充分利用烧结机尾断面的火焰图像所蕴含的有效信息，利用随机森林算法对烧结状态进行短期预测，该算法在工程上具有可行性。为改善随机森林中重要性较低的属性对分类结果的影响，提出了一种基于概率决策的随机森林改进算法，实现对烧结机尾断面火焰状态的短期预测。首先，对300张烧结断面火焰图像进行统一预处理，将获得的10个图像几何特征作为输入量；其次，对提取到的10个图像几何特征进行K均值聚类和模糊C均值聚类，根据聚类结果的准确率赋予叶子节点处各个类别出现的概率；最后，实验验证了优化的随机森林算法能提高对烧结状态分类的准确性。

烧结机尾断面火焰图像能够最直接有效地反映烧结终点的状态。充分利用火焰断面图像所蕴含的有效信息对烧结终点状态进行分类具有可行性及工程实际意义。提出一种K均值结合图像颜色特征的分类算法，实现对烧结机尾断面火焰烧结状态的分类。首先，对90张火焰图像进行预处理，在烧结机采集的320 m²断面图像上按分辨率3024×1700像素对红火区域进行统一裁剪，提取烧结核心区域。对裁剪图像进行K均值分割，并对K分别为2，3，4的分割图像进行比较，结果表明K为3时的分割结果可以较准确地将火焰的红火区分割出来。其次，由于分割后的图像仍存在其他非红火区域，为了准确地提取红火区的几何特征，进一步对红火区进行颜色特征提取，得到最终的红火目标区域分割图像。最后，将提取的目标图像几何特征作为数据集，采用fuzzy C-means（FCM）算法对烧结终点状态进行分类。与传统FCM算法的分类结果对比表明，所提火焰图像分类算法改善了分类效果。

为了解决传统条纹中心提取算法对物体材质及噪声敏感问题, 采用自适应结构光条纹中心提取算法来提取条纹亚像素坐标。该算法首先对图像进行预处理, 利用图像掩模操作提取条纹图像感兴趣区域, 通过自适应卷积模板消除噪声干扰, 得到条纹区域截面宽度及条纹中心坐标的像素集合;其次根据中心坐标的像素集合采用二次加权灰度重心法求取条纹中心初始坐标值, 将此作为种子点进行区域生长运算, 并结合主成分分析分解特征矩阵;最终得到线结构光中心的亚像素坐标点。结果表明, 该算法能够有效快速地获取结构光条纹中心亚像素坐标, 相比灰度重心法, 所提算法实验结果波动性较小且标准误差也相对较小, 提取速度相比基于Hessian矩阵的Steger法提高近4倍, 满足工业测量系统实时性要求。所提出的结构光条纹中心提取算法具有较高的提取精度和良好的稳健性, 计算复杂度低, 具有较高的实时性, 可为后续3维视觉测量系统提供良好的精度保障。

利用LLP幺正变换与线性组合算符相结合的方法研究了单层石墨烯(MG)中弱耦合极化子的性质。得出了单层石墨烯中弱耦合极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能与振动频率、声子的德拜截止波数之间的依赖关系。结果表明,单层石墨烯中极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能均为德拜截止波数的增函数；当振动频率增大时,基态能量随之增加,第一激发态能量先增加后减小再增加,直到趋于稳定的值,跃迁能量先增加后减小。

利用微波辐射传输模型PWR(P. W. Rosenkranz)和反向传播神经网络方法,分别构建了正演下行辐射亮温和反演大气相对湿度廓线的模型,并研究了晴空条件下高光谱微波辐射计反演大气相对湿度廓线的通道选择问题。研究结果表明,200个通道的信息含量大于微波辐射计7个通道的信息含量;增加探测通道数量可提升大气相对湿度廓线的反演精度,选取信息含量排在前面的120个通道进行仿真时,在0~2 km和6~10 km高度范围内大气相对湿度廓线的反演精度提升了4%~10%,在2~6 km高度范围内的相对湿度廓线的反演精度提升了约10%;当通道数继续增加时,反演精度的提升并不明显。

为解决传统相机空间变化离焦去模糊的难题, 提出了一种基于模糊映射图和L1 2优化的空间变化离焦去模糊方法。首先对相机的离焦模型进行研究与分析, 概括了圆盘离焦模型和高斯离焦模型的原理、特性和适用范围;然后利用边缘属性对局部对比度先验条件进行修改, 结合模糊边缘的梯度信息得到模糊映射图, 并利用一种向导滤波的方法去除边缘附近的歧义性和映射图中的噪声, 获得一幅更好的模糊映射图;最后采用一种合并了类Tikhonov规整化和TV规整化的L1 2优化对图像进行去模糊, 采用变量分裂和惩罚的方法完成L1 2的优化, 并利用尺度选择和图像重构方法得到全聚焦图像。基于人工合成图像和实际拍摄图像的实验结果表明, 所提方法性能优于当前技术条件下的空间不变去模糊方法和空间变化去模糊方法。

基于氧气A 吸收带的被动测距技术已成为单站被动测距领域最具活力的研究课题之一，但是由于氧气吸收饱和区的存在，限制了被动测距的最大可达范围。采用具有1 cm– 1 分辨率的Modtran 软件进行了分光谱透射率计算，通过数据建模获得了基于目标天顶角和平均氧气吸收率的被动测距公式。该公式避免了氧气吸收率曲线的饱和区，使得氧吸收法的有效距离估计范围可延伸到50 km。此外，该公式还有对吸收率测量误差不敏感的特性，例如，在零海拔处传感器最小可检测的吸收率Aˉ= 10-2 的偏差，所能产生的距离偏差不超过50 m。该结论有望突破绝大多数氧吸收法被动测距实验局限于较近距离的现状，促进其实际应用。

针对传统乙烯气体泄漏检测和定位方法存在效率低、检测范围小和实时性差等问题, 提出了一种基于红外成像的泄漏检测方法。该方法利用红外摄像机获取乙烯生产车间内各设备工作时的红外视频图像, 将其转化为灰度图像序列后, 利用逻辑运算融合多幅帧间差分和背景差分后的图像信息, 并利用形态学滤波消除噪声干扰, 最终获得气体泄漏疑似区域的准确位置。实验结果表明, 该方法高效、准确且具备实时性, 能够获得完整、清晰的泄漏疑似区域, 实现了无色气体泄露区域的初步定位。

针对三维模型简化中保留细节特征的要求,提出了一种基于视觉特征保持的三维几何模型简化算法。采用半边折叠操作,综合考虑了网格模型中半边的几何重要性和变化误差,并将其作为各半边的折叠代价来确定模型中边的折叠顺序,在模型简化后又利用顶点"微调"法对简化模型进行了局部视觉效果修正。实验研究结果表明:本文提出的三维几何模型简化算法能有效地保留模型的细节特征,并能显著改善模型因简化产生的形变,是一种简单、有效的模型简化算法。