采样等攻击具有较强的鲁棒性.由于该算法的密钥空间很大而密钥数据量却不高,所以采用本算法既能灵活选择加密密钥(相位密码母板、衍射距离等),又能确保高安全性,具有很高的实用价值.     

高效光电混合的联合变换相关器作多目标检测

提出一种使用高效光电混合的联合变换相关器作多目标检测的方法。这一方法将联台功率谱复制N份构成N个全同的联合功率谱列阵，可以更有效地利用空间光调制器的面积以及读出无效率，因而在输出面可获得增强的光学相关信号。     

位相编码振幅调制联合变换相关器的设计

采用位相编码技术减小了经典联合变换相关器中的直流分量 ,及多目标输入时各目标图像之间的互相关项 ,并且同时消除了参考图像和各目标图像之间的共轭相关项。通过对联合功率谱进行振幅调制 ,缩小了相关峰的宽度 ,锐化了相关峰 ,增强了识别能力。最后给出了计算机模拟结果。     

空间光调制器实现随机相位模板的仿真分析

为了构建基于空间光调制器的实时光学加密系统,采用仿真实验的方式,分析了在双随机相位光学加密系统中使用空间光调制器实现随机相位编码时相位编码参量对加密效果的影响。重点研究了随机相位模板中独立相位调制点的个数及相位调制范围对加密图像质量的影响,并引入相关系数来衡量加密图像和原始图像的差异。结果表明,在设定相关系数阈值为0.1的条件下,独立相位调制点个数达到128×128,相位调制范围达到2π时,加密效果较好。该结果对设计实时光电加密系统有一定指导意义。     

信息安全中的光学加密技术

光学加密技术作为一种新的加密手段,近年来得到了快速发展,成为现代加密技术的重要研究内容之一.简要概括光学加密技术的产生和发展过程.就影响较大的几种光学加密技术,如双随机相位编码方法、基于分数傅里叶变换的加密方法、基于菲涅耳变换的加密方法、基于联合变换相关器的加密系统、利用离轴数字全息的加密系统和利用相移干涉技术的加密系统以及基于相位恢复算法的加密技术等作了分类评述和讨论.介绍各种加密方案的技术特点和实现方法,讨论实际应用中尚存在的问题,并对其应用前景作了进一步阐述.     

高准确度实时指纹识别系统

利用二值化联合变换相关技术成功地设计了一个单空间光调制器、单CCD的光电混合实时指纹识别系统。通过对空间光调制器在傅氏谱平面的灰度动态范围进行调节 ,控制了通过整个系统的光能量 ,使得系统能够实时运行。利用离散余弦变换算法对联合变换功率谱进行数字处理 ,增强傅里叶面的互相关项 ,消除自相关项 ,提高了系统的识别能力。采用一种新的双参数判别方法对相关信号进行判别 ,提高了判别的准确度。实际测试结果表明 ,该识别系统的错误拒绝率为 0 47% ,错误接受率为 0。     

基于相移功率谱相减的二元联合变换相关识别

提出基于相移联合功率谱相减的二元联合变换相关识别的新方法：制作特殊的半波片，采用π相移技术，将零级功率谱从联合功率谱中去掉，并进行二值化。与经典联合相关变换和二元联合相关变换相比，基于相移功率谱相减的二元联合相关变换，使输入面的空间带宽得到更充分的利用，还得到了更高、更尖锐的相关峰，更大的相关信噪比，提高了相关识别能力。给出了相应的计算机模拟和光学实验结果。     

Signal correlation using a one-dimensional electroabsorptive CCD spatial light modulator

Electrically addressed spatial light modulation (SLM) may be carried out in a GaAs charge-coupled device (CCD) by charge-transfer control of the electroabsorption in the individual storage wells. One-dimensional modulator arrays may be utilized in both space-integrating and time-integrating correlators operated as incoherent optical processors. In the space-integrating case, one SLM controlled by the input signal is operated in cascade with a second SLM controlled by a reference waveform. This arrangement yields a single-detector output which is the correlation as a function of time. In the time-integrating correlator, the input signal is carried by the light source while a single SLM with a traveling reference wave controls the output intensity to a detector array. The modulator arrays may be operated with the light at normal incidence to a CCD with transparent gates or in a guided-wave mode, where the light propagates beneath the gate electrodes and parallel to the surface. The calculated dynamic range is greater for the guided-wave case because of the greater depth of modulation, although the fabrication and optical coupling are more critical. Space-integrating correlator performance is limited by "bleaching" or well-filling by the modulated light and predicted dynamic ranges are 20 dB for normal-incidence operation and 40 dB for the guided-wave mode. In the time-integrating correlator, saturation of the detector array is limiting, but the 100-percent modulation available in the input optical source yields 35-dB dynamic range for normal-incidence and 55 dB for guided-wave operation.     

基于小波多尺度综合的低对比度目标识别

光电混合联合变换相关器能够对目标进行自动探测识别和跟踪。为使联合变换相关器对低对比度目标进行有效探测与识别,提出了一种基于小波多尺度综合的边缘提取新方法,对输入图像进行预处理。计算机模拟实验和光学实验证明,该方法使相关器在输入图像对比度低、信噪比较低时仍然能够产生较强的相关峰输出,扩展了光电混合联合变换相关器的应用范围。