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。

复杂背景的低对比度目标识别一直是目标探测跟踪的关键技术之一。针对光电混合联合变换相关器，以多小波变换为基础，应用GHM多小波对目标联合图像处理，并采用多尺度非线性方法，通过非线性函数有效地改变各尺度上的细节分量，从而改变图像对比度，达到增强目标图像的目的。对复杂背景的低对比度目标图像进行了大量计算机模拟实验和光学相关实验，结果表明，这种基于多小波图像增强算法，对复杂背景的低对比度目标能够获得明亮的相关点，提高低对比度目标的识别率。作为实例，文中给出航行中低对比度船的图像识别。

针对水下激光传输存在光束漂移现象, 分析了光束漂移图像对光学相关识别的影响和帧间光束漂移图像噪声的不相关性。研究了抗畸变匹配滤波器设计, 提出了基于相位匹配的畸变图像共同特征提取, 并作为综合鉴别函数子特征的训练样本, 设计了抗畸变综合鉴别匹配滤波器, 并进行了仿真验证。Matlab仿真结果证明:抗畸变综合鉴别匹配滤波器设计, 结合待识别图像随机散射噪声预滤波, 可有效提高光学相关识别输出相关峰的峰值-相关能量比值和相关峰鉴别率值。

在应用光电混合联合变换相关器实现运动目标相关识别的过程中，针对目标与模板由于运动所产生的差异和复杂背景影响相关器识别率的问题，采用了一种以高斯函数的一阶导数做小波多尺度边缘提取和形态学膨胀进行边缘加粗处理相结合的方法。这种方法可充分利用小波多尺度的特点，使得提取后的边缘在抑制噪声的同时，能保留更多的细节信息，明显改善复杂背景下运动目标的相关识别问题。对以低对比度和小目标为特点的动态序列进行光学相关实验，结果表明，这种方法能有效增强探测目标的相关峰亮度，验证了算法对复杂背景下运动目标识别的可行性。

为了使在空间光调制器上易于实现的三元相位振幅滤波器在畸变容限、噪声抑制能力和相关峰尖锐度这3个指标上均能取得较好的性能，在最优折衷最大相关高度滤波器的基础上提出了最优折衷三元相位振幅滤波器，并研究了其设计方法。它只需最大化单个准则就能确定最优的临界线角度和支撑区域，简化了优化设计过程。实验结果表明：与二元纯相位滤波器相比，这种滤波器对于在30°的旋转畸变范围内并存在复杂背景的目标能给出更尖锐的相关峰。这将提高相关峰探测的准确性。

提出一种光电混合匹配滤波相关识别方法,只用一个空间光调制器实现了匹配滤波相关识别。利用计算机完成匹配滤波器的设计以及匹配滤波器与输入目标频谱的卷积运算,根据最小欧氏投影编码原理将卷积结果转化为空间光调制器可以显示的灰度信号,再通过2f光学傅里叶变换系统,得到相关识别结果。实验结果表明,该方法可以得到明显的相关点,同时可以避免传统VLC中匹配滤波器的精确复位问题,而且该系统还可以应用于联合变换相关识别。

在光学相关识别中，对相关输出结果进行后处理是保证图像识别准确性的关键之一。研究者通常采用神经网络技术对相关输出结果进行处理，并取得了较好的效果，但它需要预先准备大量的相关峰和噪声峰训练样本。根据极坐标变换能将笛卡尔坐标系下的旋转转变成平移的性质以及傅里叶变换的平移不变性，提出一种基于傅里叶-极坐标变换的相关结果后处理方法。验证结果表明：目标的旋转图像与目标自身的傅里叶-极坐标变换的相似度较大，而干扰图像与目标的傅里叶-极坐标变换的相似度较小。本文的方法在后处理阶段可对目标和干扰进行有效的分类识别，而且还能避免对相关峰和噪声峰训练样本的收集，从而使得光学相关识别系统的应用更加便利。

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。

为了研究联合变换相关器中照明光束对输出相关点的影响,针对特定目标图像,采用数值模拟的方法,定量分析了联合变换相关器中照明光束为高斯光束时,输出相关峰值随高斯光束特性参量和输入图像在输入平面上位置的变化情况。得到了输出相关峰值随高斯光束腰斑半径减小和输入平面上目标图像位置偏离高斯光束中心距离的增加而减小的结果。模拟结果显示,如果腰斑半径1mm的高斯光束,扩束为腰斑半径32mm的高斯光束时,刚好满足输入图像在光斑边缘处输出相关峰值为输入图像在光斑中心处输出相关峰值的90%,则要求扩束前后高斯光束腰斑中心振幅比值为5.7。结果表明,为使输入图像在整个输入平面上任何位置都输出高的相关峰值,扩束后的高斯光束腰斑半径应满足一定要求。