探索利用可见激光无损提取粗糙纸张上尿渍足迹的可行性，定量比较足迹显现效果。利用3种可见激光，配合使用11种可见波段滤光镜，对4类20种常见类型纸张上的尿渍足迹样本进行可见激光荧光照相，观察足迹显现效果；创建Matlab程序，引入灰度荧光亮度标准差指标比较足迹显出程度。发现20个尿渍足迹样本显现效果最好时的波段组合几乎各不相同，但可利用445 nm蓝色激光作为激发光，配合使用570 nm接收滤光镜，对所有样本的尿渍足迹进行整体最大程度的显现，样本尿渍足迹发现率100%；除黑色打印纸、复杂彩色背景报纸上的尿渍足迹样本外，样本尿渍足迹有效显出率90%。表明可见激光荧光照相能够用来显现粗糙纸张上的尿渍足迹，灰度荧光亮度标准差可以用来衡量尿渍足迹显出程度。

针对传统水平集方法在分割灰度不均匀图像的过程中存在分割精度低的问题，提出一种自适应区域拟合的非均匀图像分割算法。首先构建自适应的区域拟合能量项来保留更多待分割图像局部区域内的细节信息，实现图像的准确分割；其次引入非凸正则项来平滑曲线并保护图像的边缘；然后添加能量惩罚项对水平集函数进行约束，提高算法的分割效率；最后对合成图像和真实图像进行实验验证。实验结果表明，所提算法的Dice相似系数平均值为88.62%，Jaccard相似系数平均值为79.86%，准确率平均值为92.48%，比Local Binary Fitting（LBF）、Local and Global Intensity Fitting（LGIF）、Local Pre-fitting（LPF）三种模型的总体平均值分别高18.19个百分点、16.10个百分点、13个百分点。

红外原始图像对比度低，动态范围高，而且不同场景信号动态范围不一样，为了得到更好的 图像效果，需要对红外图像原始数据进行灰度变换。本文针对全局直方图均衡增强算法的不足，提 出了一种基于区域分割的直方图均衡增强方法。通过将图像分割成多个区域，每个区域分别做直方 图均衡，然后通过线性插值对图像做像素重构，有效地改善了红外热成像系统的图像质量，对比度 和图像细节信息得到很大的增强。该算法易于在FPGA中实现，且取得了较好的效果。

无掩模光刻技术具有无需物理掩模、成本低、适合大批量生产的优点，在微结构制作中得到了广泛应用。基于数字微镜器件（DMD）的无掩模数字光刻技术具有分辨率高、灵活性好、加工精度高等优势，成为近年来数字光刻领域的研究热点。综述了DMD数字光刻技术的研究进展，包括基于DMD的扫描光刻技术、步进式光刻技术以及灰阶光刻技术，介绍了该方法在集成电路、微光学、三维打印等领域的应用，并总结了目前DMD光刻技术存在的问题及其未来发展趋势。

为了抵抗满载时的负载, 轨道车辆制造时车体底座会保留一定向上的挠曲变形, 这就要求在进行铝蜂窝板和地板胶铺设前对车体底座表面面型进行测量。提出了一种基于点状目标图像测量原理的车体底座面型测量方法, 该方法用CMOS相机对车体底座上的4个LED目标进行图像测量, 这4个LED形成关联多目标点。先对CMOS相机采集到的LED目标图像用均值滤波、动态阈值二值化处理和轮廓提取的方法进行预处理, 再通过灰度质心法, 提取出多个光斑的位置。通过判断各光斑的位置和大小, 排除可能存在的伪目标点或遮拦, 根据提取到的光斑数量的不同, 采用不同的参考点进行比较。在任意一个LED目标被遮挡时, 算法仍能有效地解出被测LED目标中心位置。实验结果表明, LED靶标中心提取的最大偏差小于0.06 mm, 完全能满足车体底座面型测量的需求。

