背景去除是从单幅条纹投影图中恢复相位的重要问题之一，提出了一种改进的模糊c均值（FCM）聚类算法来移除单幅条纹投影图中的背景。该方法使用改进的FCM算法将条纹分为黑、白条纹，并通过改进的FCM目标函数得到背景，从而从条纹投影图中去除背景。将该方法应用在两张模拟图和一张实验图上，并与傅里叶变换方法、基于形态学操作的二维经验模态分解方法、变分分解TV-Hilbert-L²模型进行了比较。实验结果表明，该方法提高了背景去除的能力和相位提取的精度。

相位去包裹问题广泛存在于条纹投影形貌测量中。提出了一种相移编码去包裹方法,该方法在求解相位时使用多步相移法,并在额外的一幅编码图像中,将标记条纹级数的编码嵌入到相移量中。解码时,通过分析各像素点处不同相移的光强信息序列,可以求解该点处的编码相移量,从而获得绝对相位。该方法只需要少量图像,且可以逐点去包裹,适用于不连续物体的形貌测量,但是容易受到投影仪和相机的噪声影响。通过增加互补的编码条纹图像,提出了一种改进的相移编码去包裹方法,在实现不连续物体形貌测量的同时,显著增强了噪声鲁棒性。经过仿真分析和实验,验证了所提的相移编码去包裹方法的有效性。

提出了一种基于矢量分解和混沌随机相位掩模编码的光学非对称彩色图像加密方法。当输入图像是一幅实值图像时,矢量分解的引入使得第一块相位掩模也能作为密钥,进而使得加密系统成为非对称加密系统。用二维Henon混沌映射生成的两个混沌相位掩模替代双随机相位掩模,将混沌系统的初始值和控制参数作为密钥,增加密钥空间,为加密系统提供更多的安全性。对加密系统的密钥敏感性、图像相邻像素间的相关性、抗剪切攻击性、抗噪声攻击性、抗选择明文攻击性等进行测试,测试结果证明了所提加密系统的可行性和安全性。

在散斑去噪过程中保持图像边缘纹理特征,是光学相干层析图像处理技术的难题。散斑去噪过程中的散斑残留和边缘纹理模糊是该难题的主要诱导因素。为解决这一难题,提出一种基于剪切波变换的改进全变分散斑去噪方法。该方法结合剪切波变换和传统全变分模型,对不同图像区域采用针对性的去噪策略,兼顾散斑去噪与纹理保留,提高了光学相干层析图像的噪声抑制效果。对不同生理、病理状态下的视网膜光学相干层析图像进行测试,结果表明:该方法通过采用区域针对性策略改进了噪声抑制能力,通过引入剪切波变换方法提高了边缘纹理保持能力,进而同时实现散斑去除和纹理保留。此外,与其他散斑去噪方法进行对比,验证了该方法的有效性。

提出了一种基于多尺度特征融合的全卷积神经网络的视网膜血管分割方法,无需手工设计特征和后处理过程。利用跳跃连接构建编码器-解码器结构全卷积神经网络,将高层语义信息和低层特征信息进行融合;利用残差块进一步学习细节和纹理特征;利用不同空洞率的空洞卷积构建多尺度空间金字塔池化结构,进一步扩大感受野,充分结合图像上下文信息;采用类别平衡损失函数解决正负样本不均衡问题。实验结果表明,在DRIVE(Digital Retinal Images for Vessel Extraction)和STARE (Structured Analysis of the Retina)数据集上的准确率分别为95.46%和96.84%,敏感性分别为80.53%和82.99%,特异性分别为97.67%和97.94%,受试者工作特征(ROC)曲线下的面积分别为97.71%和98.17%。所提方法相较于其他方法性能更优。

介绍了变分图像分解图像处理方法的基本原理、常用的函数空间及变分图像分解模型。回顾了近几年变分图像分解图像处理方法在电子散斑干涉(ESPI)信息提取技术中的应用成果, 包括应用变分图像分解图像处理方法实现ESPI条纹图的滤波处理、ESPI条纹图方向和密度的计算和ESPI条纹图骨架线的提取。介绍了这些方法相较于传统方法的优势, 并进一步展望了变分图像分解图像处理方法在光测技术中的发展趋势。

提出了一种基于离散余弦变换与混沌随机相位掩模的图像加密方法。起密钥作用的两块混沌随机相位掩模由二维Ushiki混沌系统生成, Ushiki混沌系统的初值和控制参数可以替代随机相位掩模作为加解密过程中的密钥, 因此便于密钥管理和传输。通过对密钥敏感性、图像相邻像素间的相关性、抗噪声攻击及抗剪切攻击等分析表明, 图像加密方法具有较强的抵抗暴力攻击、统计攻击、噪声攻击和剪切攻击能力。

将格莱姆 -施密特正交化法引入投影栅形貌测量, 提出了一种新的两步相移轮廓术。首先将 2幅随机相移正弦条纹通过 DLP投影仪投射到待测物体上, 由 CCD相机采集受物体形貌调制的变形光栅条纹图, 再选择合适大小窗口经像素逐点均值法消除变形栅线图中的背景成分, 然后对消背景栅线图进行格莱姆 -施密特正交化, 得到 2幅消背景相移栅线图对应的正交基, 由正交基解调出相位数据。最后对面膜样品进行了实际测量, 并与其它方法进行了比较分析, 实验结果证明了该方法的有效性。

面向微尺度平面变形的精细测量对碳纳米管应变传感测量方法进行了理论与实验研究。 利用碳纳米管的拉曼应变敏感性及其偏振选择性, 针对各种典型的拉曼光谱系统偏振构型, 推导建立了适于各种偏振拉曼构型的碳纳米管平面应变传感解析关系式。 从测量学角度出发, 对不同偏振构型下的应变传感进行了对比分析, 得出入射与散射光偏振方向皆能够连续控制且始终保持平行的双偏协同构型最适合于平面应变传感, 并进一步提出易于实现的双偏协同构型光路配置方式与控制方法。 通过实验应用证明, 所提出的方法能够有效的实现基于偏振拉曼的碳纳米管平面应变传感测量。

利用元素间强烈的放热反应，采用激光引燃自蔓延Al-Ti-C合金合成铝合金晶粒细化中间合金。结果显示,所合成Al-50(TiC)中间合金内部作为异质核心的形核粒子TiC呈颗粒状，平均尺寸小于1 μm，粒子弥散分布，TiAl3呈长条状，中间合金加入铝熔体内，形核粒子较容易弥散开来。保温90 min未出现聚集成团现象，具有良好抗衰退能力。在所述实验条件下可使工业纯铝平均晶粒尺寸细化为150 μm以下，差示扫描量热法(DSC)热分析曲线出现一个尖锐的吸热峰和一个浑圆的放热峰。同时分析了激光引燃自蔓延合成的过程。