针对非接触式眼压计测量眼压过程中常受外界因素影响的情况, 通过分析角膜压平检测原理, 提出一种基于气压传感器时间曲线的角膜类压平时刻眼压标定方法, 搭建了实验系统并研制出了原理样机。通过记录压平检测受光传感器及气压传感器两通道数据, 基于最佳包络因子的角膜类压平时刻重心优化算法提取类压平时刻对应的气压传感器数值, 采用基于最小二乘法的最优多项式插值拟合方法进行眼压标定。模拟眼实验结果显示角膜压平反光量曲线包络因子为0.7时, 角膜类压平时刻方差值最小(0.068); 缸内压力值和眼压值之间5次多项式插值拟合校正决定系数最大(0.997 1), 均方根误差最小(0.525 3)。开展人眼眼压测量实验验证, 与金标准测量结果相比测量偏差在±1 mmHg以内, 结果较为准确稳定, 满足临床诊断要求, 表明这种眼压测量标定方法有效可行, 有助于眼科疾病的准确诊断。

针对现有基于水平视角图像的目标检测网络在无人机航拍图像上误检率和漏检率高的问题，提出一种基于改进注意力机制的航拍图像目标检测算法。首先，在Faster R-CNN主干网络输出端引入一种三叉戟注意力机制，分别提取三路池化层和三路扩张卷积层的多模式信息及多尺度特征信息进行压缩，实现特征通道和空间像素区域的权重再分配。其次，针对航拍图像目标的分类和边界框回归，引入一种双头检测机制，充分利用目标的语义信息和空间位置信息。在相关数据集上对所提算法进行评测，并与其他目标检测算法进行对比。结果表明所提算法的平均精度均值得到显著提升，在不同场景下的无人机航拍图像目标检测中获得更好的效果。

磷化铟(InP)已成为光电器件和微电子器件不可或缺的重要半导体材料。采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波赝势方法, 计算了不同外电场作用下InP超胞的电子结构和光学性质。计算结果表明: 未加电场时InP的能隙值为0.876eV, 随着z轴方向的外电场增大, 该值逐渐减小, 当电场强度达到1.0×108V/cm时, InP的禁带宽度几乎为0。InP导带区域的总态密度随着外电场增大逐渐向费米面偏移, 态密度跨度变小, 而价带与导带的情况恰恰相反。外电场对介电函数虚部的影响主要体现在低能量区域(0~7eV), 而在较高能量区域内可忽略不计。外电场对InP吸收系数的影响主要集中在近红外波段。

针对红外小目标在背景较为复杂时边缘模糊不易被检测、虚警率高等问题, 提出了一种基于SUSAN背景抑制的改进Top-Hat的检测方法。该方法先将原图像做SUSAN背景抑制, 再对抑制后图像做开运算, 最后将开运算结果与原图像做比较并分别赋值得到结果图像。为了验证改进 Top-Hat方法的优越性, 在图像做完背景抑制后分别做传统Top-Hat处理与改进后的 Top-Hat处理, 并对其结果进行了对比。结果表明, 所提算法能够大大提高复杂背景下红外小目标的检测概率, 有效地减少伪目标数量, 即降低了虚警率。

对红外双波段自适应伪装装置的实现方案进行了理论分析，并详细介绍了装置的组成、设计方案和硬件设计，通过实验验证了装置的自适应伪装效果。装置可以在近红外和远红外双波段内实现自适应伪装，对自适应伪装装置的研发有一定的参考价值。

针对**装备的红外隐身，讨论了隐身效果评估的基本方法，从辐射温差、斑点暴露尺寸、探测概率和目标红外能见距离几个方面进行了分析，对以往的公式进行了修正。

提出了基于运动纹理差异的运动目标分割无监督评价方法。通过基于贝叶斯决策的精确量化准则得到差分图像的类别映射图, 利用区域生长方法产生不同效果的运动目标分割掩膜, 定义了运动纹理差异的评价准则, 并将该评价准则用于这些分割掩膜中以验证评价结果的有效性。为进一步准确衡量所提出准则的性能, 在实验中将其与两种评价准则进行对比, 一是有监督评价准则 ME, 二是基于彩色纹理的无监督评价方法 JSEG中的无监督评价准则 J。实验结果证明基于运动纹理差异的无监督评价与人类主观感知和客观实际基本一致, 可有效地对红外视频运动目标分割性能进行无监督评价。

利用独立成分分析(Independent Component Analysis, ICA)并结合多能X射线图像的丰富信息可以将二维X射线图像中重叠目标分离成像, 但是海量的图像数量, 以及高像素数的要求均会使内存占有量和计算速度面临挑战, 因此本研究将压缩感知(Compressed Sensing, CS)与ICA相结合进行分离成像, 以提高计算速度和分离成像性能。研究过程中, 首先根据被拍摄物体的物质组成确定拍摄多能X射线图像数量, 并选取CS技术中K均值奇异值分解(K-means SingularValue Decomposition,K-SVD)稀疏基将多能X射线图像进行稀疏表示, 然后利用ICA将此稀疏表示进行盲源分离得到独立源, 最后采用正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)将独立源进行重构实现分离成像。研究结果表明: 采用ICA&CS技术比仅采用ICA进行目标分离成像的运行时间减少了46.14 s(23.3%)、内存占有率降低了21%、重构图像峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)提高了2.665 dB、边缘梯度提高了0.001、信息熵提高了0.09。

为研究人体头部局部特征部位的散热情况, 得到局部特征部位体表温度随环境温度变化规律, 选取身体健康、 体态标准的青年男女各20名为测试对象并分成男、 女两组, 根据红外热辐射测温原理对测试对象头部选取5个局部特征部位进行测温、 记录。 控制空气湿度50%和风速0.15 m·s-1, 并以2 ℃幅度逐渐将环境温度从18 ℃升高到32 ℃。 发现健康青年女性头部各特征部位体表温度略高于男性; 男女受试者头部各特征部位体表温度在一定范围内随环境温度近似正比例变化; 运动对头部体表各部分温度影响较小且存在差异。 分析结果可应用于人体头部特征部位热流研究并对人体健康状况判断提供参考数据。

研制了一种短波红外、中波红外和激光测距仪联合工作的图像融合系统。系统实现了全天时可透雾的远距离场景监控、远距离目标测距, 并能够检测1.06 μm和1.57 μm的激光光束。为了保证系统的融合图像质量, 提高配准精度, 提出了一种光轴平行度校正方法, 实现短波红外和中波红外图像的粗配准;提出了一种新的迭代优化方法, 通过寻找最优配准参数来获得最佳的融合性能, 采用基于人眼感兴趣区域的清晰度指标作为评价函数来完善配准过程, 采用粒子群优化算法解决联合优化问题, 实现短波红外和中波红外图像的精配准。实验结果表明该系统在远距离场景监控和战场态势感知等方面具有较大的应用潜力。