从漫射高光谱中可以获得被测物体成分、 结构及其分布等信息。 采用光纤光谱仪获取漫射高光谱是一种常用的方法。 Monte Carlo方法在研究光在浑浊介质的传播方面得到了广泛的应用。 然而, 使用Monte Carlo方法研究漫射高光谱时, 必须考虑实际的检测条件对信号采集的影响。 将光纤参数引入到Monte Carlo模型中, 研究了光纤参数对被检测光学信号的影响。 仿真结果表明, 孔径角和半径增大, 检测的漫射高光谱随之增大, 而光纤与被测物质表面的距离小于1 mm时对漫射高光谱的影响在一定程度上可以忽略。 进一步研究发现存在固定的修正系数使不同孔径角的光纤所采集的漫射高光谱转化为孔径角为π/2的光纤对应的信号。 同时, 得到了实际光纤孔径角范围内的修正系数拟合曲线。 不同半径的光纤通过面积归一化可以得到很好的一致性。 研究检测光纤参数对漫射高光谱的影响对实际测量有重要的指导意义, 而且不同光纤所对应的检测结果可以通过修正系数和面积归一化进行移植。

为了提高血氧饱和度光谱测量的精度和可靠性, 增强血氧饱和度测量数据的有效性, 提出了基于试验方差分析的血氧测量波长选取的方法。 通过分析不同波长组合对应的血氧饱和度系数分布情况, 合理地利用统计理论, 从中选取较好的波长组合。 实验中以不同血氧饱和度临床数据为基础, 建立了不同波长组合(660和940 nm, 660和805 nm, 805和940 nm)计算出的血氧饱和度系数的单因素试验方差分析模型, 参照分析模型中的F指标和p参数, 比较分析不同波长组合的显著性, 进而从光谱数据中选取出相对较好的波长组合, 为进一步建模分析提供了可靠的中间数据。 结果表明, 选取660和805 nm的波长组合引入的总误差相对较小, 能更显著的代表血氧饱和度的变化, 相比其他的波长组合进行分析能够提高血氧测量精度。 本研究将试验方差分析方法用于血氧测量中波长组合的优选, 效果显著, 为血氧饱和度的测量和其他相关光谱的特征波长选取以及定量分析提供了新思路。 试验方差分析方法有助于从光谱中提取代表被测量的有效信息。

分析了视线跟踪系统中光源、摄像机、眼睛角膜及光斑的几何位置关系,提出了眼睛跟踪策略和一种调光、变焦、聚焦相结合的CCD物镜自动调节方法.对捕获图像进行处理,依据图像灰度均值控制光圈,以适应外部环境光强变化;利用SMD算子大步幅快速粗聚焦,提取图像中光斑信息控制云台瞄准、跟踪眼睛,并进行变焦控制,可在用户头肩图像中自动定位眼睛,适应用户头部位置变化;在眼睛区域自动确定检测窗,在检测窗内使用FSWM聚焦算子判断图像清晰度,实现自动聚焦.若图像中能提取瞳孔信息,则依据瞳孔边缘梯度均值实时调整聚焦.实验表明,在不同外部环境光强及用户在不同使用位置情况下,CCD摄像机通过自适应调节,可实时跟踪眼睛并捕获到清晰眼睛图像.