针对高反光表面的三维重建一直是结构光技术中的重点及难点。文章基于多重曝光法及调整投影条纹强度法, 提出了一种曝光时间序列以及条纹亮度序列的选择方法, 利用被测物体在不同投影条件下的表面临过曝像素点数统计直方图, 结合图像中像素点数的不过曝比例, 计算所求的曝光时间及条纹亮度序列, 完善了针对高反光表面的高动态范围技术。实验结果表明, 文章提出方法能够有效地提升高反光表面三维重建的精度, 点云中有效像素点数可以达到96%以上。

经过多年的研发工作，制冷型碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)中波红外探测器已经实现了批量化生产能力，其阵列规格也从最初的320×256发展到现在的1280×1024(百万像元级)。目前，随着武汉高德红外股份有限公司(以下简称“高德红外公司”)探测器产品水平的不断提高，基于红外探测器的热成像系统被广泛应用于机载、舰载、陆战以及手持观测等军用装备。以640×512/15 m碲镉汞中波红外探测器为例，介绍了高德红外公司探测器产品的工程化应用情况，并分析了探测器研制过程中需要解决的问题，最后指出了未来探测器发展及应用的方向。

针对目前图像特征匹配中存在不同程度误匹配的问题, 提出了一种KAZE结合感知哈希的图像匹配算法。首先采用KAZE算法提取图像特征点并匹配, 然后使用感知哈希算法筛选提纯初始匹配对, 最后运用随机抽样一致(RANSAC)算法再次筛选, 得到最终的匹配结果。在Mikolajczyk标准图像集上的实验结果表明, 该算法在图像发生旋转缩放、光照变换、模糊以及JPEG压缩等变化下均能够保持较高的匹配正确率, 具有良好的可靠性和鲁棒性。

基于相位的立体匹配是双目投影光栅相位法中的重要步骤，但传统的相位匹配方法在处理高分辨率图像时因存储空间大大增加，难以达到匹配速度与精度的平衡。文章提出了一种基于多尺度分析的快速相位立体匹配算法，采用分层匹配的策略，对预处理后的左右绝对相位图进行降采样以生成图像金字塔，利用低分辨率的视差匹配结果以预测下一层视差，以此降低下层高分辨率图像的视差搜索范围，达到匹配速度与精度的平衡。实验结果表明，所提算法在保证精度的情况下能有效提升相位立体匹配速度，实现高分辨率相位图快速准确的立体匹配。

现实图像的显著性纹理结构可为分块压缩感知算法提供先验信息, 优化算法。鉴于此, 提出了一种新的基于显著性的自适应分块压缩感知算法。算法所提显著性是以灰度空间相关矩阵和韦伯定律为基础, 采用确定性正交对称托普利兹矩阵对目标图像进行测量, 提出了均熵最小化自适应分块策略、角二阶矩最大化块向量生成方式以及合成特征依据下的自适应采样率设置, 并结合不同重构算法进行了分析和验证。实验表明, 所提算法策略在多项指标上较传统算法具有更好的表现, 易于硬件实现, 针对不同重构算法和测试图像具有普适性和稳定性。

