提出基于小波变换的优化折中综合鉴别函数(OTSDF)滤波器(W_OTSDF)算法,对其进行优化设计,利用小波变换的多尺度与带通滤波特性,提高平面集成2f光学相关器的相关输出峰值强度和信噪比(SNR)。利用Matlab搭建系统的仿真模型,获取W_OTSDF滤波器的优化算法。仿真结果表明,在平面集成2f系统中对旋转、缩放以及旋转缩放同时存在的畸变目标进行识别时,优化设计的W_OTSDF滤波器较OTSDF滤波器在峰值相关能量比(PCE)、峰值旁瓣比(PSR)、SNR等整体性能指标方面均有较大提高。理论分析与仿真结果均表明W_OTSDF滤波器较OTSDF滤波器具有更好的识别效果。

为测量航天遥感相机因姿态不稳定以及各种扰动引起的图像运动,提出了基于光速处理的高精度光电混合相关探测测量方法.利用高速CCD和主CCD对同一目标进行成像,在曝光时间内高速CCD获取序列图像,利用联合变换相关器对所采集的图像序列进行光学运算,测量出相邻序列图像的运动位移.阐述了光学相关方法测量图像运动的原理,并模拟分析了噪声和不同运动条件下的测量精度.建立了相应的测量像移的实验系统,实验数字模拟及实验结果都证实了该方法的有效性,测量精度优于0.1像元,满足卫星遥感相机的使用要求.

为更精确测量出卫星遥感相机因姿态变化和振动等原因引起的亚像素像移，提出了基于光电混合联合变换相关的像移测量方法。该方法通过对采集到的图像序列做光学相关运算，并对联合功率谱做拉普拉斯变换，得到尖锐的相关峰，再用质心法获取相关峰的坐标信息，从而测得更精确的图像像移值。阐述了基于光电混合联合变换相关的图像像移测量原理，搭建了相应的光学实验装置。实验结果表明，该方法的像移测量误差低至0.03 pixel,大大提高了图像像移的测量精度。

为了突破传统电子稳像和机械稳像技术在处理速度、精度等方面的局限性, 提出基于光学相关器的稳像技术, 旨在实现对高速视频的实时高精度光学稳像。系统使用光学联合相关变换的方法, 提取视频前后两帧变换后的相关峰, 给出两帧的位移差值, 通过改进后的补偿算法进行实时稳像。基于光学相关器的光学稳像器能够实现平移和旋转稳像, 通过仿真和实验分析, 平移稳像的精度可以达到±0.1个像元(改进补偿算法后可达±0.04个像元), 旋转稳像的精度可达0.1°。

为提高联合变换相关器对复杂背景图像的识别能力，提出了基于小波变换边缘提取的联合变换相关器。利用具有多尺度分析功能的小波变换工具对联合图像进行边缘检测，所提取的边缘图像能保留更多的细节信息，改善复杂背景下的目标识别能力。计算机模拟和光学实验结果均表明，用小波变换边缘提取的联合图像进行相关识别，能明显增强相关峰的强度，提高目标识别能力。

体全息光学相关器基于体光栅的布拉格选择性，在记录介质的共同体积中利用角度复用存储多幅图像。相关计算时，输入一幅图像可以并行输出所有的相关点，每个相关点的强度代表输入图像与对应库图像之间的内积值。分析了提高体全息光学相关器运算精度和速度的关键技术。总结了近年来采用散斑调制技术降低相关通道串扰，采用二维随机交错方法消除图案依赖行为，采用多样本并行估计方法提高并行运算精度，采用读写分离结构实观系统小型化集成等体全息光学相关器技术方面的研究进展。目前体全息光学相关器已经实现超过7500通道的并行运算能力，运算速度达到138 GHz。系统在遥感图像匹配、指纹识别等领域的成功应用证明了其高速高精度运算能力。

利用空间匹配滤波的原理, 提出了一种用于1∶N识别的光电混合匹配滤波相关器。利用计算机提前制作二值匹配滤波器, 用计算机和FPGA直接计算识别所需要的功率谱, 然后利用2f系统完成傅里叶变换, 从而完成1∶N识别。从理论上对图像识别原理进行了分析, 并用计算机仿真的方法加以验证, 仿真结果表明, 相关器输出锐的相关峰, 具有很好的识别能力。

随着光通信系统传输速率的提高，尤其是光分组交换网络的使用，光的相关检测技术将在未来的通信领域(包括IP路由等)中发挥越来越重要的作用。从基于光纤色散的光学相关器基本原理出发，采用理论分析和数值仿真两种方法比较了不同带宽光源对光学相关器性能的影响，分析了光源随机相位噪声向幅度噪声转化的问题，得到了幅度噪声与光源带宽的关系，以及光源带宽不同时光学相关器输出的信噪比变化。根据仿真结果得到，基于非相干光源的光学相关器，能对速率为10 Gb/s的8位和16位码元数据流进行高速相关检测，而32位的码元数据流仅能采用相干光源进行检测。此外，还对非相干光源在模拟信号的相关检测中的应用进行了探讨。

针对大规模人脸识别的特殊性，提出了一种光电混合匹配滤波相关器和大规模人脸识别的新方法。将人脸识别运算中耗时最大的基于图像的相关运算由光电混合匹配滤波相关器完成，实现1N识别，有效地提高了识别的速度和精度。同时利用计算机仿真和实验的方法进行验证，计算机仿真结果表明,该相关器输出锐的相关峰，具有很好的识别能力；当取200幅人脸图像，识别阈值为0.6,进行实验验证时，错误匹配率为0%，错误不匹配率为1%。

为测量卫星遥感相机因姿态不稳定以及各种扰动引起的亚像素像移，提出了基于光学相关的双CCD成像系统的图像运动测量方法。在主成像系统成像的同时，辅助高速CCD获取同一目标的图像序列，利用联合变换相关器对所采集的图像序列进行光学运算，测量出相邻图像序列的运动位移。阐述了使用光学相关方法测量像移的原理，并模拟分析了噪声和运动条件下的测量精度。建立了使用该方法测量像移的实验系统。实验结果证实了该方法的有效性，测量精度小于0.1 pixel，满足卫星遥感相机的使用要求。