[发明专利]基于JTC的高精度光电混合像移测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，涉及用于图像配准和像移测量的光学联合变换相关方法和测量装置。

背景技术

近年来光学相关的研究发展十分迅速，从较早的匹配滤波器(Vander LugtCorrelator)到联合变换相关器(Joint Transform Correlator-JTC)，从纯光学系统发展到计算机控制的光电混合系统。联合变换相关器既有光学的并行处理、大容量和高速度的优点，又有计算机处理的灵活性及可编程性。因此，联合变换相关器已经被广泛的应用于机器视觉、目标跟踪、物体监测、光学计算等诸多领域。同样，联合变换相关器也可以被应用在遥感领域，通过这种有效的技术手段和装置可以进行图像配准、超分辨率影像重建和相机成像过程的像移测量。但是，这也对光学联合变换相关技术提出了新的要求，如高精度的影像错位测量性能、测量装置小型化和实时或准实时性等。

联合变换相关器的工作过程可以分成两步，即联合变换功率谱的记录和功率谱的相关读出。典型的联合变换相关器结构如图1所示。在进行两幅影像像移测量或配准时，首先将参考影像f_r(x，y)和被测影像f_t(x，y)加载到空间光调制器SLM13上，中心位置分别为(-a，0)，(a，0)，如图2所示。为表述方便，用三角符号代表两幅图像中的共同景物(其中，实线三角14代表参考图像，实线三角15代表当前图像，虚线三角16代表当前理想图像)，两幅图像间沿x、y方向的错位或像移分别为δx、δy，则相关器的输入i(x，y)可表示为：

i(x，y)＝f_r(x，y-a)+f_t(x+δx，y+a+δy)

激光器发出得单色相干光经准直后照射到SLM13上，经输入图像i(x，y)调制后通过傅立叶透镜FL14完成第一次傅里叶变换，得到其频谱函数T(u，v)：

T(u，v)＝F_r(u，v)exp(-2iπav)+F_texp{2iπ[uδx+(a+δy)v]}T(u，v)的功率谱函数为：

|T(u,v)|2=|Fr(u,v)|2+|Ft(u,v)|2+FrFt*exp{-2iπ[uδx+(2a+δy)v]}]]>