1.体全息图像库的基本概念和优点
体全息存储其具有高存储容量、高冗余度、页面式读写、抗电磁干扰能力强、并行工作数据传输速率高、随机存取时间短等诸多优点,采用体全息技术在记录介质的共同体积重存储多幅图像,可以用来建立大型的体全息图像库(或模式库).有研究者将全息存储器仅作为图像数据库,再现的图像作为相关器的输入.在这种情况下,虽然存储器的读出具有很高的速度,但每次只能完成一幅图像与模板之间的相关运算.全息存储器也可以位于4f系统的滤波器位置,作为匹配滤波器数据库,如果用复用技术在记录介质的同一体积中存储多个傅里叶变换全息图,那么一幅输入图像可以同时与所有存储的图像进行相关运算,从而极大地提高处理速度.这是体全息图像库的主要应用方向.
用一幅输入图像来照射共同体积复用的体全息存储器,结果得到多个参考光束,因而就有多个聚焦光斑.每个光斑的光强度分布反映输入图像与每个存储模式之间的相似程度.换句话说,光斑阵列就是依据输入图像与存储的图像数据库之间的相似度对输入图像进行编码,据此可以完成对输入图像的识别和分类.在这个系统中,模式就是光学图像,模式类就是光学图像的集合,即图像库.模式识别就是确定待识别的光学图像属于模式类中哪个模式的分类过程.当全息存储器中记录的全息图使傅里叶变换全息图时,这些全息图相当于相干光学相关器中的匹配滤波器,而输入图像与存储的图像数据库之间的相似度是根据相关运算得到的.这种光学相关器有时也成为内存处理器.
采用大量的体全息存储器作为模式数据库的优点如下.
(1)记录在体全息图像库中的图像均采用页面存储和读出的工作方式,一次课并行读出一个或多个数据页面,可以充分发挥光学的高速并行处理能力,克服通常光学模式识别系统中串行按位存储器产生的数据通过瓶颈.
(2)体全息存储具有高冗余度,既不会由于记录介质局部的缺陷和损伤引起信息丢失.
(3)存储器既是存储介质,又是相关运算的功能器件.全息存储器可以直接输出数据页或图像的光学再现,利用适当的光学系统可将存储在整个全息存储器中的全部图像信息同时与给定的输入图像进行相关运算,完全并行地进行面向图像的检索和识别功能,
(4)系统的寻址速度快,平均数据访问时间可降到毫秒级或更低.
(5)有利于对重构出来的图像直接进行光学数据处理.
由于有这些优势,人们对基于体全息存储器的模式识别系统进行了大量的研究.
