[發(fā)明專(zhuān)利]基于JTC的高精度光電混合像移測(cè)量裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910218936.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102062572A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易紅偉;李英才;李旭陽(yáng);馬臻;姚大雷;趙惠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科;李東京

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于圖像配準(zhǔn)和像移測(cè)量的光學(xué)聯(lián)合變換相關(guān)方法和測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)光學(xué)相關(guān)的研究發(fā)展十分迅速，從較早的匹配濾波器(Vander?LugtCorrelator)到聯(lián)合變換相關(guān)器(Joint?Transform?Correlator-JTC)，從純光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制的光電混合系統(tǒng)。聯(lián)合變換相關(guān)器既有光學(xué)的并行處理、大容量和高速度的優(yōu)點(diǎn)，又有計(jì)算機(jī)處理的靈活性及可編程性。因此，聯(lián)合變換相關(guān)器已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)、目標(biāo)跟蹤、物體監(jiān)測(cè)、光學(xué)計(jì)算等諸多領(lǐng)域。同樣，聯(lián)合變換相關(guān)器也可以被應(yīng)用在遙感領(lǐng)域，通過(guò)這種有效的技術(shù)手段和裝置可以進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、超分辨率影像重建和相機(jī)成像過(guò)程的像移測(cè)量。但是，這也對(duì)光學(xué)聯(lián)合變換相關(guān)技術(shù)提出了新的要求，如高精度的影像錯(cuò)位測(cè)量性能、測(cè)量裝置小型化和實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)性等。

聯(lián)合變換相關(guān)器的工作過(guò)程可以分成兩步，即聯(lián)合變換功率譜的記錄和功率譜的相關(guān)讀出。典型的聯(lián)合變換相關(guān)器結(jié)構(gòu)如圖1所示。在進(jìn)行兩幅影像像移測(cè)量或配準(zhǔn)時(shí)，首先將參考影像f_r(x，y)和被測(cè)影像f_t(x，y)加載到空間光調(diào)制器SLM13上，中心位置分別為(-a，0)，(a，0)，如圖2所示。為表述方便，用三角符號(hào)代表兩幅圖像中的共同景物(其中，實(shí)線(xiàn)三角14代表參考圖像，實(shí)線(xiàn)三角15代表當(dāng)前圖像，虛線(xiàn)三角16代表當(dāng)前理想圖像)，兩幅圖像間沿x、y方向的錯(cuò)位或像移分別為δx、δy，則相關(guān)器的輸入i(x，y)可表示為：

i(x，y)＝f_r(x，y-a)+f_t(x+δx，y+a+δy)

激光器發(fā)出得單色相干光經(jīng)準(zhǔn)直后照射到SLM13上，經(jīng)輸入圖像i(x，y)調(diào)制后通過(guò)傅立葉透鏡FL14完成第一次傅里葉變換，得到其頻譜函數(shù)T(u，v)：

T(u，v)＝F_r(u，v)exp(-2iπav)+F_texp{2iπ[uδx+(a+δy)v]}T(u，v)的功率譜函數(shù)為：

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