转基因技术对实现作物增产增质, 降低农药使用量, 降低生产成本等具有重要作用, 但对生态环境也存在一定的潜在威胁。 为了防止转基因大豆在食品化中的滥用, 对转基因产品快速鉴别技术的研究尤为迫切。 紫外拉曼光谱检测技术具备外场远距离无损遥测检测, 简单高效, 快速准确等优点, 可有效用于物质遥测鉴别领域。 基于紫外拉曼光谱的转基因/非转基因大豆油以及与其他类别食用油鉴别方法, 采集了五种不同食用油(两种品牌转基因/非转基因大豆油各500组样本和一种稻米油100组样本, 共2 100组样本)在3 500~400 cm-1(268~293 nm)范围内的日盲紫外拉曼光谱信息, 为提高光谱数据的信噪比并保证分类识别的准确性, 对上述光谱数据采用Savitzky-Golay滤波降噪、 基于自适应迭代加权惩罚最小二乘法(airPLS)的基线校正以及多元散射校正(MSC)的光谱数据修正等预处理。 根据大豆油的紫外拉曼指纹图谱, 分析出主要化学成分包含脂肪类、 蛋白质类、 酰胺类。 将每种大豆油样本按1∶1划分为训练集和测试集, 输入训练集数据至支持向量机(SVM)进行训练, 采用10折交叉验证建立最佳模型, 识别准确率达99.81%, 对转基因大豆油的判别效果显著; 采用主成分分析法(PCA)进行数据降维处理, 提取出8个主成分, 累计贡献率为74.84%, 可代表大部分原始数据特征。 在此基础上, 将预处理后的光谱数据按4∶1划分为训练集和测试集, 采用偏最小二乘回归判别分析方法(PLS-DA), 结合10折交叉验证法建立全谱的最佳PLS-DA模型(判别阈值设置为0.5), 判别准确率达到70.95%。 研究表明, 紫外拉曼光谱分析方法可较为准确地鉴别非转基因/转基因大豆油, 同时可鉴别大豆油与稻米油, 实现对转基因大豆食品的快速无损鉴别, 可望成为转基因大豆油及其食品的现场检测新的技术途径, 对推动转基因产品遥测鉴别技术的发展具有进步意义。

以像增强器为核心成像器件的微光夜视技术一直是国内外重点发展的关键技术，广泛应用于军用夜视领域。直接对比分析不同型号像增强器输出图像特性的评测方法是评价像增强器成像性能最为直观的重要维度，但由于像增强器为直视型成像器件，带来野外实验光路搭建、多路视频同步录制、不同外型尺寸像增强器适配性等多方面的挑战。因此，本文研究了外场微光像增强器成像效果对比评测方法，研制了包含双像增强器成像光路、低照度 CMOS成像光路与激光测距机的光轴平行对比评测系统，可实现同时观察和多路像相机的成像数字视频的采集；系统可便捷地适配安装多种不同外型尺寸、不同供电方式的典型像增强器，同时包含激光测距功能，可测量观察目标的距离；在上位机软件中集成多个无参考图像质量评价指标，可通过数字图像处理技术辅助观察者判断不同型号像增强器成像效果的优劣。实际外场测试实验表明测评系统方便可行，能够反映不同成像光路的成像效果，可反馈指导像增强器生产制造工艺的进一步优化，促进微光夜视技术的发展。

RGBW滤光阵列常被用于提升探测器在低照度下的成像质量,但相应的彩色重构方法依然是结合拜尔阵列特点设计的,未充分利用亮度信息的优势,故重构结果较差。针对这一缺陷,首先,使用引导滤波挖掘亮度信息和彩色信息的关联性。然后,根据残差的平滑性,设计了适用于SONY-RGBW滤光阵列空域特点的采样率逐步提升的多步残差插值算法。接着,为改进算法边缘适应性,结合在正交方向上的插值结果,引入迭代过程并改进逐像素的评价因子。最后,利用亮度信息的高频成分增强彩色图像。在Kodak数据集和实际场景采集图像上的实验结果表明,所提方法能够降低颜色混叠,重构出清晰的图像细节,且有/无参考图像的客观评价指标优于现有RGBW滤光阵列彩色重构方法。

针对目前双目成像测距系统由于基线距离、成像焦距等硬件限制,难以进一步提高测距精度的问题,提出一种基于双目变焦的超分辨成像测距方法。通过变焦系统进行变焦超分辨率重建,在系统其余硬件条件不变的情况下提高系统的成像分辨率,进而提高双目系统的测距能力,减小双目系统的测距相对误差。实验结果表明:在相同的距离下,双目变焦测距系统具有更小测距相对误差;在相同的测距相对误差下,双目变焦测距系统具有更大的测距范围。通过同步变焦的双目立体视觉系统可提高三维场景的成像分辨率和测距分辨率,为实现小型远距离双目测距系统提供了一种新的有效思路。

常用的偏振成像理论模型大多基于理想偏振片假设, 即偏振片的消光比为无穷大且主方向已知, 而实际偏振片的非理想性会对偏振成像系统的测量精度产生明显的影响, 为降低这种影响, 对考虑偏振片非理想性的偏振成像模型进行研究。以基于斯托克斯矢量的偏振成像模型为基础, 通过分析实际偏振片对入射光偏振态的改变, 提出了一种考虑偏振片非理想性的可见光偏振成像修正模型, 给出了考虑实际偏振片性能及主方向误差的偏振度、偏振角修正公式。利用分时偏振成像系统对线偏振光的偏振度进行测量, 实验结果表明: 当偏振片消光比为100∶1时, 理想模型的线偏振光偏振度测量的平均相对误差为5.53%, 修正模型的偏振度测量的平均相对误差降低到3.62%。应用该修正模型可在使用低消光比偏振片时达到与高消光比偏振片相当的偏振度测量精度, 使偏振成像系统能够拥有更大视场, 成本降低。