工矿业城市区域易受工业活动、 矿产开采影响, 使其水环境遭受不同程度的破坏, 以至于水体污染问题突出。 当前常规水质监测主要采用“以点代面”的工作方式进行野外采样及其室内化验分析, 然而环境复杂多变, 空间差异大, 导致调查点代表性受限, 整体精度不高, 效率低下, 更难以实现区域性动态监测。 以因矿兴市的矿业重镇湖北黄石大冶市为研究区, 同步开展无人机高光谱航飞、 地面光谱测量和水体样品采集测试, 分别获得具有49个波段的高光谱影像数据和光谱分辨率为1 nm的水体光谱曲线, 其中影像数据波谱范围为505~890 nm, 光谱分辨率为778 nm, 空间分辨率为30 cm。 对获取的高光谱影像和光谱数据剔除异常值、 光谱定标、 辐射校正等预处理后, 对比分析研究区内水体的不同光谱吸收、 反射及光谱曲线形态特征信息, 从而提取出高光谱影像和测量光谱的反射光谱曲线形态特征、 去包络线后光谱曲线形态特征、 三阶求导后光谱曲线形态特征和光谱四值编码共四大类25个光谱特征。 采用皮尔森相关系数分析样品水质参数与光谱特征之间的相关性, 以此筛选出存在显著相关的水质参数与光谱特征。 在此基础上, 采用逐步回归分析方法筛选出最大反射率及其波长位置、 对称度、 光谱编码Ⅲ、 三阶导最大及最小值等光谱特征作为模型变量, 构建出水质参数的多元线性反演模型, 并对模型进行F检验和t检验。 将检验后的反演模型推广运用于研究区内高光谱影像, 获得尾矿库、 河流、 湖泊等典型区域的水质参数反演结果, 从而实现“由点到面”水质参数信息的快速获取。 结果显示水质参数pH、 硬度（Ca2++Mg2+）、 钾与氯离子比值（K+/Cl-）、 镁与碱度比值［Mg2+/(HCO3-+CO2-3)］的反演精度较高, 其pH的判定系数R2最小为0669, 镁与碱度比值的判定系数R2最大为0895, 相对均方根误差均小于28%; 而总溶解固体（TDS）反演精度较低, 其判定系数R2仅为0463, 相对均方根误差达36762%。 提出了一种基于光谱曲线形态特征的高光谱遥感水质参数定量反演模型方法, 实现了pH值、 硬度、 镁离子与碱度之比等水质参数的高光谱定量反演, 为区域水环境动态监测提供了新方法。

InP/In_0.53Ga_0.47As 短波红外探测器是一种高性能的近室温工作器件，从200 K 到室温下都能获得较好的器件性能，从而大大降低了对制冷的要求。为了充分利用目标在可见光和短波波段的光谱信息，通过特殊的材料结构设计和器件背减工艺，成功实现了320×256InP/InGaAs 宽光谱红外探测器，能够同时对可见光和短波红外响应，并从77 K 到263 K 工作温度下实现了对人脸、计算机及室外2.3 km处的景物成像。测试样管平均峰值探测率为2×10¹² cmHz^1/2/W，光谱响应为0.6～1.7 μm，光谱响应测试和成像结果同时验证了InP/InGaAs 宽光谱探测器对可见光信号的探测。相比标准的InP/In_0.53Ga_0.47As 短波探测器，InP/InGaAs 宽光谱探测器显示了可见/短波双波段探测的效果，大大丰富了探测目标的信息量，可显著提升对目标的识别率。

由于标准InP/In_0.53Ga_0.47As短波红外探测器的响应波段为0.87~1.7 μm，在高性能夜视中具有重要的应用。为了进一步利用夜天光在可见光区间的辐射能量，需要将InP/In_0.53Ga_0.47As短波探测器的光谱响应拓展到可见光，从而实现包含可见光和短波波段的宽光谱探测。通过特殊的材料设计和背减薄工艺，成功研制了可见光拓展的320×256 InP/InGaAs宽光谱红外探测器。采用增加滤光片的方法完成了器件在可见光、短波的成像演示，结果表明：目标在可见光、短波波段呈现出不同的特征信息，而不加滤光片的可见光拓展InP/InGaAs宽光谱红外探测器则探测到两个波段的信息，既包含目标的可见光信息同时也具有短波信息，从而实现了可见/短波双波段探测的效果，可显著提升对目标的探测能力。

突堤作为港口停靠船只的场所，其定位对港口目标的检测有重要意义。本文提出了一种基于突堤的分布特征的港口检测算法。首先在图像预处理的基础上，利用改进型种子点生长算法实现图像的二值水陆分割，在借助边界追踪法得到的岸线上，提取基于岸线斜率的突堤特征点，最后利用先验知识中突堤的分布特征进行特征点判断，通过突堤特征点的连接实现港口检测。新方法与已有的检测方法相比，具有定位准确的特点。

采用氧化还原法制备了纳米尺寸的银溶胶, 研究了纳米银粒子对核黄素(Riboflavin, Ri)水溶液吸收光谱和荧光光谱的影响。Ri溶液中加入纳米银粒子, 随着纳米银浓度的增大, 吸收强度不断增强, 372 nm处吸收峰红移, 而444 nm处吸收峰蓝移, 同时发生荧光猝灭现象。从无辐射通道增强、纳米银表面局域场减弱及Ri分子第一激发单重态(S1)布居减少、能量转移等方面初步探讨了荧光猝灭的原因。