基于非线性分数薛定谔方程, 采用分步傅里叶方法研究了非线性增益和线性损耗对高斯光束传输特性的影响。结果表明: 在非线性分数薛定谔方程中, 可以通过调控系统参数来改变高斯光束演化得到的呼吸孤子的传输行为, 其中系统Lévy指数对呼吸孤子的脉宽、振幅和周期有很好的控制作用; 当线性损耗为零时, 非线性增益越大, 光束衍射越弱, 在传输过程中的脉宽越窄, 周期减小地越快, 振幅增大也越快; 当线性损耗不为零时, 线性损耗系数越大, 呼吸孤子的呼吸周期沿传输方向增大越快, 振幅衰减也越快; 当线性损耗为常数或者余弦形式时, 通过合理选择参数和非线性增益的大小, 可以使呼吸孤子的传输趋于稳定, 但指数形式的线性损耗并不能平衡非线性增益对呼吸孤子的影响。

随着机器视觉和人工智能的快速发展,视觉注意机制作为机器视觉的重要组成部分,受到越来越多的关注。提出一种建立在非下采样轮廓小波变换(NSCT)基础上的从粗到精的显著性检测方法,该方法作为一种基于频域分析的显著性检测算法,能够充分利用图像的低频和高频信息,并能抑制光照对检测造成的影响。模型首先对输入图像进行非下采样轮廓小波分解,对低频分量进行Retinex增强以改善图像亮度的均匀性,从而抑制光照对显著性检测带来的影响,随后对其进行粗糙显著性检测;对高频分量进行非线性增强以抑制噪声并增强细节,重构得到高频特征图,在低频粗糙显著图的范围内对高频特征图进行全局和局部的显著性分析;最后经过融合得到精细显著图。在三个数据集上进行对比实验,验证了所提算法的可行性和有效性。

微通道板电压与增益对数理论上呈线性关系, 为了更接近实际情况, 根据已知的微通道板电压与增益对数的函数关系选取一组线性数据点, 并在其基础上加一组随机数作为波动, 得到新的电压与增益对数的关系, 获得指数拟合公式, 用于还原目标的距离信息.对成像准确度进行理论分析, 结果表明成像准确度与系统信噪比和增益调制函数有关, 且信噪比越高, 距离准确度越高.测量了微通道板增益与电压的关系曲线, 在不同电压条件下照射同一距离同一目标得到回波图像, 利用不同电压下回波图像灰度值之比得到相对增益之比.分别在恒定增益和调制增益下, 对距离成像系统60m的目标进行成像, 利用增益曲线对所得的图像进行处理, 准确还原出目标的距离信息, 准确度达到分米量级.

针对红外图像对比度低、噪声大等特点，提出了一种基于人类视觉系统的亮度掩蔽和对比度掩蔽特性的非下采样轮廓波变换(NSCT)域红外图像增强算法，在NSCT 域中定义一种带参数的对比度，对高频系数计算其带参数的对比度，用非线性增益函数对其进行增强，低对比度区域进行高增益，高对比度区域进行低增益，从而突出图像细节与提高图像对比度，同时通过估计噪声水平设置阈值，抑制绝对值小于阈值的系数，用以抑制噪声。对表示图像概貌的低频系数采用非完全贝塔函数进行非线性调整，从而提高图像的整体亮度。实验结果表明，该算法能够有效地对图像局部和整体进行增强，同时能够避免产生过增强现象，具有良好的视觉效果。

针对数字全息再现像存在的散斑噪声干扰严重、对比度低等问题，提出了基于散斑去噪各向异性扩散(SRAD)模型及非下采样Contourlet变换(NSCT)的数字全息再现像像质改善方法。采用SRAD模型消除再现像中的散斑噪声，然后进行NSCT分解，产生一个低频子带和若干高频子带。基于非线性增益函数和图像分割方法调整低频子带系数，并利用改进的NSCT模极大值法对高频子带进行边缘增强。大量实验结果表明，与近年来提出的非线性扩散去噪方法及NSCT增强方法相比，所提出的方法能更有效地消除散斑噪声、提升再现像的对比度，并得到光滑清晰的边缘，从而提高后续数字全息识别与测量的准确度。

基于描述非均匀光纤系统的复系数Ginzburg-Landau方程，通过拟解法得到了该方程的精确啁啾组合孤波解，并分析了该解的特性。通过大量的数值模拟，发现在有限的初始扰动下这些组合孤波解是在非均匀光纤系统中稳定的。最后，为了进一步研究组合孤波解的稳定性，我们还探讨了组合孤波的相互作用。

在获得一个含变化 3-5阶非线性、弱非局域性、增益及非线性 增益的广义薛定谔方程的自相似解的基础上,采用数值方法研究了解的稳定性。 结果表明,在同时具有或没有非局域性和5阶非线性的介质中可以形成与传播自相似波; 而且当相位参数远离±2^{1/2}时,非局域度和累积衍射将极大影响自相似波的稳定性。

针对红外图像对比度低、噪声大等特点,提出一种基于Contourlet变换的红外图像非线性增强算法。Contourlet变换是一种有效的方向多尺度变换分析方法,能在任意尺度上实现任意方向的分解。首先采用Contourlet变换对图像进行多尺度、多方向分解,得到低频子带系数和各带通方向子带系数。引入非完全贝塔函数对低频子带系数进行处理,提升图像整体对比度;采用非线性增益函数对各带通方向子带系数进行处理,通过估计噪声水平设定阈值,抑制绝对值小于阈值的系数,增强大于阈值的系数。最后经Contourlet逆变换得到增强图像。实际实验结果表明,该方法可以有效地增强低对比度红外图像,无论是在视觉效果上还是在图像对比度评估值定量指标上均明显优于直方图均衡化、小波变换增强等方法,且能保持更多的图像轮廓特征,克服了这些方法对噪声增强过度和图像细节增强不足等缺点。

研究了偏振相关的集总放大方案对非线性脉冲传输特性的影响.提出利用非线性增益的偏振相关集总放大方案去抑制脉冲偏振成分的分裂-融合碰撞行为和由随机双折射引起的线性色散波.数值计算结果表明:采用具有非线性增益的偏振相关集总放大方案,经过第一个放大器后脉冲的差分群时延变小,这说明了周期性的脉冲分裂-融合碰撞行为得到了有效的抑制.并且,随后的放大器因不同偏振相关的增益将促使脉冲偏振成分要么以呼吸振荡行为出现,要么以时域完全捕获行为出现.

提出一种基于离散平稳小波变换和非线性增益的红外图像对比度增强方法.对红外图像进行离散平稳小波变换后,对分辨率较好的各高频子带直接利用所提出的去噪方法去噪;对分辨率较差的各高频子带利用所提出的非线性增益法结合文中的去噪法进行增强;并给出一种评价增强图象质量的准则.实验结果表明,本文提出的方法在有效的增强红外图像对比度的同时,又能很好的抑制红外图像中相关噪声、加性高斯白噪声和乘性噪声.