Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Инженерное дело. Техника в целом \ Общее машиностроение. Ядерная технология. Электротехника. Технология машиностроения \ Электротехника

Влияние дополнительной фазовой модуляции амплитудных жидкокристаллических ПВМС на характеристики распознавания изображений в инвариантном оптико-цифровом корреляторе

Влияние дополнительной фазовой модуляции амплитудных жидкокристаллических ПВМС на характеристики распознавания изображений в инвариантном оптико-цифровом корреляторе

Автор: Гончаров Дмитрий Сергеевич, Евтихиев Николай Николаевич, Краснов Виталий Вячеславович, Пономарев Николай Михайлович, Стариков Ростислав Сергеевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 2 т.43, 2019 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены результаты измерения характеристик дополнительной фазовой модуляции серийного амплитудного жидкокристаллического пространственно-временного модулятора света HoloEye LC 2002. Получена зависимость величины вносимого фазового сдвига данного жидкокристаллического пространственно-временного модулятора от поданного на него сигнала, определяющего амплитудное пропускание. Выполнено математическое моделирование работы инвариантного дифракционного оптико-цифрового коррелятора на базе жидкокристаллического пространственно-временного модулятора с фазовым сдвигом, зависящим от амплитуды в соответствии с измеренными ранее данными. Для обеспечения инвариантности корреляционного распознавания использованы два типа корреляционных фильтров - оптимальный компромиссный фильтр с максимальной средней высотой корреляционного пика и фильтр с минимумом шума и энергии корреляции. Предложен метод оптимизации корреляционных фильтров с целью компенсации ошибки распознавания, обусловленной наличием дополнительной фазовой модуляции, позволяющий в ряде случаев не только компенсировать, но и уменьшить ошибку распознавания.

Еще

Оптико-цифровой коррелятор, жк пвмс, интерференция, инвариантный корреляционный фильтр

Короткий адрес: https://sciup.org/140243280

IDR: 140243280   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-2-200-208

The influence of additional phase modulation of an amplitude liquid crystal STLM on the image recognition characteristics in the invariant optical digital correlator

We present the results of measurements of additional phase modulation characteristics of a serial amplitude liquid crystal spatial light modulator HoloEye LC 2002. It is found in which way the phase shift of the liquid crystal spatial light modulator depends on the applied signal. The mathematical simulation of the performance of an invariant diffractive optical-digital correlator based on a liquid crystal spatial light modulator with the amplitude-dependent phase shift is carried out using previously measured data. The correlation filters used in the work are an optimal tradeoff maximum average correlation height filter and a minimum noise and correlation energy optical correlation filter. A method for correlation filters optimization was proposed to compensate for the recognition error caused by the presence of the additional phase modulation. In some cases, the optimization allows one not only to compensate for the recognition error, but also to reduce it.

Еще

Список литературы Влияние дополнительной фазовой модуляции амплитудных жидкокристаллических ПВМС на характеристики распознавания изображений в инвариантном оптико-цифровом корреляторе

