1.體全息圖像庫的基本概念和優(yōu)點(diǎn)
體全息存儲其具有高存儲容量、高冗余度、頁面式讀寫、抗電磁干擾能力強(qiáng)、并行工作數(shù)據(jù)傳輸速率高、隨機(jī)存取時間短等諸多優(yōu)點(diǎn),采用體全息技術(shù)在記錄介質(zhì)的共同體積重存儲多幅圖像,可以用來建立大型的體全息圖像庫(或模式庫).有研究者將全息存儲器僅作為圖像數(shù)據(jù)庫,再現(xiàn)的圖像作為相關(guān)器的輸入.在這種情況下,雖然存儲器的讀出具有很高的速度,但每次只能完成一幅圖像與模板之間的相關(guān)運(yùn)算.全息存儲器也可以位于4f系統(tǒng)的濾波器位置,作為匹配濾波器數(shù)據(jù)庫,如果用復(fù)用技術(shù)在記錄介質(zhì)的同一體積中存儲多個傅里葉變換全息圖,那么一幅輸入圖像可以同時與所有存儲的圖像進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算,從而極大地提高處理速度.這是體全息圖像庫的主要應(yīng)用方向.
用一幅輸入圖像來照射共同體積復(fù)用的體全息存儲器,結(jié)果得到多個參考光束,因而就有多個聚焦光斑.每個光斑的光強(qiáng)度分布反映輸入圖像與每個存儲模式之間的相似程度.換句話說,光斑陣列就是依據(jù)輸入圖像與存儲的圖像數(shù)據(jù)庫之間的相似度對輸入圖像進(jìn)行編碼,據(jù)此可以完成對輸入圖像的識別和分類.在這個系統(tǒng)中,模式就是光學(xué)圖像,模式類就是光學(xué)圖像的集合,即圖像庫.模式識別就是確定待識別的光學(xué)圖像屬于模式類中哪個模式的分類過程.當(dāng)全息存儲器中記錄的全息圖使傅里葉變換全息圖時,這些全息圖相當(dāng)于相干光學(xué)相關(guān)器中的匹配濾波器,而輸入圖像與存儲的圖像數(shù)據(jù)庫之間的相似度是根據(jù)相關(guān)運(yùn)算得到的.這種光學(xué)相關(guān)器有時也成為內(nèi)存處理器.
采用大量的體全息存儲器作為模式數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點(diǎn)如下.
(1)記錄在體全息圖像庫中的圖像均采用頁面存儲和讀出的工作方式,一次課并行讀出一個或多個數(shù)據(jù)頁面,可以充分發(fā)揮光學(xué)的高速并行處理能力,克服通常光學(xué)模式識別系統(tǒng)中串行按位存儲器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過瓶頸.
(2)體全息存儲具有高冗余度,既不會由于記錄介質(zhì)局部的缺陷和損傷引起信息丟失.
(3)存儲器既是存儲介質(zhì),又是相關(guān)運(yùn)算的功能器件.全息存儲器可以直接輸出數(shù)據(jù)頁或圖像的光學(xué)再現(xiàn),利用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)可將存儲在整個全息存儲器中的全部圖像信息同時與給定的輸入圖像進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算,完全并行地進(jìn)行面向圖像的檢索和識別功能,
(4)系統(tǒng)的尋址速度快,平均數(shù)據(jù)訪問時間可降到毫秒級或更低.
(5)有利于對重構(gòu)出來的圖像直接進(jìn)行光學(xué)數(shù)據(jù)處理.
由于有這些優(yōu)勢,人們對基于體全息存儲器的模式識別系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究.
