由单幅图像重建三维结构并感知三维对象的语义理解极具挑战性。针对单幅图像难以直接生成三维重建点云问题，提出一种融合PointNet与3D-LMNet的联合优化网络模型进行三维重建并完成语义分割。基于3D-LMNet网络进行训练生成三维点云，并完成局部分割，同时，对网络损失函数进行联合优化来预测分割点云。通过分割点云的语义信息改善重建效果，生成带有语义分割信息的三维点云重建模型。针对联合训练中真值点云和预测点云类别标签无点对点的对应关系问题，引入联合优化损失函数来提高重建和分割效果，生成最终三维重建模型。通过在ShapeNet数据集上实验验证，并与PointNet和3D-LMNet单独训练相比，所提模型在平均交并比（mIoU）上提高了4.23%，在倒角距离（CD）和EMD（earth mover’s distance）上分别降低了7.97%和6.04%，联合优化网络明显改善了重建和分割的点云模型。

传统的亚毫米波成像算法可以对待测目标成像, 但是, 一方面,由于成像系统的低通特性, 损失信号中的高频分量, 造成图片细节部分的缺失; 另一方面, 在信号处理过程中由于波瓣展宽, 各像点发生混叠引起模糊。针对传统算法存在的成像清晰度差和分辨率低等缺点, 提出了一种基于改进凸集投影(POCS)的亚毫米波成像超分辨率算法, 该算法利用双线性插值获得高分辨率初始图像, 并对初始图像进行迭代修正, 引入自适应校正阈值, 利用边缘强度的大小动态调整校正阈值, 从而达到精确高分辨率复原的目的。仿真实验结果表明, 该算法能够较为精确地修正图像的像素, 提高成像图片的分辨率和清晰度。

针对毫米波系统在二维横断面成像时，空间频率间隔上非均匀性影响成像精确度问题，提出基于截断正弦基数(sinc)函数的插值优化算法。算法取sinc函数为卷积核，对数据进行插值，相较细胞元插值法，得到的散射插值幅值更接近实际值，成像精确度更高。在此基础上，由于sinc插值需要无穷项求和，所需计算的数据量巨大，因此对插值求和项进行截断处理，对不同截断点数所成横断面像作比较，进一步优化成像质量。仿真结果验证了算法的可行性和精确性。

针对在毫米波全息成像算法过程中像素点存在一定程度的发散、分辨清晰度不够高的问题, 提出Stolt插值优化算法, 该算法根据单元格内各个数据点与中心的距离, 取加权平均值进行插值。与传统的插值算法相比较, 该算法使得各个像素点进一步收敛, 成像更加清晰, 同时计算量不会有较大的变化。最后通过横断面仿真实验证明了该算法的有效性。

红外热图像目标区域(Region of Interest, ROI)提取对故障检测、目标跟踪等有着重要意义.为解决红外热图像干扰多、需人工标记及准确率低等问题, 提出一种基于多模态特征图融合的红外热图像ROI提取算法.通过对比度、熵及梯度特征构建多模态特征图并进行区域填充, 实现ROI提取.将新算法应用于实际采集的光伏太阳能板图像中.结果表明, 新算法具有平均查准率高(93.0553%)、平均查全率高(90.2841%)、F1指数和J指数均优于图割法, 人工标记少等优点, 可有效用于红外热图像ROI提取.

针对光纤端面制备中各种因素的影响会导致光纤端面产生缺陷的问题, 研究了一种基于机器视觉技术的光纤端面检测系统。针对光纤端面显微图像的结构特点, 使用图像处理算法拟合其中的椭圆, 并提出了一种基于同心椭圆约束的椭圆检测方法, 挑选出纤芯和包层轮廓的拟合椭圆。依据获取的拟合椭圆参数将光纤端面划分为三个检测区域, 进行分区域的瑕疵点检测和统计。全部算法使用VS2010和OpenCV开发实现。实验表明, 该检测系统可以对光纤端面进行准确的质量测定。

以355 nm激光为激励光源, 研究 2-甲基蒽醌(MAQ)光敏氧化芳香氨基酸(色氨酸、 酪氨酸、 苯丙氨酸)的光化学行为。 在乙腈-水体积比1∶1的混合体系中, 2-甲基蒽醌三重激发态(3MAQ*)的吸收峰位于390, 450和590 nm, 利用3MAQ*与电子给体的电子转移反应确定其阴离子自由基的特征吸收峰为390和490 nm。 2-甲基蒽醌与色氨酸、 酪氨酸、 苯丙氨酸的瞬态反应都显示随着590 nm激发三重态的衰减, 出现490 nm 2-甲基蒽醌阴离子自由基的生成, 并进一步确定了2-甲基蒽醌与色氨酸、 酪氨酸和苯丙氨酸的电子转移反应的速率分别为3.0×109, 1.1×109和1.8×108 L·mol-1·s-1。 同时吉布斯自由能(ΔG)的计算结果也表明2-甲基蒽醌的激发三重态与色氨酸、 酪氨酸、 苯丙氨酸电子转移反应在热力学上是可行的。

为解决近程毫米波雷达目标探测过程中产生的回波相位干涉问题, 引入全息技术研究近程目标的毫米波散射特性成像。该方法利用相位补偿因子, 在波数域补偿电磁波的波前球面弯曲, 反演目标的真实几何形状特征。给出了单目标散射特性一维成像的仿真实验, 验证全息成像算法的有效性。对有无相位补偿情况下的多目标散射特性一维成像进行比较, 结果表明该方法大大提高了成像精度。

提出了一种基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)中填充高折射率温度系数液体的新型折射率型光纤温度传感器。通过建立理论模型, 设定入射波长和材料参数及完美匹配层边界条件, 采用全矢量有限元法对六角形结构排列的折射率引导型光子晶体光纤的温度特性进行了分析。研究表明, 在空气孔中填充液体乙醇, PCF模场分布随着温度变化明显, 其有效折射率和限制损耗都随着温度升高而减小。相同的孔间距, 占空比越大, 输入波长越长, 有效折射率和限制损耗受温度影响越大。当波长为1500 nm, 占空比为0.7, 温度从-20 ℃升至70 ℃时, 限制损耗从3.5×102 dB/m减小到22 dB/m。

从理论和实验上讨论了光盘盘基在不同入射角光束通过时所产生的相位延迟值的改变。用起偏器-调制器-补偿器-样品-检偏器(PMCSA)结构形式的偏振相位调制方法对玻璃和聚碳酸酯(PC)两种材料光盘盘基进行测量，结果表明聚碳酸酯盘基的双折射远大于玻璃盘基的双折射。