基于铌酸锂晶体全息存储的图像识别方法研究

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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