光学相关器因为具有电学系统的可编程、可控的特性以及光学系统的高速、并行性的优点,并能对目标进行快速识别与定位,因此在目标探测与识别领域有着广泛的应用,其中最常用的是联合变换相关器和Vander Lugt相关器。由于这一技术可实现目标的精确定位与识别效果,已经在人脸识别、医学肿瘤识别、光纤检测以及火箭、导弹的导航系统上得到广泛的应用。本文主要的工作是研究大尺度混合畸变目标探测技术,文中首先介绍了背景、选题的意义及发展概况,然后介绍了光学相关探测与识别的理论和技术。然而在实际中的应用,由于观察角度和距离的变化,由相机拍摄到的目标的大小、方向都会发生改变,因此目标与参考图像之间存在一定的畸变,针对这些畸变问题,传统的光学相关器很敏感。为解决这种畸变敏感问题,许多算法被提出,如极坐标-梅林变换,分数傅里叶变换、圆谐函数展开法、综合识别函数法等。本文对极坐标-梅林变换进行了分析,并提出了一种面积一极坐标变换的算法,该算法能够更好的解决大尺度混合畸变问题。其原理是利用相似图形之间的尺寸与面积存在满映射函数关系。利用该原理实现了比例不变光学探测,并结合极坐标变换实现旋转不变光学探测,最后,对变换后的联合图像进行小波边缘提取,既能提取到清晰的图像边缘,又能有效的抑制噪声,不但提高了相关峰,并使得相关峰更为尖锐,成功实现了大尺度混和畸变目标的探测和识别。综合分析计算机模拟结果和光学实验结果表明,面积-极坐标变换有效的实现了大尺度混合畸变目标的探测与识别。