  • Lugt, A.V. Signal detection by complex spatial filtering/A.V. Lugt//IEEE Transactions on Information Theory. -1964. -Vol. 10. -P. 139.
  • Vijaya Kumar, B.V.K. Correlation pattern recognition/B.V.K. Vijaya Kumar, A. Mahalanobis, R.D. Juday. -Cambridge, U.K.: Cambridge University Press, 2005. -390 p.
  • Vijaya Kumar, B.V.K. Recent advances in correlation filter theory and application/B.V.K. Vijaya Kumar, J.A. Fernandez, A. Rodriguez, V.N. Boddeti//Optical Pattern Recognition XXV. -2014. -Vol. 9094. -909404.
  • Ravichandran, G. Minimum noise and correlation energy optical correlation filter/G. Ravichandran, D. Casasent//Applied Optics. -1992. -Vol. 31, Issue 11. -P. 1823-1833.
  • Vijaya Kumar, B.V.K. Optimal trade-off synthetic discriminant function filters for arbitrary devices \\ B.V.K. Vijaya Kumar, D. Carlson, A. Mahalanobis \\\\ Optics Letters. - 1994. - Vol. 19. - P. 1556.
  • Johnson, O.C. Optimization of OT-MACH filter generation for target recognition/O.C. Johnson, W. Edens, T. Lu, T.-H. Chao//Proceedings of SPIE. -2009. -Vol. 7340 -734008.
  • Evtikhiev, N.N. Synthesis and research of LPCC invariant correlation filters for pattern recognition/N.N. Evtikhiev, P.A. Ivanov, A.S. Lyapin, B.M. Reyzin, A.V. Shevchuk, S.I. Sirotkin, R.S. Starikov, A.V. Zaharcev//Proceedings of SPIE. -2005. -Vol. 5851 -P. 242-245.
  • Lin, T.H. Optimization of a multi-stage ATR system for small target identification/T.H. Lin, T. Lu, H. Braun, W.K. Edens, Yu. Zhang, T.-H. Chao, C. Assad, T.L. Huntsberger//Proceedings of SPIE. -2010. -Vol. 7696. -76961Y.
  • Evtikhiev, N.N. Variants of minimum correlation energy filters: comparative study/N.N. Evtikhiev, D.V. Shaulskiy, E.Yu. Zlokazov, R.S. Starikov//Proceedings of SPIE. -2012. -Vol. 8398 -83980G.
  • Fernandez, J.A. Zero-aliasing correlation filters for object recognition/J.A. Fernandez, V.N. Boddeti, A. Rodriguez, B.V.K. Vijaya Kumar//IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. -2015. -Vol. 37, Issue 8.
  • Gardezi, A. Comparison of spatial domain optimal tradeoff maximum average correlation height (OT-MACH) filter with scale invariant feature transform (SIFT) using images with poor contrast and large illumination gradient/A. Gardezi, T. Qureshi, A. Alkandri, R.C.D. Young, P.M. Birch, C.R. Chatwin//Proceedings of SPIE. -2015. -Vol. 9477 -947706.
  • Tehsin, S. Improved maximum average correlation height filter with adaptive log base selection for object recognition/S. Tehsin, S. Rehman, A.B. Awan, Q. Chaudry, M. Abbas, R. Young, A. Asif//Proceedings of SPIE. -2016. -Vol. 9845. -984506.
  • He, E.J. Masked correlation filters for partially occluded face recognition/E.J. He, J.A. Fernandez, B.V.K. Vijaya Kumar, M. Alkanhal//2016 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. -2016. -P. 1293-1297.
  • Smereka, J.M. Stacked correlation filters/J.M. Smereka, V.N. Boddeti, B.V.K. Vijaya Kumar. -In: Deep Learning in Biometrics/ed. by M. Vatsa, R. Singh, A. Majumdar. -Chap. 8. -Boca Raton: CRC Press, 2018. -328 p.
  • Dallas, W.J. Computer-generated holograms/W.J. Dallas. -In: The computer in optical research: Methods and applications/ed. by B.R. Friede. -Berlin: Springer, 1980. -p. 297-367.
  • Evtikhiev, N.N. Realisation of invariant holographic filters with the linear phase coefficient in a Van der Lugt correlator/N.N. Evtikhiev, S.N. Starikov, E.Yu. Zlokazov, S.I. Sirotkin, R.S. Starikov//Quantum Electronics. -2008. -Vol. 38, Issue 2. -P. 191-193.
  • Evtikhiev, N.N. LPCC invariant correlation filters: Realization in 4-f holographic correlator/N.N. Evtikhiev, S.N. Starikov, S.I. Sirotkin, R.S. Starikov, E.Yu. Zlokazov//Proceedings of SPIE. -2008. -Vol. 6977 -69770C.
  • Evtikhiev, N.N. Invariant correlation filter with linear phase coefficient holographic realization in 4-F correlator/N.N. Evtikhiev, S.N. Starikov, D.V. Shaulskiy, R.S. Starikov, E.Yu. Zlokazov//Optical Engineering. -2011. -Vol. 50, Issue 6. -065803.
  • Evtikhiev, N.N. MINACE filter realization as computer generated hologram for 4-f correlator/N.N. Evtikhiev, D.V. Shaulskiy, E.Yu. Zlokazov, R.S. Starikov//Proceedings of SPIE. -2013. -Vol. 8748 -87480O.
  • Shaulskiy, D.V. MINACE filter: Variants of realization in 4-f correlator/D.V. Shaulskiy, N.N. Evtikhiev, R.S. Starikov, S.N. Starikov, E.Yu. Zlokazov//Proceedings of SPIE. -2014. -Vol. 9094 -90940K.
  • Shaulskiy, D.V. Variants of light modulation for MINACE filter implementation in 4-F correlators/D.V. Shaulskiy, N.N. Evtikhiev, E.Yu. Zlokazov, S.N. Starikov, R.S. Starikov, E.K. Petrova, D.Yu. Molodtsov//Proceedings of SPIE. -2015. -Vol. 9598. -95980T.
  • Chao, T.-H. Grayscale optical correlator for CAD/CAC applications/T.-H. Chao, T. Lu//Proceedings of SPIE. -2008. -Vol. 6977. -697704.
  • Manzur, T. Optical correlator based target detection, recognition, classification, and tracking/T. Manzur, J. Zeller, S. Serati//Applied Optics. -2012. -Vol. 51. -P. 4976.
  • Evtikhiev, N.N. Model of an invariant correlator with liquid-crystal spatial light modulators/N.N. Evtikhiev, S.N. Starikov, E.D. Protsenko, E.Yu. Zlokazov, I.V. Solyakin, R.S. Starikov, E.A. Shapkarina, D.V. Shaulskiy//Quantum Electronics. -2012. -Vol. 42, Issue 11. -P. 1039-1041.
  • Chao, T.-H. High-speed optical correlator with custom electronics interface design/T.-H. Chao, T. Lu//Proceedings of SPIE. -2013. -Vol. 8748. -874803.
  • Chao, T.-H. High-speed optical processing using digital micromirror device/T.-H. Chao, T. Lu, B.P. Walker, G.F. Reyes//Proceedings of SPIE. -2014. -Vol. 9094. -909402.
  • Xu, P. Planar optical correlators integrated with binary optical lens/P. Xu, C. Hong, G. Cheng, L. Zhou, Z. Sun//Optics Express. -2015. -Vol. 23. -P. 6773-6779.
  • Monjur, M.S. Experimental demonstration of the hybrid opto-electronic correlator for target recognition/M.S. Monjur, S. Tseng, M.F. Fouda, S.M. Shahriar//Applied Optics. -2017. -Vol. 56. -P. 2754-2759.
  • Ikeda, K. Optical correlation-based cross-domain image retrieval system/K. Ikeda, H. Suzuki, E. Watanabe//Optics Letters. -2017. -Vol. 42. -P. 2603.
  • Jridi, M. One lens optical correlation: Application to face recognition/M. Jridi, T. Napoléon, A. Alfalou//Applied Optics. -2018. -Vol. 57. -P. 2087.
  • Bondareva, A.P. Measurement of characteristics and phase modulation accuracy increase of LC SLM "HoloEye PLUTO VIS"/A.P. Bondareva, P.A. Cheremkhin, N.N. Evtikhiev, V.V. Krasnov, R.S. Starikov, S.N. Starikov//Journal of Physics: Conference Series. -2014. -Vol. 536, Issue 1. -012011.
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp