在常温常压下, 利用光电导天线式太赫兹时域光谱仪和自行设计的气室, 在0.1~3.0 THz范围内对甲醇气体进行太赫兹时域光谱测试, 测试结果表明, 甲醇气体在1.0~3.0 THz没有明显的吸收峰, 但是在0.1~1.0 THz波段存在明显的吸收峰。 为了准确测定甲醇气体的浓度, 根据甲醇气体在0.1~1.0 THz范围内的15处不同的位置处的特征吸收峰强度和甲醇气体浓度的关系, 对十五组不同浓度的甲醇气体进行检测, 获得了在特征吸收峰处的差异曲线。 基于误差反向传播(BP)神经网络的函数逼近特点, 并利用遗传算法(GA)收敛速度较快, 不宜陷入局部极值的优点, 采用GA优化BP神经网络的初始的权值和阈值, 构建了以预测甲醇浓度为目的的数学模型。 结果表明, 该网络模型适用于体积浓度范围为0.028 3~0.424 6 m3·L-1的甲醇的浓度预测, 两组样本的平均相对标准误差为1.7%, 平均回收率为98%, 神经网络误差精度10-1, 实测值与期望值的相关系数为0.996 77, 基本达到理想预测结果。 本成果不仅获得了甲醇气体在太赫兹频段的实验数据, 而且发现太赫兹时域光谱法和GA-BP神经网络相结合的方法能有效地检测甲醇气体的体积浓度, 为检测甲醇气体浓度提供新的方法。

光声腔的性能是决定基于光声光谱学的微量气体检测系统灵敏度的重要因素之一，光声腔的设计是建立光声光谱气体检测系统的关键环节。基于光声光谱技术及声学理论设计了一种长度可调的一阶纵向反馈谐振式光声腔，通过实际测量的方法直接得到谐振频率，有效避免了重复计算过程和制造过程中产生的误差，使测量更便捷，提高了系统检测灵敏度。建立了光声光谱气体检测系统，实验分析了谐振腔长度、光声腔长度以及光源功率对光声信号的影响，并测得系统信噪比为39.5，检测灵敏度为2.78×10-6。

为了使红外生命探测仪的光学系统具有更大的探测范围，提出了一种新型红外 双视场光学探测系统。该光学系统为变焦距光学系统，它利用轴向移动变焦方式 使透镜组实现变倍和温度补偿，简化了机电系统结构。该光学系统的工作波段为8 ? 14 m， 焦距为35 ? 140 mm，变倍比为3倍。由于选择锗(Ge)和硒化锌(ZnSe)作为透镜材料，F数 ? 1.1， 满足100 %冷光阑效率。在15 lp/mm空间频率处，其光学传递函数值大于0.5。在限定光学系统的工作温度范围和 设定变倍透镜组的参数后，利用OSLO光学设计软件进行了像质补偿分析，其结果满足成像要求。

小波包变换是小波变换的推广, 可视为普通小波函数的线性组合, 具有良好的时频局部性和正交性, 随着分解层数的增加, 小波包分解能够在所有的频率范围聚焦。利用图像小波包变换的系数矩阵, 能够构造出不同的人脸特征向量。针对人脸识别过程中的图像匹配问题, 采用计算人脸特征向量方差的方法, 并通过方差与权值的对应关系, 转换出用于相似度计算的权值。基于理论推导得到的权值具有很好的稳定性, 由这些权值计算出的方差相似度也具有较强的适应性, 能够减弱由图像噪声、变形等干扰带来的影响。实验表明, 该方法识别率高、实时性好。

针对煤矿工业、散货码头等时常发生的“活埋”事故,本文应用IRCCD+CPLD+DSP 结构设计了报警系统,实现了红外图像的实时采集、处理及显示,从而对翻车机内的生命目标进行识别报警。以CPLD 为控制核心的图像采集模块,应用SAA7111A 视频处理芯片完成了图像的模数转换及时序的同步控制;以定点DSP TMS320C6416为核心的图像处理模块,对红外图像进行了增强、特征提取等操作,实现了对翻车机内生命体的识别;以555 为核心的声光报警延时电路实现了报警功能。本文最后给出了在不同的灰度分割门限下所提取的目标特征,结果表明在灰度分割门限为0.8 时已经可以得到较理想的分割结果。

提出了一种将扩频通信原理用于聚合物光纤性能测量的新方法，使用伪随机序列对注入测量系统的光信号进行调制,实现输入光信号的扩展频带，输出光信号经光电转换后，用伪随机序列对信号进行解扩处理，根据扩频原理，解扩后的信号的信噪比会有较大提高.对测量系统的性能进行了仿真分析并与实验结果进行了比较，结果表明该方法可以精确地测量信噪比低于-20 dB的有用信号波形.

在模糊集合论(FS)和广义模糊集合论(GFS)的基础上,构造出用于模糊增强图像区域对比度的新型线性广义模糊算子(LGFO),理论分析并验证了其性质。提出了一种自适应双线性广义模糊增强算法用于提取图像边缘轮廓,该算法利用线性广义隶属度变换函数与LGFO,实现了灰度图像空间与广义模糊空间的相互转换,空间转换过程中对线性广义模糊隶属空间实施了线性广义模糊增强处理,最终在灰度图像空间中使用“MIN”算子提取图像轮廓。该算法还使用可检测边缘度与噪声标准差之商作为图像增强的评估标准,自动选择模糊参数D,实现了线性广义模糊增强图像的自适应优化。实验表明,该算法快速无失真,适用于彩色图像,提取的图像轮廓准确、层次分明。

小波包变换是小波变换的推广，可视为普通小波函数的线性组合，具有灵活的时频分析能力，随着分解层数的增加，小波包分解能够在所有的频率范围聚焦。提出一种应用结点阈值小波包变换的新型图像去噪算法。利用小波包变换对含噪图像进行分解，在图像信号的子带层次上进行结点阈值操作，采用软阈值的方法进行阈值处理，结点噪声采用谱熵法估计，并使用峰值信噪比评估去噪后的图像质量。实验结果表明，相比于使用其它阈值方法的小波包图像去噪算法，该算法具有更好的图像去噪性能。

针对面阵CCD测温系统的复杂性及对波长的不可选择性，提出了一种利用线阵CCD进行温度测量的方法，并在2．5kW热处理炉上对其进行了实验研究。实验结果表明，该方法简单易行，可任意选择波长组合，利用CCD光谱响应及比色测温原理，得到了测量点的温度值。由于受波长等多种因素的影响，所测得的值之间偏差较大。为了减小误差，引入了加权实时数据融合算法。与传统的算术均值方法相比，该算法计算量小，精度较高，且无需任何先验知识，仅根据各传感器的输出信息就能使融合后的估计值得到优化。