透过散射介质成像在很多领域都有重要应用。然而,目前关于针对三维运动物体的透过散射介质成像与追踪的研究却很少。提出一种透过散射层对运动三维物体进行单次曝光录像的方法。从散射层两个不同位置出射的散斑之间非相关且包含了双视角下的物体信息,在这两部分散斑的重叠区域进行探测,可实现三维成像。在曝光过程中绕光轴旋转相机,可探测到由一系列旋转不同角度后的瞬时散斑叠加而成的一张散斑图像。在满足散斑旋转去相关的条件下,这些瞬时散斑之间非相关。至此,对应不同时刻、不同视角的一系列瞬时散斑多路复用于一张散斑图像中。利用互相关解卷积成像法,通过依次旋转各个单视角下探测的点扩展函数,即可从这张散斑图像中重建出三维运动物体的视频信息。

散焦一直是影响成像系统成像质量的主要问题之一。分析了不同光路上存在散焦对无透镜鬼衍射成像的影响, 比较了散焦对无透镜鬼衍射成像和传统成像两者之间的差异。在前期理论研究基础上, 对无透镜鬼衍射和传统成像的强度函数做了进一步分析, 结果表明散焦的效果相当于物体的透射函数在相位上增加一个啁啾调制, 使得两种成像系统在一定程度上是等价的。

针对彩色遥感图像中薄云带来的降质问题, 提出了一种基于低秩矩阵分解的去云方法。将彩色遥感图像分成三个单通道图像, 对每一个通道进行低秩矩阵分解, 得到单通道薄云信息; 根据薄云在三个通道中均匀分布的特点, 选取合适的阈值对薄云信息进行自动判定, 提取代表三个通道的薄云图像; 用三个通道的图像分别减去对应通道的薄云图像, 并融合三个通道的结果得到去云后的彩色遥感图像。实验结果表明, 该方法不仅能够保留无云区域信息的完整性, 而且对有云区域的处理在主观视觉效果和客观评价指标上都具有较好的效果。

提出用时间平均数字全息与数字成像相结合的技术测量物体的振幅场，在时间平均数字全息光路中引入成像透镜，使时间平均数字全息技术适用于大尺寸物体的振动分析。阐述了该技术的基本理论，设计了测量光路，并用圆形压电陶瓷片作了实验验证。实验结果表明，在相同条件下，使用数字成像时间平均全息技术记录和再现的数字全息干涉图与使用传统的时间平均全息干涉计量技术记录和再现的全息干涉图相吻合，比较两者的振幅计算结果误差很小。

为了测量散斑干涉条纹,从而计算出被测物体的微位移,提出了一种基于AT89S52芯片的解决方案。运用单片机驱动步进电机,精准控制光敏传感器的移动,利用传感器判定暗条纹中心,结合软件进行实时处理,获得再现干涉条纹间距。实验结果表明,该设计方案对散斑位移的测量精度可达0.001 mm。