[논문]Two-pupil 광학 스캐닝 기술과 PAL-공간변조기를 이용한 패턴 인식

도규봉; 김관인; 김명수

Two-pupil 광학 스캐닝 기술과 PAL-공간변조기를 이용한 패턴 인식
Pattern Recognition using Two-Pupil Optical Scanning Technique and PAL-Spatial Light Modulator 원문보기

도규봉 (한국항공대학교 항공전자및정보통신공학부) , 김관인 (한국항공대학교 항공전자및정보통신공학부) , 김명수 (한국항공대학교 항공전자및정보통신공학부)

본 논문에서 우리는 PAL-공간변조기를 사용한 Two-pupil 광학 스캐닝 기술에 의하여 실시간 JTC 상관 광 시스템을 수행할 수 있음을 보여주고자 한다. 광학적 addressing(Optical addressing)은 빛에 민감한 $\alpha$-Si 층, 즉 액체 크리스털을 따라 전기장을 조절하는 얍은 층에 의하여 성취되었다. 제안된 기술은 광학적 Twin-pupil 헤테로다인 스캐닝(heterodyne scanning)에 근거하고 있으며, 이 기법은 Fourier 평면에 위치한 광 공간변조기와는 독립적으로 작용한다. 우리는 본 기술의 이론적 근거를 개발하고 목표이미지와 참조이미지 사이의 상관관계를 실험적으로 평가함으로서 본 기술의 성능을 평가하였다.

We demonstrate experimentally that the method of Two-pupil optical scanning technique with PAL-spatial light modulator is capable of performing real-time joint transform correlation(JTC) optical system. Optical addressing is achieved by the use of a photosensitive layer of $\alpha$ - Si which controls the electric field across the liquid crystal The demonstrated technique is based on two-pupil optical heterodyne scanning. The method is independent of a spatial light modulator (SLM) in the Fourier plane. We develop the theory of the technique and evaluate a performance of the method by experimentally estimating the correlation between the target image and the reference image.

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문제 정의

The main objective of this paper is to experiment two-pupil scanning technique for optical image recognition of the object using Parallel Aligned Liquid crystal Spatial Light Modulator (PAL-SLM). The correlation of two images is one of the most important mathematical operations in image processing and pattern recognitions.

제안 방법

An optically addressed PAL-SLM is developed for applications in optical information processing and interferometry. The device uses the electro-optical characteristics of a parallel-aligned nematic liquid-crystal layer to give a large phase-dynamic range with minimal effect on polarization or intensity. Optical addressing is achieved by the use of a photosensitive layer of a - si, which controls the electric field across the liquid crystal.
We also show that it is possible to achieve real-time JTC in which the system does not require an SLM at the Fourier plane as in other real-time JTC systems. The potential advantages of the method include the independence of a spatial light modulator (SLM) in the Fourier plane which has limitations for applying to robust systems and the capture of correlation for 3D objects by using 2D scan method instead of 1D scan which used in this experiment. The system is a hybrid processing combined of optical and electronic methods.
The first method was chosen for the results shown in this section. To compare the results between different experiments, all the system parameters, such as the power of the laser source, the scan speed of x scanner, the time constant and sensitivity of the lock-in amplifier, and the voltage scale and time scale of the oscilloscope are set to the same values throughout these experiments. Fig.

이론/모형

We have also shown that the method of Two-pupil optical scanning technique is capable of performing real-time joint transform correlation (JTC) optical system. The demonstrated technique is based on two-pupil optical heterodyne scanning. We also show that it is possible to achieve real-time JTC in which the system does not require an SLM at the Fourier plane as in other real-time JTC systems.

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