太赫兹时域光谱技术已经用于皮肤癌、 皮肤烧伤以及皮肤疤痕治疗效果的诊断和过程监测, 通常采用太赫兹时域和频域光谱参数作为区分皮肤组织不同状态的诊断参量。 目前最常用的皮肤活体反射式太赫兹测量装置需将皮肤放置于介质窗上来提高测量的准确性, 这使得皮肤表层水分含量因为阻塞而发生变化, 从而影响太赫兹诊断皮肤的精确性。 随着太赫兹生物应用从离体检测到活体测量方向发展, 需要分析阻塞情况下皮肤太赫兹光谱参数的变化规律。 采用太赫兹反射系统对手臂皮肤在石英介质窗上的阻塞过程进行了连续测量, 然后对不同时刻时域波形的峰峰值、 半波脉宽等13个特征量进行了分析。 结果表明: 时域信号和传递函数的峰峰值、 最大值与最小值之间的拟合斜率等参量随阻塞时间而呈指数衰减; 传递函数的最大值与最小值时间差、 最大值与最小值的斜率等随阻塞时间呈指数增加; 时域波形的半峰全宽、 对数频谱等保持不变。 然后用双德拜模型来模拟皮肤组织在0.2～1 THz频段的介电常数, 采用遗传算法和Levenberg-Marquardt相结合的优化算法得到了皮肤阻塞情况下不同时刻的双德拜参数, 结果表明: ε∞和εs均随着时间呈指数上升, 5 min内增幅分别达到了27.8%和12.5%; ε2、 弛豫时间常数τ1和τ2基本保持不变。 将皮肤组织视为多层媒质结构, 基于Bruggeman有效介质模型, 将计算得到的太赫兹反射率和测量得到的反射率作为目标函数, 再采用上述混合优化算法得出了皮肤含水量随时间的变化规律。 结果表明: 随着阻塞时间的增加, 皮肤角质层中的水分以指数函数的形式增加, 5 min的阻塞时间即可增加23.8%。 因此, 在进行临床应用和研究时, 必须谨慎考虑皮肤与介质窗接触阻塞而导致的参数变化。 该研究有利于提高太赫兹活体检测的准确性和推动太赫兹时域光谱技术的临床应用。

基于单一全变分正则的多通道图像盲复原算法容易使复原图像产生振铃效应、丢失高频细节信息。针对这个问题,利用模糊图像暗像素的非稀疏性,提出一种基于全变分和暗像素的多通道图像盲复原算法。针对全变分和暗像素双正则模型求解难的问题,使用分裂Bregman优化算法确保结果收敛,将全局问题分解为独立的子问题,通过交替迭代图像和点扩展函数复原出目标图像。实验结果表明,所提算法能够有效去除图像模糊,抑制振铃效应,复原出高质量的清晰图像。与采用单一全变分正则项的算法相比,所提算法的峰值信噪比提高了0.12 dB~5.86 dB,结构相似度提高了0.014~0.125。

高光谱遥感图像的非线性光谱解混能弥补线性方法难以解释复杂场景中非线性混合效应的不足, 而双线性混合模型及算法是其研究的热点.提出了一种基于双线性混合模型几何特性的光谱解混算法.通过将模型中的非线性混合项表示为一个融合了共同非线性效应的额外端点的线性贡献, 使复杂的双线性混合模型求解转化为简单的线性解混问题.然后结合传统的线性解混算法直接迭代估计正确的丰度.模拟和真实遥感图像数据的实验结果表明, 与其它相关解混方法相比, 该算法能较好地克服共线性效应以及拟合优化过多参数对双线性混合模型求解造成的不利影响, 同时提高了解混的精度和速度.

为了有效去除图像噪声并保留更多图像细节信息, 提出一种结合 PDTDFB变换域各项异性双变量拉普拉斯模型和非局部均值滤波的自适应图像去噪算法。首先分析了 PDTDFB变换系数的分布特点, 使用各项异性双变量拉普拉斯模型作为其父子系数相关性的先验分布, 在贝叶斯去噪框架下推导出闭式形式的各项异性双变量阈值函数, 然后对估计的变换系数进行逆 PDTDFB变换得到初步去噪图像, 最后使用非局部均值滤波对其进行平滑处理。实验结果显示: 本文所提算法去噪效果明显, 与一些经典算法相比, 本文方法在主客观上皆取得了有竞争力的结果。

介绍了近年来非线性光谱解混方法的发展状况, 主要包括矿物沙地地区的紧密混合模型和植被覆盖区域的多层次混合模型, 以及基于这些模型的非线性解混算法和利用核函数、流形学习等方法的数据驱动非线性光谱解混算法及非线性探测算法.最后分析总结了现有非线性解混模型与算法的优势与缺陷及未来的研究趋势.

提出基于双平行平面相机模型的视觉测量方法, 用于测量生产线上运动钢板的尺寸。该方法采用数据驱动的方式计算像点在标定平面上投影点的世界坐标; 采用k近邻(k-NN)方法生成目标在标定平面上的无畸变投影图像, 并建立投影图像与世界坐标系的直接关联。提出了双平行平面模型下相机光心位置标定算法, 利用线结构光进行板材厚度测量; 在无畸变的投影图像上利用钢板边缘间的平行和垂直性进行钢板边缘特征提取, 通过边缘直线的世界坐标方程求取长宽尺寸。最后, 给出了针对大尺寸钢板测量的多相机测量系统框架。提出的方法为单目视觉测量方法, 相比于其他方法具有现场安装简单和标定工作量小的特点。通过图像分辨率为640×480的相机对尺寸为80 mm×50 mm×15 mm的标准铝块进行了测量, 结果显示: 厚度测量误差为0.1 mm, 长度和宽度的误差在0.2 mm以内。实际应用中测量精度远高于加工精度, 能够满足产品计量的要求。

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.

从在线Low-E玻璃光学机理出发, 用椭圆偏振光谱仪对在线Low-E玻璃功能层和过渡层的可见-近红外波段的光学常数进行研究.测量了样品在三个不同入射角的椭偏参数, 分别用Lorentz双振子模型和Cauchy模型来描述Low-E玻璃功能层和过渡层的光学色散特性.通过拟合椭偏参数获得在线Low-E玻璃的光学常数及每层膜厚度, 并用扫描电镜对样品的膜厚进行表征.结果表明, Lorentz双振子模型和Cauchy模型能很好地解释在线Low-E玻璃的光学特性; 同时, 椭圆偏振法也为多层膜系统提供了一种测定光学常数和膜厚的可靠方法.

提出了一种对于太阳电池光照条件和暗特性条件下对其伏安特性全段进行拟合提取参数的改进方法.对太阳电池J-V曲线进行分段, 提取每段的4个关键参数: 串联电阻(Rs)、并联电阻(Rsh)、品质因子(n)、反向饱和电流密度(J0).这种方法采用了双结电路模型法, 并以CdS/CdTe薄膜电池为例进行了光照下和暗特性分析, 得到了比单结电流模型更多的参数, 并且具有较高的拟合精度(误差<0.7%).