大气PM2.5浓度是一种具有较强时序特征的数据, 故目前关于PM2.5浓度的预测多选择RNN、LSTM等序列模型进行。但由于RNN、LSTM等模型对不同时刻输入的数据都采用相同的权重进行计算, 不符合类脑设计, 造成PM2.5浓度预报准确率较低。针对以上问题, 提出一种基于Adam注意力机制的PM2.5预测方法(AT-RNN和AT-LSTM), 该方法首先通过Adam算法寻找RNN或LSTM的最优参数并在Encoder阶段引入注意力机制, 将注意力权重分配给具有时间序列特征的输入, 再进行Decoder解析和预测。通过实验, 对比了BP、RNN、LSTM和AT-RNN、AT-LSTM预测合肥市PM2.5浓度的效果。结果表明, 基于Adam 注意力模型的预测方法准确率优于其它方法, 证明该方法在污染物预测中的有效性。

基于偏振成像特点和深层特征分类需求,提出一种显著性偏振参量深度稀疏特征学习的目标检测方法。首先在偏振解析基础上构造显著性偏振参量图像作为检测源图像;然后在判别式字典对下对待检测图像进行稀疏特征学习,并以字典对作为分类器在卷积神经网络(CNN)框架下进行目标分类和定位;最后结合偏振成像探测实际应用需求,选择典型目标和应用场景进行数据采集和模型训练,并进行仿真验证。结果表明该方法在检测得分和平均检测精度上都比直接偏振方向方法有所提高,验证了其有效性,该方法对于有效提升偏振成像探测能力具有应用价值。

为了同时获取目标光谱和偏振信息,基于正交双偏振法和声光可调谐滤光器,设计了一套分孔径同时式高光谱偏振成像系统。从高光谱偏振成像原理出发,介绍了成像系统的结构设计、光学设计和机械设计,利用穆勒矩阵理论对系统成像过程进行了分析。利用所设计的成像系统对三种伪装网和灌木丛进行检测分类实验。实验结果表明:伪装网与灌木丛的高光谱偏振特性存在较大差异,将光谱信息和偏振信息结合起来有利于提高检测能力和分类准确性;分孔径同时式高光谱偏振成像系统是一种有效、紧凑且可实时探测的高光谱偏振成像系统。

在分析系统响应非均匀性和非一致性的基础上,根据系统响应的线性特性,采用`两点校正法和基于辐射定标的方法对分光型偏振成像探测系统进行了校正,利用偏振测量装置测量了系统校正前后的精度,并开展了成像探测试验.结果表明,该方法有效地提高了系统解析偏振信息的精度,丰富了偏振图像的细节信息.

在室内仿真实验平台上对草地背景中的伪装目标和背景在不同观测角度不同波段的偏振特性进行了实验研究。通过分析得到了对伪装目标进行偏振成像探测的最佳角度和最佳波段的范围，并在室外进行了实验验证。实验研究表明，在一定条件下偏振成像可以较好地探测出隐藏于草地背景中的伪装目标。

在米氏散射理论的基础上，通过仿真试验分析了不同浓度的雾 对水面舰船目标偏振特性的影响，并利用6SV模型对其进行了数值模拟，得到了雾对目标偏振特性 的影响数据。随着雾的浓度的不断增加，退偏现象趋于明显。然后对产生退偏现象的原因进行了分析。该试验 结果对于偏振探测技术在雾天环境下的应用具有一定的参考价值。

基于人类视觉系统及信号的过完备稀疏表示理论，提出了一种基于多尺度字典的红外与微光图像融合方法。首先把输入的红外与微光图像按照高斯金字塔模型分解，用 DCT字典作为初始字典按照四叉树的结构进行分解，对于各尺度的字典按照 K-SVD算法独立训练更新，构造出多尺度学习字典。其次在该字典下利用改进的 OMP算法得到输入源图像各自的稀疏系数，然后按照最优化融合图像与输入源图像的欧氏距离、融合图像方差的准则，建立一个融合图像稀疏系数的最优化函数，最后通过求解该函数的 l1范数得到融合图像。实验结果表明：该算法的融合效果优于小波变换法、Laplacian塔型方法以及 PCA方法等传统融合方法。

针对数字微镜阵列DMD(Digital Mirror Device)红外视景图像存在对比度低、非均匀性等问题, 提出了一种基于调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)的自适应增强算法, 首先通过检测图像线性边缘和提取最佳区域获取线扩展函数, 然后利用线扩展函数与MTF间的关系完成MTF的自动检测, 最后运用维纳滤波完成图像复原增强处理。仿真实验表明, 该算法能有效提高对比度和降低图像的非均匀。

在分析红外成像仿真系统研究现状的基础上，研究了典型红外小目标的模型和移 动式滤波跟踪算法。依据飞行器内部构造及工艺材料，并结合空气动力学、物理学以及热辐射的相关理论， 从蒙皮辐射、尾喷焰等方面建立了飞行器的红外辐射模型。针对数字微镜阵列(Digital Mirror Device, DMD) 系统的特点，对模型进行了简化，提高了图像生成速度。最后利用基于数字微镜阵列的成像仿真系统平台 对模型和算法进行了实验验证。实验结果表明，该方法具有图像清晰、信噪比高、生成速度快、管道存储时间小以及 跟踪稳定等特点。

考虑大气折射对星载激光测距的影响，研究了基于光线追迹理论的激光程差计算方法。综合利用气象探空数据和高层大气模式数据，拟合得到了全国46个典型地区的年度平均大气折射率模数高度分布廓线。据此，比较分析了光线追迹算法结果与Marini-Murray模型计算结果，给出了激光程差的全国性分布状况。最后，分析了激光程差与海拔高度和卫星高度角之间的关系。