为测试CIE推荐各颜色匹配函数(CMFs)CIE1931、CIE1964和CIE2006的计算性能,首先使用前期研究中两组基于配对比较法实验采集到的年轻和老年观察者异谱反射色色差比较数据,检验了CIE现有各CMFs的表现。研究发现CIE2006(22,4°)和CIE1931 2° 的计算色差ΔE₀₀分别与56名年轻和40名老年观察者的目视色差ΔV间的STRESS值最小,一致性最好。在RAL K5色卡中选择了明度值 L10*在34.4~71.6范围内的5个不同非彩色作为目标色,使用Epson 喷墨打印机围绕每个目标色分别制作了16个异谱样本。组织了26名年轻观察者基于灰梯尺法进行80对样本的色差比较,结果表明目视色差ΔV与CIE2006(22,2°)CMFs的计算色差ΔE₀₀间STRESS值最小。本次实验的观察视场为8.17°×16.26°,现有CIE2006 CMFs在大视场下对异谱反射色间色差的计算性能还需要进一步改进。

基于反射率基法的大面积均匀场替代定标是目前常见的在轨定标方法,国内均匀场数量少,反射率偏低,定标频次与精度都受到限制。灰阶靶标法已经实现了在均匀场环境下的高精度辐射定标,但如何突破大面积均匀场单一环境背景限制实现高频次定标,依然是当前的难题。在经典辐照度基法的基础上,提出了适用于灰阶靶标的改进辐照度基法,分析讨论了复杂环境下的在轨辐射定标方法,并对某光学卫星开展了实验验证。结果表明,提出的改进辐照度基法与反射率基法的最大差别小于3.5%,可实现复杂背景环境下的在轨辐射定标,为我国光学卫星高频次、高精度在轨辐射定标提供了技术途径。

当前较多红外图像增强方法利用图像灰度特征增强图像, 这类方法忽略了图像灰度分布的不均匀性, 导致增强结果存在细节丢失和对比度不理想等问题, 为了克服上述问题, 提出了一种自适应直方图均衡化耦合拉普拉斯变换的红外图像增强算法。将输入图像进行均匀分割后, 借助洛伦兹曲线的基尼系数, 求取了图像灰度分布的不均匀性程度, 从而构造了自适应的上、下限阈值, 用于对图像进行自适应直方图均衡化, 以实现对图像进行对比度增强; 引入平滑滤波方法, 去除图像中的噪声。并在传统拉普拉斯变换的基础上, 融入图像像素值的对角二阶导数信息, 形成8邻域拉普拉斯变换, 以完成图像边缘等细节内容的锐化处理, 以增强图像清晰度; 利用本算法对不同红外图像进行了增强实验, 结果显示, 本算法具有更好的增强质量, 其输出图像拥有更高的对比度和清晰度, 呈现出更好的视觉效果。

微机电系统(MEMS)红外转换薄膜可将写入光图像转换为红外图像,已被广泛应用于红外目标模拟器。红外焦平面探测器与红外目标模拟器对接时,探测器的积分时间必须大于红外图像的显示时间,这样才能采集到红外图像的全部灰度等级。提出一种基于MEMS红外转换薄膜的光驱动技术,利用薄膜的热惰性对写入光图像的能量进行积分,进而降低对红外探测器积分时间的要求。对薄膜在光驱动状态下的温度特性进行仿真和实验测试,结果表明:薄膜生成的红外图像的灰度值与写入光图像的灰度值呈线性关系。红外图像的升温时间为9 ms,保持时间为1 ms,降温时间为10 ms,探测器通过对保持时间内任意时间段的积分,能够得到256位灰阶的红外图像。红外图像的温升最大值为112 K,单位灰度值对应的温度分辨率为0.44 K。

为提高浑浊介质下关联成像系统的成像质量,提出了一种基于直方图预处理的水下偏振差分关联成像方法。首先,通过偏振探测获取两个正交偏振方向的关联成像图像,然后,借助图像的灰度拉伸方法对重构图像进行预处理,最后,运用偏振差分算法得到目标图像。实验结果表明,所提方法可以改善浑浊水体下散射所造成的像质退化问题,增强图像细节,提高成像质量。利用重建图像的灰度直方图进行灰度统计分析表明,相比于现有偏振关联成像方法,该方法在水体介质浑浊浓度较高的情况下仍可以区分浑浊介质与目标。