基于铌酸锂晶体全息存储的图像识别方法研究

论文摘要

随着信息技术的高速发展和计算机科学的进步,人们对存储设备的要求越来越高,传统的磁存储方式已经接近其物理极限。体全息存储技术以其高存储密度、高传输速率、内容寻址功能、高信息冗余度、寻址速度快和抗电磁干扰等优势,日益受到人们关注,成为磁存储最有可能的替代者。此外,体全息技术具有的内容关联寻址功能,在大容量图像识别及信息检索等领域拥有巨大的发展前景。首先,本文从铌酸锂晶体的晶格结构、存储特性及掺杂改性等角度对铌酸锂晶体进行了研究,在此基础上测量了晶体在不同角度下的衍射效率,并通过透射光斑畸变法测试了铌酸锂晶体的光损伤性能,从而对下一步存储实验的晶体选择、存储角度及光功率的控制方面提供了实验依据。其次,本文针对体全息相关识别需要处理大量图像信息的特点,基于小波变换的基本原理,采用小波包分解的方法,对多幅图像进行三层小波包的分解。应用分解系数的线性组合提取图像的特征信息,从多幅图像信息中提取出少数特征信息组成特征图像,并以此建立用于相关识别的特征图像库。这样就将原多幅图像信息压缩为少数几幅特征图像来表达,从而提高了存储晶体的利用效率,实现了提高存储容量的目的。最后,本文以铌酸锂晶体为存储材料,构建了体全息存储及图像相关识别系统,实现了多幅全息图的存储与再现。在图像识别方面,应用小波包分解提取特征图像的方法,进行相关识别,相关峰的强度变化明显。据此,提取相关峰信息组成特征向量进行识别判断,成功的实现了对输入图像的识别,验证了该方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 光折变晶体全息存储基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 体全息存储的基本原理
• 2.3 光折变动力学方程
• 2.4 耦合波理论
• 2.5 体全息存储的复用技术
• 2.5.1 角度复用
• 2.5.2 波长复用
• 2.5.3 混合复用
• 2.6 多重存储的曝光时序
• 2.6.1 顺序曝光法
• 2.6.2 增量曝光法
• 2.7 本章小结
• 第3章 全息记录介质的性能分析及其测试
• 3.1 引言
• 3.2 光折变铌酸锂晶体材料
• 3.2.1 铌酸锂晶体晶格结构
• 3.2.2 光折变材料的全息存储机理与特性
• 3.2.3 光折变材料的全息存储特性
• 3.3 光折变铌酸锂晶体掺杂改性
• 3.4 光折变铌酸锂晶体二波耦合
• 3.5 记录介质的性能测试
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于小波变换的图像特征提取
• 4.1 引言
• 4.2 光学相关模式识别原理
• 4.2.1 模式识别的基本概念
• 4.2.2 模式识别的类别
• 4.2.3 模式识别的度量
• 4.3 小波变换原理
• 4.3.1 小波变换理论
• 4.3.2 小波包基本原理
• 4.4 基于小波包分解图像相关识别
• 4.4.1 特征图像原理
• 4.4.2 基于小波包分解提取特征图像
• 4.4.3 特征图像的识别
• 4.5 本章小结
• 第5章 光折变全息存储系统的研究
• 5.1 引言
• 5.2 体全息存储系统的光路设计及实现
• 5.3 体全息图像再现与识别实验
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