为了避免图像去雾后细节模糊和噪声放大,将图像分解为结构层和纹理层,并只对其结构层进行去雾。基于频域滤波思想提出透射率融合方法,解决了现有透射率估计方法中普遍存在的块效应问题和复原图像中存在的晕轮伪影问题。针对透射率优化过程中存在的计算量大、透射率平滑与细节保持之间难以平衡等问题,提出了多重导向滤波透射率优化方法。同时,针对目前大气光估计易受图像中白色物体的影响,提出自适应大气光估计方法。实验结果表明,该算法得到的图像去雾彻底、细节清晰、颜色自然,不仅有效抑制噪声和晕轮伪影,而且显著提高场景对比度、饱和度。

夜间有雾图像光照不均、对比度较低且色偏严重。现有的去雾算法主要是针对白天图像,并不适用于夜间场景,夜间图像去雾难度较大。该文通过深入分析夜间有雾图像的成像特点,提出了基于低通滤波和多特征联合优化的夜间图像去雾算法。针对夜间图像环境光照不均匀问题,提出先对图像进行低通滤波,然后对其低频分量三通道利用最小-最大值滤波估计局部环境光;针对目前白天去雾算法先验不适用于夜间图像,提出结合图像对比度、饱和度和信息熵特征,构建多特征联合优化函数估计透射率;针对夜间图像存在非一致色偏问题,提出非重叠块局部Shade of Gray算法进行颜色校正。实验结果表明:所提算法去雾图像的主观视觉效果较好,且对比度和色偏程度两方面客观评价指标整体优于其他对比算法。该算法能够有效去除夜间图像雾气,提高图像的对比度,恢复更多的细节信息,且颜色自然,视觉效果理想。

目前,基于统计先验的图像去模糊方法对噪声敏感,细节恢复能力有限,而基于先验学习的算法对图像及其模糊类型、噪声水平等适应性较差。针对上述问题,基于图像模糊前后像素直方图统计,首先提出一种简单有效的低值像素先验。然后针对现有方法对图像去模糊后出现大量噪声或伪影等问题,设计深度卷积神经网络学习图像深度去噪先验,并联合低值像素先验、梯度稀疏先验提出新的去模糊模型。同时,在模糊核估计过程中,利用图像分解方法分离出图像的结构层,并在结构层估计模糊核,获得更为准确的估计结果。大量实验结果表明,本文算法不仅具有很好的细节恢复能力,且对图像及其模糊类型、噪声水平等更具稳健性。与现有主流算法相比,本文方法优势明显。

夜间图像光照不均匀,存在色偏,去雾难度较大。目前图像去雾算法主要针对白天场景,有关夜间图像去雾算法的研究较少。基于结构-纹理分层模型提出新的夜间图像去雾算法,将夜间有雾图像分解为结构层和纹理层。在结构层采用中值滤波器估计环境光,利用加权范数L₁正则化模型对其进行优化,并进行去雾和颜色校正处理;在纹理层利用离散余弦变换系数估计透射率。最终融合纹理层与去雾后的结构层得到去雾图像。实验结果表明,采用该算法对夜间图像去雾后图像细节清晰,颜色自然,去雾效果显著。

传统全变差(TV)正则化图像复原仅考虑图像的一阶梯度特征,具有图像噪声敏感、平坦区域阶梯效应明显等缺点。针对此类问题,将广义全变差(TGV)应用于图像去模糊领域,提出自适应加权的TGV图像去模糊模型,该模型能够根据图像局部结构自适应调整权值,在去模糊的同时避免阶梯效应,有效保持图像边缘并抑制噪声。提出基于原始-对偶的自适应加权TGV去模糊模型的迭代求解算法,实验结果表明,利用本文算法可获得高质量复原图像,且时间复杂度低,求解速度快。

夜间图像去雾对夜间场景中的视频监控、目标识别等有重要应用价值。目前夜间图像去雾研究较少，且处理结果存在失真度高、细节模糊、稳健性差等缺点。针对以上情况，结合大气散射模型和夜间雾天图像成像特点，提出基于Retinex理论和暗通道先验的去雾算法。首先，根据Retinex理论求得夜间场景的有雾入射光图像和有雾反射光图像；其次，利用暗通道先验得到场景的无雾反射光图像；然后，分别根据夜间雾天图像和有雾反射光图像求得光源位置和景深，利用相机成像机理求得场景点与各光源的距离之和，进而求得无雾入射光图像；最后，利用Retinex理论复原得到夜间无雾图像。实验结果表明，本文算法不仅能彻底去雾，提高图像对比度，更能大幅度降低去雾过程中的颜色失真。

背向弹性散射光谱法可用于研究生物细胞内部颗粒的结构组成, 本文探讨了背向弹性散射光谱测量获取光谱的不同实验方法及其优缺点。针对微米量级的球形颗粒测量, 基于实验分析比较了目前普遍使用的光纤探头测量和透镜系统测量这两种背向散射光谱获取方法的优缺点。研究表明, 由于透镜系统获取光谱所对应的散射角有更明确的定义, 故透镜系统获取光谱与Mie散射计算的互相关拟合系数(0.96)高于光纤探头优化条件下获取光谱的结果(0.93)。因此, 在提取颗粒尺度精度要求较高时, 应该选用透镜测量方法, 并且采用滤波去噪声信号处理的手段来提高颗粒尺寸提取精度; 而提取颗粒尺度精度要求不高时, 光纤探头光谱获取方法具有简单易行的优点。

本文利用咏冲氙灯和连续氙灯,对Nd Al3(BO3)4激光晶体分别作了激光单脉冲、高重复率脉冲及连续激光运转的研究。首次实现了闪光灯泵浦Nd Al3(BO3)4晶体高重复率激光运转。

本文对非线性激活复合功能晶体激光器提出了一种新的理论模型.该模型采用慢变波近似,建立了耦合波-速率方程;并利用计算机对复合功能晶体NYAB激光器进行模拟,得到理论结果;并讨论了阀值及峰值功率.实际上采用波长为589nm巨脉冲激光泵浦,对(NdxY1-xAl3(BO3)4)NYAB激光器激光复合效应进行了研究,获得自倍频绿光输出峰值功率达37.5kW.理论与实验结果符合得较为满意.最后对理论模型与实验的偏差,探讨了一些改进器件设计的途径.