针对Camshift 算法无法适应目标的高速运动、复杂背景和遮挡的局限性,本文提出结合帧间差分法和运动估计对Camshift 算法进行改进。首先在颜色概率分布图计算中通过帧间差分法加入目标运动信息,实现自动初始化跟踪并排除与目标相似背景颜色的干扰。之后在搜索窗传递过程中预测目标的位置,根据跟踪状态对搜索窗进行调整,以实现对高速运动目标的跟踪。实验表明新算法在目标高速运动、遮挡、和同色干扰情况下,仍能进行有效跟踪。

提出一种基于Anderson-Darling 检验的恒虚警检测方法(AD-CFAR)，根据输入杂波特性，实现干扰杂波块删除、杂波分布检测，具有参考单元数可变、检测策略可变的特点，提高了检测器复杂杂波环境下的鲁棒性。检测算法应用K 样本Anderson-Darling 假设检验对输入杂波单元进行分块筛选，输出同分布杂波块，再经过单样本Anderson-Darling 分布检验判断杂波分布类型，综合现有的检测技术，选择合理的检测策略。性能分析表明，在均匀杂波条件下，AD-CFAR 具有近似CA-CFAR 的检测性能，在多干扰目标、杂波边缘以及两者同时存在时具有良好的虚警性能和检测性能。

针对衍射光栅分束器,本文提出一种基于平面-浮雕面形调制型光栅实现分束器设计的方法。该方法根据光线追迹原理设计获得光栅相位和面形多项式函数通式,采用遗传算法优化面形多项式函数系数,分别设计了分束比为1:2×2、1:3×3、1:4×4的光栅分束器件;其衍射效率分别为81.83%、81.11%和74.01%;三个器件的光强均匀性分别达到0.02394、0.1838和0.1912,并用Matlab进行了仿真。仿真结果表明,该方法对分束器件设计具有一定的普遍适应性。

为了减少边缘检测中的噪声影响,设计了一种分数阶差分滤波器,给出了该滤波器的原理,分析了此类滤波器的幅频特性.该滤波器的系数可通过调节它的阶次来改变,在合适的阶次范围内,该滤波器具有一定的平滑功能.同时,它还克服了直接用分数阶微分检测边缘时,有边缘漂移的问题.最后,我们将其应用于边缘检测,结果表明,在无噪声情况下,其检测结果和其它方法一样好,在有噪声情况下,该滤波器具有一定的噪声免疫力.

提出了L-曲率流滤波器的图像降噪(滤波)算法,该方法按图像信噪比大小分高、中、低3类,分别由L滤波器降噪、多级L滤波器降噪以及多次迭代的组合滤波器降噪,并进行了实验研究.结果表明:该算法与均值和中值滤波器相比,输入图像信噪比越低,滤波效果越明显.当输入图像为低信噪比时,对于受高斯噪声污染的图像,该算法滤波比均值滤波平均提高2.98 dB;对于受脉冲噪声污染的图像,该算法滤波比中值滤波平均提高11.09 dB,说明该算法对降低不同种类和不同信噪比的图像噪声有较强的适应性.

运用扇束扫描数据采集系统获得三维流场辐射谱强度数据,并采用重排算法及MART技术相结合作为扇形束辐射层析重建算法.通过数值模拟进行了算法检验并确定了系统旋转及扫描参数.最后,根据该扇束辐射层析技术进行了热等离子体三维流场重建实验.结果表明:用该方法重建的温度场与文献所得结果相近(重建温度范围都在4000～14000 K之间),重建三维等离子场电子(离子)数密度场范围在10×1015～70×1015个/cm3之间.