为了提取指关节纹图像的纹理特征并进一步提高其识别精度, 提出一种基于改进Gabor小波和Tetrolet的指关节纹识别方法。首先, 利用某点邻域像素的融合幅值特征代表该点的Gabor幅值特征, 增强每个像素点之间的局部关联性; 其次, 将滤波后的指关节纹特征图像经过具有高稀疏性的Tetrolet变换以获取图像的最优稀疏表示; 最后, 利用带限相位相关(Band-Limited Phase-Only Correlation, BLPOC)算法提取指关节纹图像的互功率谱进行匹配。在PolyU-FK、PolyU-CFK、IITD图库得到的识别准确率分别为99.1300%, 98.8324%, 98.7937%, 最低等误率为1.4601%, 最短识别时间为0043 2 s。本文方法能够提高识别系统的性能, 具有可行性和有效性。

针对人脸识别中存在遮挡而影响识别性能的问题,提出了一种利用快速加权主成分分析(FW-PCA),检测遮 挡区域的鲁棒人脸识别算法。利用FW-PCA检测输入图像的遮挡区域,将其与图库图像的遮挡 区域进行比较;利用局部二值模式匹配确定最优权重系数,利用相位相关算法匹配确定遮挡掩码; 计算每个测试图像的匹配得分,并利用最近邻分类器完成人脸识别。在FRGC2和UND人脸库上的实验 结果表明,此算法的识别率可高达99.6%,相比其他几种较新的人脸识别算法,取得了更好的识别性能。

为了提高相位式测距仪的测量精度, 采用移相相关方法来估计两同频正弦信号的相位差。首先将每路信号移相2π后和原信号做相关来计算自相关,以减少噪声的影响;其次用少许数据初步估算相位差, 并将一路信号移相,使两路信号的相位差移到π/2(或3π/2)附近;然后用较多的采样数据计算两路信号的相位差,将结果再减去移相量得到最终的相位差。同时分析了频率误差对相位差计算精度的影响, 进行了理论分析和仿真实验验证。结果表明, 该方法计算的误差大大减小。这对提高测距仪的测量精度是有帮助的。

为解决离焦模糊图像的运动参数估计问题，介绍一种采用相位相关分析的图像配准技术。该方法利用傅里叶变换的平移特性，对产生平移的目标图像进行傅里叶变换，计算位移图像之间归一化互功率谱，其傅里叶逆变换对应二维脉冲函数，通过计算脉冲函数峰值坐标获取位移图像之间的亚像元级位移量。结合相位相关配准原理和线性空间不变退化模型，给出离焦成像系统点扩散函数及其光学传递函数的数学描述，侧重讨论离焦模糊对相位相关配准结果的影响，证明图像经过离焦退化后，位移图像之间归一化的互功率谱具有不变性。动态运动模糊图像最大检测误差0.339像元，标准差0.19像元。该方法具有可行性和有效性,能够满足一般要求。

为估算匀速直线运动模糊图像的运动参数，提出了一种基于相位相关分析的图像配准方法。该方法利用傅里叶变换的平移特性，对产生平移的目标图像进行傅里叶变换并计算归一化互功率谱，其傅里叶逆变换对应二维脉冲函数，通过计算脉冲函数峰值坐标获取位移图像之间的亚像元级位移量。结合相位相关配准原理和线性空间不变退化模型，给出了匀速直线运动点扩散函数及其光学传递函数的数学描述；讨论了匀速直线运动模糊对相位相关配准结果的影响，证明了图像经过匀速直线运动退化后，位移图像之间归一化互功率谱具有不变性。实验结果表明：动态运动模糊图像最大检测误差为0489 pixel，标准差为016 pixel。

为获取亚像元级目标运动参数，提出一种基于相位相关分析的图像配准方法。首先讨论了目标局部运动和全局运动的目标参数估计问题，通过图像减影运算和模块匹配方法实现粗配准，从全景图像中分离目标信息和背景信息，计算目标中心坐标，获取像元级运动参数；然后采用相位相关图像配准方法实现精配准，利用傅里叶变换的平移特性，对产生平移的目标图像，通过求解归一化的互功率谱的傅立叶逆变换，得到二维脉冲函数,其峰值对应图像位移，由此获取亚像元级位移量。在实验室通过自准直光学系统获取光斑运动图像，使用Leica经纬仪标定光斑运动参数精度。结果表明，该方法效果显著，最大配准误差为0.156，标准差为0.091,配准精度优于1/10像元。

提出一种动载体光电平台视轴稳定精度的检测方法。介绍了光学测量原理，讨论了光电平台视轴稳定精度检测系统的实施路线，并对该系统使用的自准直光学成像系统、高速数字CMOS相机和光斑检测算法进行了研究。由安装在光电平台照准架上的平面反射镜反映光电平台视轴指向角度的变化，用高速数字CMOS相机采集图像，并通过计算图像之间归一化的互功率谱和采用相位相关配准算法检测光斑的亚像元级位移量实现了光电平台视轴指向角度的精确测量。将该方法应用于光电平台视轴稳定精度检测系统进行Leica经纬仪标定实验，结果显示，在视场检测范围为±1°、图像采样频率为500 frame/s时，检测误差<2 μrad,表明该方法实现了动态测量并满足高精度、大视场的检测要求。