针对机器视觉检测光学镜片表面疵病时，在单一的照明环境下疵病图像对比度低，检测方法疵病识别率低等问题，提出了一种双光源下光学镜片表面疵病视觉检测方法。根据散射成像原理，在前照光和背照光两种不同的照明方式下，使用图像传感器得到含有疵病的被测光学镜片图像；再将多幅图像通过图像融合算法融合为一幅图像；最后，利用识别算法获得光学镜片表面的疵病尺寸信息。对两种不同的疵病（划痕、麻点）进行检测，将本系统的测试结果与ZYGO干涉仪的处理结果进行对比，结果表明，所提方法测量的麻点误差不超过2.7%，划痕误差不超过0.8%，检测效率比干涉仪提高了98.24%，缩短了检测时间。与单一照明环境下的检测方法和人工检测相比，所提方法对疵病的识别准确率与精度更高。

化学需氧量(COD)是水源地水质有机物污染的一项重要指标,是水质监测的必检参数之一。基于紫外分光光度法(UV法)的COD在线监测是全面实施污染源在线实时监测的重要手段。针对传统试剂法COD在线检测存在的问题,设计了基于双光源检测方法的COD在线检测传感器。从理论方面分析了浊度、光源温度和水样温度变化对测量值的影响并提出了温度补偿和浊度补偿的方法。实验结果表明,传感器的重复性误差为3.12%,实际水样对比实验最大相对误差为6.18%,浊度补偿和温度补偿可靠性较高。所制COD传感器能够对水样COD浓度进行准确测量,满足水质在线监测设备的技术要求。

自适应共焦检眼镜以其高分辨率、动态成像等光学特性，已经在生物医学和临床医学的多个领域得到了广泛而具体的应用。为了能够将非圆形光瞳滤波器等瞳面调制技术运用于其中，并不对波前探测产生影响，系统需要利用两个光源分别进行成像和波前校正。本文首先设计了一套基于双光源的自适应共焦检眼镜，对不同光源的人眼像差进行测量，分析了其主要差异。然后对双光源系统的像差校正能力和高分辨成像能力进行了验证，系统闭环后的图像的亮度、对比度和分辨率都有了显著的提高。最后验证了使用半圆形光瞳实现暗场成像的可行性，并得到了模拟人眼的明暗场图像。

以视觉方法观测能见度为研究核心, 提出了基于双光源图像特征的夜间能见度观测方法, 完成在各种不同天气情况下, 对能见度的大范围、 高精度、 高鲁棒观测。 首先分析多次散射条件下, 光源图像亮度变化与大气消光之间的关系, 得出反演能见度的基本模型, 接着, 研究了准确获取与能见度相关的光源图像特征提取算法, 并提出了一种能消除光源波动的双光源能见度计算方法。 最后, 使用基于双光源图像特征的能见度观测系统在不同气象条件下进行实验, 结果表明, 在采用35 m基线长度, 设定观测上限为15 000 m时, 观测误差均小于20%, 能够满足气象与交通部门的要求。

为降低背景光噪声对数字摄像法夜间能见度测量的不确定性影响, 对双光源法能见度测量系统进行改进。该系统利用避光筒限制CCD相机视场角, 拍摄2个位于不同距离的LED背光源, 然后对摄取到的图像进行处理得到光源图像的灰度值, 再根据阿拉德定律求得大气消光系数, 计算出大气能见度值。通过在无背景光、有背景光未加避光筒和加避光筒3种条件下的比对实验, 分析光源图像的灰度信息, 并将实验结果进行处理, 得出有避光筒和无避光筒时测得的能见度值与无背景光下测量结果的相关系数分别是0.911 3和0.322 7, 均方根相对偏差分别是6.87% 和23.38%。结果表明: 系统抑制背景光噪声的能力明显增强, 能较准确地测量夜间能见度。

提出一种基于双光源方法和曲线演化理论的夜间能见度反演算法。 首先从双光源夜间能见度观测的特点出发, 分析了目标物亮度变化情况与特征演化曲线之间的相互关系。 接着引入水平集方法同时定义多个目标物亮度特征, 建立了水平集函数与能见度反演的关系模型, 并给出了算法的具体表达式。 实验结果表明, 反演算法具有很强鲁棒性, 在2 000～12 000 m观测范围内能见度反演值与标准能见度值的相关性均大于0.98, 可以用于对夜间能见度远距离、 高精度的观测。

由数码相机信号直接重构物体表面的光谱信息对不同照明条件下颜色的复现十分重要。基于普通商用数码相机分别摄取两种CIE标准光源D65和A下颜色样品的RGB信号, 采用主元分析法(PCA)和多项式模型的结合算法进行物体表面色光谱反射比的重构研究。实验结果表明, 同时应用两种光源下的RGB信号可有效提高光谱重构精度, 并能较好地再现色样的同色异谱特性。

简要介绍了CMOS模组调焦的基本原理。在分析传统调焦方法的基础上，提出了用双光源标板进行调焦的新方法，同时测量CMOS中心像场近距离和无穷远处的MTF，调节镜头和CMOS的相对位置使两处的MTF相等时的位置为最佳对焦位置，实验结果证明该方法调焦范围分布窄、调焦精准、检查位置设置合理。对百万像素照相手机CMOS模组调焦、检测有较大的实用价值。