摘要
目前，在工业生产中，存在着高温、核辐射、毒化气体等极限工作环境，
对机器人的智能化提出了更高的要求。为了使机器人具有高度的智能，需要配
备各种传感器，其中视觉传感器是最主要的。视觉系统处理的信息数据量大，
这样，如何提高图象的处理速度成为许多科技工作者研究的热点课题，也是亟
待解决的难题。利用4f光学系统可以完成图象傅立叶变换，实现频谱滤波。
作者在此方面进行了一些研究工作，主要内容如下：
设计了光学小波变换系统，同时采用光寻址的空间光调制器（LASLM）
和电寻址的空间光调制器（EASLM）来调制图象信号，LASLM将物镜的成象
转为相干光的图象，此图象的读入转换过程在几十毫秒内完成。根据需要利用
计算机将滤波函数输入到EASLM，使输入图象与滤波函数在频率域相乘，最
后由CCD接收调制后的图象信号，进行后续处理，整个处理过程约为100毫
秒，使图象的处理速度成倍的提高。
鉴于光学小波变换系统是以实现机器人视觉的路径跟踪为主要目标，并且
考虑Haar小波的边界检测功能，Mexicohat小波边缘增强的作用，对整个光路
信息传递进行了分析。针对LASLM的空间采样和量化，将电子学中的A/D转
换去假频前置滤波器的设计应用于光路分析中，为结构设计提供理论依据。同
时对量化噪声的形成进行了分析，确定为高斯噪声。
用计算机进行了仿真实验，得到了对图象的边缘提取，验证了光学系统设
计的可行性。同时仿真结果证明，对于低频图象而言，选取合适的小波尺度因
子，Haar小波和Mexicohat小波均可实现对图象边缘的检测和提取，并且能够
有效地抑制噪声。
In recent years, in industry production, there has limited working surroundings
which are high temperature ~. nuclear radiation poisonous gas, it needs more
requirements to robot. In order to make high intelligent for robot, we should fit
various sensors on robot, the most important of all is visual sensor. The information
data of robotic visual system is very large, thus, how to improve the speed of image
processing has been the studying topics and is a difficult problem to be overcome.
We could achieve the Fourier transform of image and filter in frequency spectrum by
using 4f optical system. The author do some studying works in this domain, the
main contents are the follows:
The author has designed the system of optical wavelet transform, put forward
using spatial light modulation of light address and spatial light modulation of electric
address to modulate signals of image at one time. LASLM transform the image,
which is the object image, into coherent image, this process of read-in and
transforming could be finished in a few milliseconds. According to the need, we can
input various functions into EASLM by using computer, and the input image
multiplied by filter function in the frequency domain, at last, the signal of modulated
image is incepted by Charge Coupled Device (CCD) and is processed in next steps.
The time of whole processing is almost 100 milliseconds, the speed of image
processing could raise a lots times.
The main goal of this system based on optical wavelet transform is path tracks
of robotic vision, and Haar wavelet has the edge of detection properties, Mexicohat
wavelet has the edge of enhancement. Aiming at spatial sampling and quantification,
the whole transfer of light path information has been analyzed. The author puts
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forward using the design of A/D transfer antialiasing prefilters, which has been used
in electronics, in the analysis of light path, thus we have theoretic foundation in the
design of structure, and analyze quantification noises, which is the Gauss noise.
We had gained of the image edge by using computer simulation, it proved
feasibility of the optical system design. In the same time, for the low frequent image,
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if we select suitable scale of Haar wavelet (or Mexicohat wavelet), we can detect the
edge of image, and the noises could be effective restrain.
引文
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