为提升TLD 目标跟踪算法的处理速度，以达到在更高分辨率视频中跟踪目标的实时性要求，在TLD 算法框架的基础上，提出了一种基于动态捕获区域的TLD 目标跟踪算法(DC-TLD)。算法采用前一帧目标位置作为当前帧目标位置的预测值，减小了目标位置的预测误差。研究了检测区域负样本出现需满足的条件，分析了检测区域大小对算法鲁棒性的影响。针对样本的访问方式，提出基于索引的访问方法，极大地减少了访问时间。实验结果表明，该方法不仅有效降低了TLD 算法的样本检测时间，而且提高了算法的鲁棒性。

为提升TLD目标跟踪算法的每帧处理速度, 以达到在更高分辨率视频中跟踪目标的实时性要求, 在TLD算法框架的基础上, 提出了一种基于自适应尺度检测学习的目标跟踪算法(AS-TLD)。当跟踪目标成功时,选取当前帧跟踪到的目标尺度及几个相邻的尺度作为下帧检测目标时滑动窗口尺度的选取范围; 而当跟踪失败时, 则选取在TLD算法初始化阶段, 根据跟踪目标及视频图像大小选定的尺度来保障长时间跟踪目标, 从而有效减少了平均每帧扫描的窗口数量。实验结果表明, 该方法不仅有效地降低了检测模块的检测时间, 显著提高了整体算法速度, 而且通过动态选取尺度, 在一定程度使得TLD各个模块更加协调, 跟踪精确度得到提升。

针对视频监控中的运动目标,引入自主跟踪思想,设计了一种基于DSP的运动目标实时跟踪监控系统。系统以TI公司的DSP TMS320DM642为核心,采用改进的差分算法辅以二值化形态学处理进行运动检测,并通过速度归一化求取云台转动矢量,应用于变速云台系统,实现了对运动目标的自主稳定跟踪。实验证明,系统取得了良好的跟踪效果,保证了目标跟踪的自主性、准确性和实时性。

针对目前双目视觉立体匹配算法计算量过大、实时性不强的问题, 提出了一种平行配置系统的快速立体匹配算法。利用两幅视图的差异将视图分为特征点和非特征点, 然后对特征点采用WTA (winner-take-all)方法进行匹配, 而对非特征点只进行简单的验证, 最后得出致密的视差图。该算法利用视差的分段连续性, 大大减少了运算量。实验结果表明, 该算法提取的特征点集中于视差不连续区, 与目前其它基于区域的匹配算法相比, 该算法得到的误匹配像素百分比与其它算法相当, 而计算速度却提高了一个数量级, 并且边缘特征较好, 是一种有效可行的高实时性立体匹配算法。

与小波变换相比，Curvelet变换更好地表达图像的边缘和细节，因此更适合多尺度图像去噪。针对软阈值和硬阈值去噪方法存在的不足，提出了基于Curvelet变换域的软硬阈值折衷去噪法，并采用不同的阈值自适应地对不同的Curvelet子带进行阈值化。实验结果表明该方法对图像中的边缘、弱的直线和曲线特征有更好的恢复。去噪后图像PSNR值更高，视觉效果更好。

提出了一种傅里叶计算全息图数字再现中混叠消除的方法。通过对傅里叶变换计算全息图再现过程的分析，在空域扩展待编码图像的范围，实现了数字图像的傅里叶Burch型计算全息图的制作。对编码的实值图像作逆傅里叶变换，可以准确地重建原图像。该编码方法解决了再现过程中图像混叠的问题，适用于对所有灰度图像的编码。实验结果表明，提出的编码方法可以得到清晰的再现图像。

在近场光学扫描显微镜及其它一些以扫描方式成像的系统中，由于图像是逐行扫描而成，因此扫描图像行与行之间存在较大的噪音．针对这种情况及相应的含噪近场光学图像模型，并结合对近场光学扫描图像及其行噪音特点的分析，提出了根据图像行间相关性寻找行噪音补偿因子．同时考虑图像背景波动性选择噪音补偿因子，以此进行行噪音的消除．在此基础上，利用小波变换进一步处理，消除随机起伏噪音．实验结果表明，本方法可以快速有效地去除扫描图像行噪音，且适用于各类扫描图像的处理．

在分析现有图像融合质量评价方法特点的基础上，提出了新型的、基于结构相似度的图像融合质量评价方法．针对不同情况，分别采用平均结构相似度、加权平均结构相似度、结构信息与交互信息量之乘积作为图像融合质量客观评价标准．该方法充分考虑了图像的结构信息和人类视觉系统的特性，可以为不同场合下选择不同的算法提供依据．对不同融合算法的质量评价结果表明，该方法是一种有效的图像融合质量评价方法．

在分析利用相位信息进行图像边缘检测原理的基础上，探讨了基于小波域相位信息的边缘检测方法，并将其应用到环境光强变化的目标识别系统中。该算法不需要设定阈值即可对目标边缘进行可靠的检测。实验结果表明，基于相位信息的边缘检测算法受图像的光照和对比度的影响小，在不同光照度的环境下具有良好的目标识别能力

保偏光纤偏振主轴的精确定位是保偏光纤应用中的关键技术之一.文中在观察到保偏光纤侧视图像的光强分布呈五指型的实验基础上,提出了一种用于保偏光纤定轴的新方法,即五指型光强分布特征值判断法.实测表明,用于保偏光纤定轴时,在0°附近,与现有的其它定轴方法相比,五指型光强分布特征值判断法的特征更明显,提高了定轴的灵敏度.此新方法可用于制作保偏光纤器件时,在0°附近的高精度定轴.