由于在-55~150 ℃存在正交-四方和四方-立方相变, 相变对应的尖锐介电峰使BaTiO3陶瓷介电性能难以满足X8R温度稳定性要求。本文采用50 nm的纳米BaTiO3粉体和少量堇青石(MgO-Al2O3-SiO2, MAS)玻璃, 制备了满足X8R介电温度特性的BaTiO3基细晶陶瓷。结果表明, 随着MAS玻璃的加入, BaTiO3基陶瓷的室温晶体结构从四方相转变成赝立方相, 平均晶粒尺寸从纯BaTiO3陶瓷的1.904 μm显著降低到添加0.5%(质量分数)MAS玻璃的BaTiO3基陶瓷的183 nm。与此同时, BaTiO3基陶瓷虽然介电常数有所下降, 但是介电损耗和介电性能的温度稳定性大幅度改善。其中添加0.5%MAS玻璃的BaTiO3基细晶陶瓷介电性能为: 在1 kHz时室温介电常数为984, 介电损耗为0.006 5, 满足X8R温度特性要求。

针对传统方法不能充分挖掘图像聚焦关联信息导致融合细节失真的问题，提出了一种基于深度密集卷积神经网络协同检测的多聚焦图像融合方法。将多聚焦源图像进行集成实现协同聚焦特征检测，利用深度密集卷积神经网络的特征复用、低级特征与高级特征相结合等特点，来加强多聚焦图像特征表达能力，可以更好地挖掘图像语义信息。采用多尺度金字塔池化策略聚合不同聚焦区域的全局上下文信息，增强聚焦与离焦的区分能力，得到粗略融合概率决策图。进一步采用卷积条件随机场对其进行优化，获得精细化概率决策图，最终得到细节保持的融合图像。将一对多聚焦图像合并为6通道送入网络进行训练，保证了训练时聚焦图像相关性。利用公开数据集对提出的融合方法进行主观与客观评价，实验结果表明该方法具有较好的融合效果，能够充分挖掘聚焦关联信息、保留足够的图像细节。

遥感影像特征匹配中，仅采用特征描述符相似性度量导致存在大量的外点，需对初始匹配结果进行可靠外点去除，提升特征匹配及变换参数估计的准确性。针对该问题，提出了一种拓扑结构引导的简单有效的遥感影像特征匹配外点去除算法。首先，充分挖掘匹配点对的潜在拓扑几何约束关系，设计了局部及全局外点过滤策略。利用对应点对邻域一致性，即正确匹配点对的邻域点对满足集中对应，通过一次局部过滤，剔除所有不满足该条件的外点。进而，通过随机采样假设验证，利用空间顺序约束及仿射面积比约束进行全局过滤。然后，利用局部优化策略对获得的最大一致内点集合进行修正，实现对几何变换参数的准确估计和可靠的外点去除。最后，采用空间网格划分方法进行模型细化与匹配点对增量，进一步提升了遥感影像匹配性能。实验结果证明，与7种主流外点去除方法（NBCS、LPM、LLT、VFC、GMT、SOCBV、RANSAC）相比，所提算法性能更优，尤其对于复杂条件包括低内点率、较大尺度及视点变化等情况，可以获得更加稳定的匹配精度。

近年来，随着深度学习技术的发展，深度神经网络在医学图像分割领域得到了广泛应用。其中，U-Net以其良好的分割性能，逐渐成为图像分割领域的研究热点。根据相关研究工作，本文首先在结构改进和非结构改进两大方面对U-Net网络的相关改进模型进行综述；然后以视网膜血管、肺结节、肝脏和肝脏肿瘤、脑肿瘤这四种典型医学图像为例，阐述了各类图像的特点及分割难点，并对U-Net及其改进网络在相关图像分割上的应用进行了总结；最后对U-Net改进工作中存在的问题进行探讨，并对其未来的发展予以展望。

设计了基于单光源的全双工可见光通信系统,实现了可见光兼具照明和通信的功能。利用“猫眼”逆向调制器对下行光信号进行两次调制,将上行信息调制到下行光信号上并反射回主动端。实验表明,单光源可以实现全双工可见光通信链路,并且使上下行链路的通信互不干扰,通信效果良好。

K均值序贯泛化(SGK)去噪算法在字典更新阶段会引入噪声干扰。为了控制噪声干扰对字典原子的影响,构建一种干扰控制K均值序贯泛化(C-SGK)地震信号去噪算法。该算法在字典更新阶段通过判断信噪比值与设定阈值间的大小来决定是否更新原子。若信噪比值大于设定阈值,则顺序更新原子,反之则不更新原子。对人工合成和实际地震信号的去噪结果表明,本算法能够很好地控制噪声干扰,且与传统SGK算法比较发现,本文算法对地震信号的去噪效果更优。

四维块匹配协同滤波(BM4D)用于地震信号去噪时,虽然性能良好,但需要预知噪声标准差。针对上述问题,提出结合主成分分析(PCA)噪声估计的BM4D三维地震信号去噪算法。该算法首先用PCA对地震信号进行噪声估计,然后将估计结果用于BM4D去噪。对人工合成与实际三维地震信号的去噪实验结果表明,本文算法具有可行性,既能取得很好的去噪效果,又能规避BM4D对噪声水平预估值敏感的局限性。与5种噪声估计算法的对比实验表明,本文方法在噪声估计时间和精度方面均具有优势。

针对室内可见光通信系统中全光通信链路不易实现的问题,设计并搭建了一种基于离焦型猫眼逆向调制方案的室内可见光单光源全双工通信系统。该系统上下行链路相互独立,克服了传统单光源双工通信系统需要收发两端配合通信的不利因素,无须增加额外的光源就可以实现全光链路的双工通信。实验结果表明:该系统可在3.0 m的通信距离条件下实现下行5.0 Mbit/s、上行2.0 kbit/s的数据传输。

根据模式耦合理论, 设计了一种基于三芯光纤并支持LP01、LP11a、LP11b三种空间模式传输的三模复用/解复用器。该三芯光纤由一个位于中央的三模纤芯和两个外部的单模纤芯构成。选择三模纤芯的结构参数, 根据模式有效折射率匹配原理分别设计两个外部单模纤芯的参数。通过仿真分析了LP11a模与LP01模、LP11b模与LP01模的功率转换过程, 确定最优的光纤长度为5.2 mm。在C+L波段中所设计的三模复用/解复用器能提供50 nm的工作带宽, 其模式转换效率达到90%。该基于三芯光纤的三模复用/解复用器具有结构简单、模式转换效率高、插入损耗小、带宽宽等优点。

研究了一种基于旋转激光经纬仪三维空间定位网络的组合式激光三维扫描系统。旋转激光经纬仪定位系统的空间定位结合激光经纬仪前方空间角度交会和 GPS空间定位原理，实现并行测量多个光电传感器空间坐标。在此基础上，设计了一种组合式激光三维扫描系统，通过三个光电传感器坐标确定激光测头的空间测量位姿，实现了一种适用于现场测量便携式三维扫描系统。研制的组合式三维激光扫描装置对多个物体进行扫描获取物体表面特征点云数据，得到了较好效果。