在Vander Lugt 相关器中, 预先制作的匹配滤波器是系统能否得到较好的相关识别结果的关键。通常使用的迂回相位匹配滤波器编码法数据利用率不高, 相关效果有进一步改进的空间。对基于最小欧几里德距离的映射编码法进行了研究, 利用空间光调制器的振幅与相位调制特性进行滤波器编码, 通过仿真实验分析了匹配滤波函数幅度因子对相关结果的影响, 并与迂回相位编码法的相关结果进行了对比分析。从仿真结果可以看出: 匹配滤波函数幅度因子越大, 相关峰值越高;当幅度因子达到103时, 相关峰值达到最大值;此时, 映射编码法的相关峰值接近于迂回相位编码法的2倍。因此映射编码法比迂回相位编码法更有利于相关峰的判别。

在光电混合匹配滤波相关识别系统中, 由于输入图像的频谱与匹配滤波器的形成方式不同, 不能直接实现对应频率成份的准确对准。这个问题需要通过对匹配滤波器进行缩放来解决。根据透镜的傅里叶变换性质和计算全息理论, 分别推导出输入图像的频谱的表达式和滤波空间光调制器加载了匹配滤波器后的透射函数的表达式, 并根据这两个表达式得到匹配滤波器的缩放比例的公式, 然后在实际的光学识别系统中对根据该公式计算的缩放比例进行了验证。实验结果表明, 在该缩放比例下, 相关峰的质量有较大改善, 这说明此时输入图像的频谱与匹配滤波器对应频率成份实现了较好地对准。

提出一种利用最大平均相关高度(MACH)算法识别复杂云层背景目标的改进滤波器设计方法。在MACH滤波器设计中,通过对云层背景功率谱的统计特性分析,数据拟合得到云层背景功率谱的分布函数,用以代替传统的白噪声模型;提取飞行目标的姿态变化图像,并作阈值化处理,得到训练样本。对不同云层背景和姿态变化目标的相关识别结果表明:改进滤波器的平均峰值相关能量比为0.71%,峰值鉴别率为092,可以有效抑制云层背景的干扰,对姿态变化目标识别的鲁棒性较好。

针对尺度缩放和角度旋转变化目标相关识别率低的问题，采用优化折中综合鉴别函数方法设计了具有较大畸变容限的匹配滤波器。在匹配滤波器设计时，通过调整相关输出噪声、训练样本平均功率谱密度和训练样本相似度对训练样本平均值的贡献，得到具有带通性质的匹配滤波器。利用单个匹配滤波器对角度旋转0°～30°、尺度变化0～20%的目标进行了相关识别仿真实验。结果表明：这种匹配滤波器相关输出峰尖锐、鉴别力强、畸变容限大，可用于畸变目标的光学相关识别。