雾霾环境下拍摄的图像总是存在模糊不清的问题，为了更好地复原雾天图像，提出了一种基于RGB颜色空间椭球模型的传输函数估计算法。首先，将雾天图像的某一邻域内的像素灰度值映射至RGB颜色空间，并通过椭球模型拟合像素灰度值的聚集状态；然后，将椭球中所有向量向大气光向量上投影，以此估计每一像素位置的传输函数；最后，对传输函数进行优化，并结合大气光向量估计实现图像去雾。实验结果表明，所提基于RGB颜色空间椭球模型的传输函数估计算法可以有效地复原雾天图像。

针对绘制海量云数据时传统光线投射算法计算量大、绘制缓慢等问题, 提出了一种基于视点相关光线投射算法的三维云可视化方法。该方法首先采用基于多分辨率方法的数据预处理策略, 然后采用基于视点相关系数的自适应采样频率计算方法确定重采样点的位置, 并利用三阶段插值算法计算重采样点的值, 最后采用基于块重要性加权香农熵的二维传输函数完成颜色值和不透明度的映射关系, 从而实现图像的合成。实验结果表明, 该方法计算复杂度低、执行效率高, 与现有的光线投射算法相比, 不仅图像的重构质量得到了提高, 绘制时间也减少了约30%。

为了提高时间延迟积分互补金属氧化物半导体(TDI CMOS)图像传感器的成像质量，研究了TDI CMOS图像传感器中曝光时间的选取对成像质量的影响。基于行滚筒曝光读出原理，分别分析了曝光时间对信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)的影响机理，根据分析结果，提出在级数已选定的情况下，曝光时间的选取存在最优值，此时得到的图像质量较好。为验证结论，基于自主研发的TDI CMOS 图像传感器芯片及现场可编程门阵列(FPGA)开发板，搭建了TDI CMOS 图像传感器成像测试系统。实验中采用MTF×SNR 作为评价图像质量的指标，实验结果表明，在选定的相机参数下，积分级数为8级，光强为20 lx时，TDI CMOS 图像传感器曝光时间选取64 ms时所得到的图像质量最好，此时MTF×SNR 最大。

提出了多次采样叠加下时间延迟积分(TDI)CMOS图像传感器沿扫描方向的调制传输函数(MTF)分析模型。基于行滚筒曝光读出原理，研究了一个行时间内采样次数、叠加次数、TDI级数和速度失配比对扫描MTF的影响机理。为验证扫描MTF模型，基于TDI-CMOS图像传感器将连续视场映射为离散图像的几何和能量传输关系分析，建立了成像仿真系统并利用刃边法计算MTF曲线。仿真结果表明，扫描MTF随着采样次数增加而增大；当采样次数固定，扫描MTF随着叠加次数增大而减小；扫描MTF随着速度失配比和TDI累加级数增大而减小。

在InP阵列波导光栅的制作过程中会引入不同的误差, 从而影响器件的性能.为了最大限度地控制误差, 提高半导体器件性能, 本文采用传输函数法对InP基阵列波导光栅的系统误差和随机误差分别进行了分析.从系统误差的模拟结果中可以得到如下结论: 深脊型波导的有效折射率nc平均每偏移+0.000 1, 中心波长偏移+0.05nm.相邻阵列波导长度差ΔL每偏移+0.01 μm, 中心波长将偏移+0.44 nm.nc和ΔL仅仅会影响到传输谱中心通道及其他各通道对应的波长, 使得传输谱发生整体漂移, 而信道间隔及串扰不会改变.罗兰圆半径R偏移不会影响器件的中心通道对应的波长, 但会使其它通道对应的波长发生变化, 最终使得信道间隔改变, R增加50 μm, 信道间隔减小0.03 nm.从随机误差模拟结果中, 得出: 波导芯区折射率、上包层折射率、衬底折射率、波导宽度和波导芯层厚度的随机波动会对阵列波导光栅的串扰产生较大的影响.根据以上分析, 可以通过控制不同参量来调节器件的中心波长以及信道间隔等来优化阵列波导光栅的光学性能.

分析了高速实时人脸检测系统中的光学衍射、离焦和采样效应.通过理论分析，构造了表征光学成像系统空间和频率特性的近似点扩展函数和光学传输函数.在假设这些近似点传输函数已知的基础上，提出了两个盲解卷积滤波器，并且和拉普拉斯算子以及最优聚焦算子的光学传输函数作了对比研究.该系统采用一个马达推动光学镜头来获得高清晰度图像，并在预处理级进行了内插滤波.演示系统在较高的准确率时检测帧率达到15.6 fps，实验结果验证了理论分析.

本文针对受到大气模糊的中巴地球资源卫星二号星(CBERS-02)的遥感影像数据，提出一种利用卫星成像时刻气象参数估计大气MTF(MTF: Modulation Transform Function)的影像恢复算法。该方法利用遥感影像成像时刻的当地气象数据，首先对大气湍流MTF 和气溶胶MTF 进行估计，然后通过这两种MTF 的简单乘积得到整个大气效应的调制传输函数，进而利用一种改进的迭代维纳滤波算法实现影像恢复。结果显示，恢复后影像的MTF 曲线所覆盖的面积明显大于原始影像，进一步验证了本文算法的有效性和可行性。

讨论了法布里－珀罗干涉成像仪(FPI)对夜气辉的系统响应，更为明确地描述了建立该干涉系统数学模型的方法和结果。在此基础上阐述了利用FPI对热层大气温度进行测量的原理，并且通过分析稳频He－Ne激光器的干涉图对系统的传输函数进行了求解，对不同波长下系统传输函数的转换进行了讨论。干涉图的分析结果表明：该解析模型以及波长转换方法能够很好地表示干涉成像系统。另外对系统传输函数在实际气辉测量中的应用、系统的温度漂移以及误差估计也进行了简要讨论。

理论分析了一种将微环谐振器阵列与马赫曾德尔干涉仪(MZI)相结合实现的反射型滤波器结构。将此结构类比为两类四端口网络级联模型,利用传输矩阵法推导出其通用函数形式,并给出单环及三环结构下的能量反射系数具体公式。通过传输函数矩阵模拟计算了取不同耦合系数值情况下的反射谱形变化,给出了原因分析及讨论。并模拟了引入传输损耗对三环结构谐振峰反射率的影响。数值结果表明：适当选取直波导与微型环以及微型环间耦合系数幅值时,此结构能够作为反射型滤波器件应用于密集波分复用(DWDM)系统,也可实现激光器反射镜面的功能;由于传输损耗增加而引起的谐振峰反射率下降程度依赖于所选取的耦合系数值。

将串联结构的环型谐振滤波器类比为四端口网络，利用传输矩阵法推导出通路和下话路传输函数的通用公式。对表征串联双环谐振滤波器响应的特性参量：幅度平坦性、通带带宽、相位群时延进行了数值计算和优化设计。结果表明：尽管损耗将引起滤波响应幅度的轻微降低，但在目前改善了的制作工艺下，损耗对器件的影响可以忽略；滤波器的传输特性主要由环与环间耦合系数决定，通过优化使其从中间到两侧对称增加，可以在实现滤波响应最大平坦性的同时，改善通带带宽和过渡带的滚降特性。与单环结构相比，不仅幅度特性得到了明显的改善，而且消除了二阶群时延色散效应。