微透镜阵列光学实现卷积运算

• 作者: 费宇航 隋修宝 王庆宝 陈钱 顾国华
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学卷积 微透镜阵列 匀光系统 图像处理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 特约专栏-计算光学成像技术|Special issue-Computational optical imaging technology
• 页码范围: 417-422
• 页数: 6页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210887

摘要

卷积作为一种简单的线性平移不变运算,被广泛应用于图像处理的各个领域,其衍生出的卷积神经网络更是在人工智能领域中大放异彩.为了应对后摩尔时代AI推理芯片算力受限的问题,光学神经网络应运而生.光学卷积神经网络作为其中一个重要的研究热点对光学神经网络的发展起到了重要的推动作用.设计了一种光学卷积系统,基于微透镜阵列与透镜组成的匀光光路对光场所携带的图像做二维卷积,该系统可以光学实现图像平滑和锐化.当使用空间光调制器来投影卷积核和输入图像时,系统可以实现各种步长的三种卷积形式,也可以通过多次投影/平铺实现多通道的三维卷积,进而为实现光学卷积神经网络用于复杂的图像处理任务奠定基础.