为充分利用光学相关识别系统的空间-频谱带宽，提高光学相关识别系统的速度和精度，提出一种基于多通道联合变换相关器和综合鉴别函数的旋转和缩放不变性目标识别方法，并将峰值位置变化标准差作为识别判据。首先，分析以局域峰值杂波均值为相位优选约束条件时存在的问题，提出新的相位优选约束条件——峰值位置变化值，用于选择一定旋转和缩放范围内目标的公共相位，将公共优选相位用于多通道联合变换相关器并结合综合鉴别函数实现了旋转和缩放不变性识别；然后，分析了当目标缩小或综合鉴别函数集成训练图像数量增加时系统的识别容限；最后，分析了场景图像中背景发生变化时所提方法的适用性。研究结果表明，在设定的图像尺寸和背景复杂度条件下，所提方法能够在9通道并行处理的前提下对目标缩小60%、综合鉴别函数集成9幅图像的旋转和缩放目标进行有效识别，且对像素数变化不超过50%的背景具有较好的适应性，提高了目标识别的速度和精度，对多通道光学相关器的实用化具有重要意义。

提出一种基于振幅调制纯相位滤波器(AMPOF)和片状正交非线性广义(SONG)相关的畸变不变光学相关目标识别算法。利用振幅调制纯相位滤波器区分能力强的优点, 结合综合鉴别函数(SDF)方法, 提出基于振幅调制纯相位滤波器的畸变不变识别算法, 达到明显优于传统综合鉴别函数方法相关输出效果的目的。在此基础上引入SONG相关技术, 利用其突出的区分能力和抗噪性能, 结合这两种非线性滤波技术, 得到能够很好地兼顾多项性能指标的畸变不变识别算法。仿真实验结果表明, 算法既提高了相关峰输出质量和多目标区分能力, 又具有很强的抵御噪声能力, 在输入图像被噪声严重破坏的情况下, 识别度仍然能够达到97%以上。和其他结合SONG相关的畸变不变识别算法相比, 该算法目标识别性能更为优良, 且更实用、广义。

从分数傅里叶变换(FRFT)的定义出发,理论分析了联合分数变换相关器(JFRTC)的分数相关特性.从所得JFRTC的数学表达式中可以看出,将FRFT应用到联合变换相关器(JTC)中得到的JFRTC具有与传统JTC不同的性质.对于传统JTC,一旦输入平面上参考图像与目标图像之间的距离给定,相关输出峰的位置即确定,而JFRTC的相关输出峰的位置则可以由分数级次p1和p2来自由调节,这个特性在实际模式识别中非常有用.另一方面,JFRTC的相关输出峰值在大多数情况下低于传统JTC的相关峰值,却是JFRTC的一大缺点.最后,从FRFT的比例性质出发,给出了FRFT谱畸变不变的实现条件,并由此预言了JFRTC畸变不变模式识别的功能.

从理论上分析了分数相关的分数级次对相关输出面能量分布的影响，利用数值模拟方法，对分数相关尺度畸变不变模式识别特性进行了深入的讨论，并与传统相关器进行了比较。结果表明在尺度畸变不变模式识别中，分数相关方法比传统相关方法有着更强的识别能力。