针对目前光电侦察装备维修性定性要求评估的问题, 依据一体化试验设计思想, 提出基于维修性设计和维修事件相融合的维修性定性要求定量化评价方法, 利用层次分析法将各定性指标逐级量化, 给出了更为客观的维修性定性要求试验评估的方法, 为新试验鉴定体制下光电侦察装备的维修性定性要求试验与评估提供了参考。

鉴于人体胸腹表面三维运动测量在精确放疗等医学领域中的重要应用背景, 提出一种三维傅里叶条纹分析与三频时间相位展开相结合的三维傅里叶变换胸腹表面测量方法。投射一幅不同频率三原色余弦条纹组成的图案, 每采集一幅图像就能实现相应时刻胸腹表面的三维形状测量; 将动态条纹图像序列作为一个三维序列整体, 通过三维傅里叶变换并结合三维高斯滤波器提取折叠相位。无干扰时其均方根误差不超过0.005 rad, 峰谷值误差不超过0.015 rad, 其抗干扰能力高于二维傅里叶条纹分析和其他胸腹表面三维傅里叶条纹分析方法; 通过三频时间相位展开方法进行折叠相位展开, 在限定条件下绝对相位的误差不超过折叠相位的误差。理论分析和实验结果表明, 本文方法能实现人体胸腹表面的三维动态测量。

连续波绿光激光在光数据贮存、彩色显示、医学荧光诊断和光通信等领域具有广泛的应用。上转换方式是实现连续波绿光激光的有效途径之一，近年来成为激光技术领域研究的热点。激光二极管(LD)抽运Er³⁺掺杂材料是获得连续波绿光激光输出的有效途径之一，具有稳定性好、荧光寿命长、对基质材料依赖性小等优点。对国内外Er³⁺掺杂绿光激光的研究进行了归纳与总结，讨论了稀土离子上转换发光对基质成分的依赖性，并对稀土离子绿光上转换发光的研究及其应用进行了展望。

模糊图像复原是安防监控领域的一项重要技术, 为提高模糊方向的估计准确度从而提高复原清晰度, 对模糊图像的频谱分析、方向提取以及干扰抑制等方法进行研究。通过频谱图细化分块消除由边缘截断效应导致的十字亮线干扰。通过Radon变换归一化降低该算法固有的对角线干扰。最后, 修正频谱图中条纹倾斜角度与模糊方向的偏差, 以提高任意高宽比图像模糊方向的估计准确度。实验结果表明, 避免了模糊方向估计曲线在0°、90°、45°(135°)方向出现干扰峰值, 在非对角线方向能较准确地估计模糊方向, 误差约4~6°。能有效抑制十字亮线干扰和对角线干扰, 且适用于任意高宽比图像。

为了减小编码光系统中的颜色耦合与颜色失衡的干扰, 提高形状与颜色重建的准确度, 建立了彩色编码光系统, 并对其所采用的编解码方法、颜色重建的两个相关环节及颜色校正方法进行了研究。首先, 给出了系统的彩色梯形相移强度比编解码法, 分析了编解码过程中存在的RGB基色相互耦合现象, 设计了应用Caspi模型硬件标定的颜色耦合校正方案; 然后, 给出了系统的逐点颜色重建法, 分析了颜色重建过程中由表面曲率导致的颜色失衡现象, 设计了利用表面几何信息校正颜色失衡的方案。实验结果表明: 校正后单一绿色图像中的红色分量值约为校正前的1/10; 单色表面色差约为01, 趋近于人眼颜色分辨率, 远低于校正前的04; 重建的单色复杂被测表面颜色均匀、视觉效果良好, 符合实际情况。提出的方法符合编码光系统抗干扰能力强的要求, 有助于提高形状与颜色重建的准确度。

