光谱反射率维度高, 与光照和观察条件无关, 能够真实、 客观地描述物体的颜色信息, 由物体本身特性决定, 因此被称为物体的“指纹”。 但是, 光谱反射率数据量超过传统三色系统十倍以上, 这些巨大的光谱数据在存储、 数据处理及传递等方面造成巨大的负担, 花费太多的计算时间。 如果高维光谱可以通过数学变换方法映射到低维空间, 并确保低维空间能够更好地表示原始光谱所覆盖的信息, 可以有效地压缩多光谱数据, 提高基于光谱的颜色复制的处理效率。 针对主成分分析法平等地对待可见光范围的所有波长, 重建光谱仅仅是对原始光谱的数学逼近, 由于波长对颜色的重要性不同, 经常会导致光谱重建误差较小而色度误差较大的问题, 提出了一种基于光谱色差权重函数的多光谱降维算法。 使用主成分分析法将孟塞尔颜色系统Munsell维度降低到1维, 再恢复重建到31维, Munsell的原始光谱和重建光谱的平均光谱色差作为权重函数。 以NCS为训练样本, 分别以NCS、 Munsell和3张多光谱图像为测试样本, 分析和比较本文推荐的权重主成分分析法与主成分分析法以及另外4种权重主成分的性能。 以D65/2°和A/2°照明观察条件下的CIELAB色差和均方根误差(RMSE)分别评价测试样本的原始光谱和重建光谱之间的色度重建精度和光谱重建精度。 实验统计结果表明: 相对于主成分分析法, 无论测试样本是多光谱数据还是多光谱图像, 推荐的方法在牺牲一定光谱重建精度的情况下, 在D65/2°和在A/2°两种照明观察条件下的色度重建精度得到显著的提高, 而色度重建精度提高对于目前广受关注的基于光谱的颜色复制研究具有非常重要意义。 实验统计结果也表明本文推荐的方法的色度重建精度优于目前已经存在的另外4种权重主成分分析法。

探究渐进多焦点镜片间接法设计中权重函数和平均曲率分布对镜片光焦度和像散的影响。设计了两组权重函数分布以及平均曲率分布，提出了根据符合度矩阵重置镜片权重分布的优化方法。在相同参数下计算出5组具有不同权重函数和平均曲率分布的渐进多焦点自由曲面面型。对镜片进行加工和评价测量，实验结果表明：权重函数的形状、面积以及权重值的不同，可对镜片光学性能带来不同方面的优化，且权重函数和平均曲率分布共同影响镜片的光焦度和像散分布。

针对传统变分水平集分割算法对灰度不均匀图像分割效果较差以及对初始轮廓敏感的问题，提出了一种基于局部和全局信息耦合的自适应活动轮廓模型。通过权函数调整局部区域拟合能量和全局区域拟合能量的占比，给出了一种随轮廓演化自适应更新的权函数。在合成图像、真实图像以及自然图像中的实验结果表明，该算法对噪声具有较强的鲁棒性，且对轮廓的初始位置不敏感。

为了解决传统非局部立体匹配算法在纹理丰富区域匹配误差较大的问题,提出基于颜色和边缘信息的非局部立体匹配算法。代价计算阶段,结合灰度和梯度信息求得匹配代价。代价聚合阶段,为降低相似背景下的误匹配率,利用最小生成树进行代价聚合,结合颜色和边缘信息重新定义权重函数。再利用胜者为王(WTA)策略求得最佳视差,通过左右一致性检验和中值滤波等后处理操作对视差图作精细化处理。最后在Middlebury数据平台上对算法进行可行性验证,实验结果表明,图像的平均误匹配率由原算法的6.02%降低到5.10%。

针对移动最小二乘法中的权重函数影响域提出一种基于De Giorgi迭代技术的估计方法。新方法可有效估计权重函数在局部邻域中的影响半径，从而构造权重函数的具体形式。采用此算法对某航空炸弹的弹道进行处理，通过实验表明，在移动最小二乘法中使用新方法构造的权重函数获得的弹道模型能满足工程精度要求，并且提高了拟合曲线的光滑性。

为提高恶劣测量环境下单站红外搜索与跟踪系统的跟踪性能,提出了一种鲁棒的高斯和容积卡尔曼滤波算法.首先,为改善滤波初值模糊问题,在容积卡尔曼滤波框架下将滤波器分为若干不同初值的子滤波器,利用似然函数逐步减小初值偏差较大的子滤波器权值;其次构建非线性程度判别量,在高非线性情况下将预测密度沿最大特征向量方向进行分割,提高滤波精度;最后利用等价权函数改善新息协方差,减小异常误差对滤波准确性和稳定性造成的影响.实验结果表明,不存在异常误差时,所提算法跟踪结果优于传统算法;存在异常误差时,传统滤波方法的精度明显降低,而所提算法依然能够得到准确可靠的跟踪结果.

针对方位角和俯仰角存在异常误差影响机载单站三维无源定位结果准确性的问题,提出一种鲁棒的递推最小二乘(RRLS)定位算法.在最小二乘(LS)解的基础上,利用M估计原理求出目标位置的鲁棒估计形式.为保证定位的实时性,推导了鲁棒的递推最小二乘算法,并选取IGGⅢ权函数作为等价权函数.理论分析表明,RRLS算法能够准确识别异常误差,通过降低异常观测数据的权值来减小其对定位准确性的影响.仿真结果表明,在两角存在异常误差时,RRLS算法具有良好的抗异常误差能力,保证了定位结果的有效性和快速收敛.

激光切割液晶玻璃是一个复杂的激光与材料相互作用的过程。在使用热裂法切割液晶玻璃时，裂纹尖端的应力强度因子(SIF)的大小是决定裂纹是否扩展的关键。使用热权函数技术计算了激光切割过程中裂纹尖端SIF的大小，与断裂判据相比较判断裂纹的扩展情况。研究了激光功率、光斑半径、切割速度和裂纹长度对切割过程中裂纹尖端SIF的影响，结果表明激光功率越大、切割速度越小、光斑半径越小时，裂尖SIF的增大速度越快、峰值越大以及不同裂纹长度下裂尖SIF的增大速度和峰值也不同。并通过实验进行验证，说明了该技术的可行性。

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影，提高CT图像的识别能力和量化分析精度，提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型，采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数，通过拟合曲线，得到硬化模型函数和权函数校正模型函数，并确定权函数。接着，扫描被测圆柱形工件，采集不同分度下的投影数据。最后，针对每一个分度投影数据，采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验，结果表明，与多项式拟合法相比，该方法校正后的灰度图像没有放大噪声，且信噪比提高3.29%，有效地消除了杯状伪影，同时较好地保留了图像边界细节。