现有图像清晰度评价函数在对ICF微靶装配体图像的评价过程中, 由于不同零件图像对比度的变化, 评价函数极易失去其理想曲线特性, 导致聚焦精度降低甚至调焦过程失败。针对这一问题, 在分析离焦图像模糊原因的基础上, 得出离焦图像究其本质为图像结构变化失真。利用Zernike矩具有描述图像结构特征这一特性, 提出一种新的针对微靶装配体图像的清晰度评价函数。评价函数由图像不同阶Zernike矩的线性组合构成, 通过调节权重系数来实现微靶装配体不同零件图像的清晰度评价。实验结果表明: 相较于现有的评价函数, 新的评价函数在对微靶装配体图像评价过程中保持了函数的理想曲线特性, 尤其是针对低对比度图像, 其在灵敏度和抗噪性方面具有明显优势。

电子错位散斑检测系统中，错位量对测量精度、灵敏度以及条纹对比度有很大影响。本文介绍了电子错位散斑干涉原理，研究了错位量与测量精度、灵敏度和条纹对比度之间的对应关系，并利用MATLAB 模拟出不同错位量下干涉条纹图，将错位散斑模拟条纹图与理论分析有效结合，总结出选取错位量的方法，并将其应用于轮胎变形检测实验，取得了良好的实验效果。本文研究工作对无损检测中错位量定量选取具有实际指导意义。

针对大多数自动调焦函数不能克服对比度变化引起的调焦曲线失去理想特性、陷入局部极小值甚至失去单峰性等问题,介绍了Zernike正交矩，分析了各阶Zernike矩的调焦函数曲线并且提出了一种新的基于Zernike正交矩的自动调焦算法，定义了此算法的公式.与几种常用自动调焦函数在不同对比度条件下进行了调焦效果的比较分析，验证了通过调整各阶Zernike矩的权重系数、可以灵活变换调焦公式，能够适应不同对比度下的调焦过程.实验比较了基于Zernike正交矩的自动调焦算法应用于完全对称型物体和非对称型物体时焦效果的差别，证明了该算法应用于圆形或球状等完全对称型的物体时调焦效果较好.

针对目前各大行业对钢管直径在线测量精度的需求，设计提出了一种基于亚像素的双 CCD测量钢管直径的系统方法。该系统利用双 CCD横向拍摄钢管，利用摄像机标定确定钢管、相机及其他相关设备的相对坐标，以及测量系统的内、外参数，对两相机采集到的图像利用差分法确定大致边缘区域，利用边缘区域亚像素边缘检测方法确定精确钢管边缘。根据得到的坐标值做外接四边形，采用最小二乘法求其内切圆的圆心坐标 (即钢管的圆心坐标)，最终确定钢管的直径。实验结果表明：本文直径测量方法抗振性能强、精度高，钢管直径的精度误差 ≤0.2%。利用亚像素方法的钢管直径测量技术，测量精度高，抗振性能强，适用于工业高速在线测量。

提出了一种基于二次曝光数字全息干涉术的子午线轮胎内部气泡缺陷无损检测方法。该方法利用数字全息记录系统记录下轮胎初始状态和受热膨胀变形状态的数字全息图,在计算机中对这些数字全息图分别再现后,将代表轮胎变形状态的再现波前与其初始状态的再现波前进行干涉,获得携带轮胎变化信息的干涉条纹和相位分布;分析了存在气泡缺陷区域的轮胎和无缺陷轮胎两种情况下的干涉条纹及其相位分布的特点和区别。分析结果表明:在轮胎内部存在缺陷的位置,其二次曝光数字全息干涉条纹具有与质量正常位置处干涉条纹相对独立的特征,该方法可以检测出轮胎气泡缺陷,记录系统的横向分辨率为16.4 μm。

针对全钢子午线工程轮胎X 光无损检测的特点和技术要求，本文研制了一种基于X 光透射成像和图像模式识别技术的全钢子午线轮胎缺陷检测识别系统。本系统以扇形X 射线作为光源，用CMOS 线阵探测器采集连续无盲区、清晰的轮胎X 光全景图像，图像的横向分辨能力为0.08 mm；依据钢丝帘线缺陷的特质设计了相应的缺陷识别算法，在采集图像的同时对轮胎内部典型缺陷的自动识别检测。实验结果表明，本系统能够完成内径尺寸从23 inch 到35 inch 的子午线轮胎X 光图像的采集和轮胎内部异物和钢丝帘线交叉、搭接、稀线、排列不均、弯曲、断裂和带束层顺线等典型弊病的在线自动检测工作。

从大景深成像系统实际所需要的景深、分辨率以及最小调制传递函数MTF响应值出发,本文建立了相位模板的个性化优化设计模型。在设计景深、分辨率范围内,以保证系统的MTF值大于设定的最小MTF响应值为优化限制条件,以不同离焦对应的光学传递函数的Fisher信息的积分作为优化目标函数。对波前编码系统的立方相位模板CPM和指数相位模板EPM进行了几组优化设计。同时,给出了后续的图像复原滤波器表达式。结果表明,得到的个性化相位模板和图像复原的结合,能够满足系统的实际需求,系统总的传递函数接近衍射受限系统的传递函数。

为了获得高功率、高重复频率的纳秒级光脉冲，介绍了一种基于Marx bank脉冲发生原理的纳秒脉冲激光驱动器的设计，以及设计过程中雪崩晶体管的选取。该驱动器采用一级小雪崩管对触发脉冲进行陡化，由小雪崩管产生的脉冲对Marx bank电路进行触发，以获得大电流窄脉冲，用于驱动半导体激光器。设计所得驱动器的峰值电流为12．5A、半峰全宽为1．51ns、重复频率为100kHz，实现了大幅度纳秒脉冲半导体激光驱动器的设计要求。结果表明，对触发脉冲的陡化，可以降低后一级Marx bank电路的雪崩电压，同时使得脉宽更窄，这将更加有利于驱动半导体激光器。