两种多光谱高温计无源温区标定方法, 即依据图形相似性原理的标定方法和依据高温计传递函数的标定方法。 为验证两种方法的实用性, 通过对黑体辐射出度加入不同大小的随机误差模拟不同测量精度的多光谱高温测量系统, 对这两种方法的抗干扰能力进行了研究。 实验结果证明, 依据图形相似原理的标定方法具有强抗随机误差能力, 适用于随机误差较大的测量系统。 当随机误差很小时, 其精度低于依据传递函数的标定方法, 但当随机误差增加到一定范围, 其精度远高于后者。 基于高温计传递函数的标定方法虽在一定的随机误差范围内具有高的外推标定精度, 但抗随机误差能力较弱, 适用于随机误差小的测量系统。

研制了可用于大型爆炸现场的、 测量爆炸火焰真温的多光谱温度计(量程为800~3 500 ℃, 波长范围为0.6~1.1 μm)。 测量原理进一步改进, 加入亮温逼近法解决了二次测量法初值选取困难的问题, 并应用此高温计在空旷场地对3 kg TNT炸药爆炸的全过程进行测量。 通过实验结果的分析可知, 此高温计可以测量爆炸火焰真温变化全过程, 对波阵面瞬时温度与燃烧火球温度的测量均具有很好的效果。 同时, 分析了影响此高温计测量精度的各个因素, 得出目前制约多光谱高温计测量精度提高的主要因素仍然为真温算法及标定方法的误差, 这为今后研制高精度高温计明确了方向。

为了实现高分辨率快速非接触式三维测量，将彩色梯度相移法与格雷码相结合，提出了三维测量算法。将一幅彩色梯形三步相移图案和两幅彩色格雷码图案相结合，对测量空间进行编解码;通过两幅彩色格雷码图案将测量空间可靠地分成64个子空间，通过一幅重复彩色梯形三步相移图案将每个子空间分成6个区域，每个区域再通过强度比细分到像素级。给出了编码图案和解码公式，组建了彩色结构光三维测量系统，并分别采用彩色梯形相移法和本文提出的方法对深度为700~950 nm的平面进行了仿真和实际测量。理论分析、仿真与实际测量结果表明，得到的测量平均误差<0.9 mm，测量标准差<1.2 mm。最后,采用本文方法对石膏和人体进行了测量实验，结果显示该方法具有抗干扰能力强、运算速度快的优点。

针对电容层析成像技术(ECT)中的“软场”效应和病态问题，提出了一种基于加权奇异值分解(SVD)截断共轭梯度的电容层析(ECT)图像重建算法。阐述了电容层析成像工作原理，提出了12电极ECT系统的测量方法。在分析灵敏度矩阵的奇异值分解理论的基础上，推导出了加权SVD截断共轭梯度的数学模型，并利用Tikhonov方法进行正则化加权处理。最后，分析了算法的收敛性，并将其应用于电容层析成像系统的图像重建中。实验结果表明，对于层流，截断共轭梯度算法的平均误差能达到27.54%，全部流型平均迭代步数达到13步，与LBP、Landweber和CG算法比较，该算法具有成像效果好，成像速度快，易于实现等特点。

为了满足许多行业已不仅需要获取物体的三维形貌信息，还需要获取物体颜色信息的现状，建立了三维表面颜色渲染系统，对直接赋色过程中存在的因被测表面几何特性不同而带来的误差问题进行了研究。为了反映被测表面的几何特性变化，将被测表面分解为若干子单元，由此将被测表面几何特性的变化视为各子单元与投影仪以及摄像机之间相对位置的变化。在此基础上建立了上述位置关系的数学模型，分析了各子单元的斜率变化与其入射、反射光强的关系。结合这种关系对颜色的影响，考虑消除入射光、反射光对颜色渲染误差的作用，给出了子单元选取准则，从而提出一种不受入射、反射光强影响的颜色渲染方法。利用结构光三维测量系统得到的三维测量数据，进行了颜色渲染仿真实验和物理实验，结果表明：被测表面各局部位置的入射、反射光强得到了统一的修正，渲染后颜色分量R、G、B的误差均＜0.02(颜色分量R、G、B的取值范围限定在0到1之间)。经过渲染后的被测表面颜色信息与其真实颜色基本吻合，变换测量角度仍能获得良好的视觉效果。