该论文主要做了以下四个部分的工作:该文第一部分详尽地介绍了光学图像识别的基本理论.内容涉及非相干光相关器、Vander Lugt相关器(VLC)和联合傅里叶变换相关器(JTC).Vander Lugt相关和联合变换相关都是通过对两个函数傅里叶变换的积进行傅里叶逆变换的方案实现相关.非相干相关器输出的反差太小,因而还不实用.JTC与VLC相比,具有容易进行实时识别以及自适应的特点.如果输入中包含多个物体时JTC的性能迅速变差,然而当匹配空间滤波器研制成功后,输入中包含物体的个数对VLC的性能不产生影响.该章还介绍了分数傅里叶变换和分数相关,分数相关亦可用于光学图像识别.该论文第二部分针对以传统相关为基础的光学图像识别难以识别相似图像的缺陷,提出差异相关的概念.给出了差异相关的理论推导、构建了实现这一方案的光电混合处理系统,并给出了数值模拟结果.若两物体完全相同,则没有相关峰,只要有差异存在,就会给出明显的相关峰.差异相关系统对相似图像具有很强的识别功能,但相关峰的分布仅指示出差异单元的相对偏移量.论文第三部分提出基于分数相关的差异相关.基于常规傅里叶变换的差异相关的方法虽然对相似图像具有很强的识别能力,但无法提供差异的位置信息.将分数傅里叶变换和分数相关引入差异相关系统,形成基于分数相关的差异相关.数值模拟结果表明,通过调整分数相关的级次,该系统不仅对结构复杂的相似物体具有很强的识别能力,并且能够指示出差异的位置所在.论文的最后一部分提出了一种基于频谱相减的改善联合变换相关输出的方法.在联合变换相关输出平面上互相关峰的位置依赖于输入平面上参考图像与输入图像的之间位置关系,若输入面上二者距离较小,输出面上互相关峰与中间项将相互重叠,影响到观察者的识别.这一部分利用频谱相减的方法去除了输出平面上的中间项.这一方法将扩大联合变换相关的应用范围,有助于识别结果的判读.该论文提出的识别微小差异图像的差异相关的光电混合系统具有结构简单、准实时的特点,为光学图像识别提供了一条新的思路.但如何快速地实现两个图像的完全重合,是一个尚待解决的问题.同时,考虑到实际情况下常容易得到的图像是非相干图像,还需要通过空间光调制器来实现向相干图像的转换.