红外夜视检测技术能加强海上预警探测系统的安全性, 但红外夜视仪所采集的海上红外图像存在大量“背景杂波”, 严重干扰弱小目标的准确检测。针对此问题,结合主动轮廓模型与插值滤波器提出一种用于海上安全系统的红外夜视弱小目标检测算法。该算法先分别采用全局主动轮廓与局部主动轮廓搜索感兴趣目标区域, 通过双层主动轮廓模型消除噪声与背景杂波对目标检测的影响。然后提出变化方向的插值滤波器沿着感兴趣区域的边缘进行滤波, 缓解弱边缘对目标真实边缘的干扰。在真实的红外夜视海上图像集上对该算法进行了实验与分析, 结果表明该算法能改善海上弱小目标的检测性能, 对提高海上航行的安全性具有积极意义。

为了提高同步辐射红外光源的光子通量和亮度以及改善光学元件的热稳定性,同步辐射光源现多采用恒流注束(Top-Up)模式,以保持储存环内部束流的稳定.在增强器向储存环注束时,储存环电流的瞬时起伏及电子束团位置的变动等会使同步辐射红外线站所用红外傅立叶变换(FTIR)光谱仪所采的干涉图上出现较大的波动,形成噪声；本文根据该噪声的特点,以及全域中值滤波算法处理该类型的噪声的不足,提出使用区域中值滤波算法对红外谱学线站使用的FTIR光谱仪所采的干涉图进行预处理,以消除由Top-Up模式引入的噪声的影响；并根据该型噪声的特点和区域中值滤波算法的处理过程,设计了一套去除由Top-Up模式引入的同步辐射红外谱学噪声的流程,使该区域中值滤波算法的处理过程无需人工干预；使用该区域中值滤波算法对具有该型噪声的干涉图进行了降噪处理,计算结果表明：使用该滤波算法可消除由Top-Up模式引入噪声的影响,提升Top-Up模式下所采光谱的信噪比.

传输光纤引入的偏振和相位调制噪声给光纤水听器远程传输系统带来严重影响。论文提出使用一个声压和加速度不灵敏的参考探头来获取传输光纤引入的公共噪声, 并将该噪声进行自适应滤波处理来估计和消除传感探头中传输噪声的方案。实验结果表明, 归一化最小均方误差 (NLMS)自适应算法对冲击传输光纤引入的宽带偏振噪声抑制最大达 20 dB; 对传输光纤中大幅度的单频连续相位调制噪声抑制达 20 dB; 自适应滤波基本消除了传输噪声的影响, 并且完整保留了传感探头中的仿真信号。实验同时证明, 自适应噪声消除的结果优于直接将参考探头与传感探头信号相减的噪声抑制效果。

星图识别算法的关键是识别效率高、花费时间短。过去的几十年里，人们致力于建设搜寻数据库的方法，而且确实找到了大量的搜寻方法。为了减少星图数据库的搜寻时间，提出了一种将不同恒星星等分层分类的新技术。同时，采用这种准确快速的搜寻方法提出了全新智能快速星识别算法。基于台式机的仿真结果显示这种星识别方法和数据库搜寻方法具有较高的准确性和效率。通过数据库搜寻星特征的时间复杂度为0(n)。除此以外，因为星图像的质量决定了星图识别算法准确性的改进，因此提出一种模糊边缘检测技术来解决图像的预处理问题，这种方法对于噪声消除、星特征提取、数据库建设和匹配有重要意义。

在稳频激光的光纤传输中，光纤本身引入的相位噪声影响到激光频率的稳定性，造成激光光谱的展宽。介绍了光纤相位噪声的测量及如何通过反馈控制在光纤远端消除这一噪声。建立了消除光纤相位噪声的实验系统，测量了一段30 m裸光纤引入的相位噪声，并采用反馈控制在光纤的远端消除这一噪声，将光纤造成的1 kHz谱线展宽减小到1 Hz以下。还分析了将相位检测中解调出来的噪声电压转换成相位噪声的问题。

A novel speckle reduction technique for digital holography is proposed. Multiple off-axis holograms are recorded using a circularly polarized illumination beam and a rotating linearly polarized reference beam. The speckle noise in the reconstructed images is suppressed by averaging these fields. We demonstrate the effectiveness of this technique experimentally and conduct additional statistical evaluation.

相位变更(PD)方法是一种基于两个或多个不同离焦面图像来恢复光瞳畸变波前相位的光学波前传感技术。它使用相对简单的光学系统, 运用统计最优化计算方法, 借鉴图像处理中的一些技术手段, 在得到波前信息的同时, 还可以得到目标的清晰像。但当图像存在噪声时, 用于优化算法的误差函数会出现许多局部极值点, 这会影响算法的收敛速度, 甚至会导致算法陷入局部极值而得不到正确的估计解。为消除这些影响, 需对图像进行降噪处理。在实际光学系统中, 由于光瞳大小的限制, 实际得到图像的高频信息一般要远少于低频信息, 所以宜使用低通滤波器对图像进行滤波。仿真中通过比较各种滤波器性能, 针对含有加性高斯噪声的图像, 采用了对图像模糊影响较小的巴特沃思(Butterworth)低通滤波器。研究结果表明, 利用滤波器处理后的图像, 相位恢复结果的均方根误差(RMSE)比未使用滤波器有明显下降。

由于量化噪声、胶片中有大量微小颗粒等原因,用CGH再现的光场中往往有散斑噪声.为了消除散斑噪声,文章提出了一种新的处理思路和方法:不是刻意去获得低噪声的再现光场,而是用数字全息技术重构再现光场(包括散斑噪声)的振幅和相位,继而从再现光场中消除散斑噪声,得到高质量的再现光场.实验结果表明,即使在散斑噪声很大的情况下用该方法得到的光场依然是令人满意的.

提升机位置跟踪系统可用工作在红外波段的激光,测量″调制光波″往返于被测距离上相位差的方法来测定距离.由于信号中含有噪声,因此通过小波变换来实现提升机测距信号的信号处理,利用信号和噪声在不同尺度的小波变换下呈现特性相反,采用阈值方法消除噪声,重构真实信号.该系统能极其准确地显示提升机的实际位置,提高了距离测量的精度.通过MATLAB软件进行仿真,实现了激光位置跟踪信号的数据处理,以及对提升机位置和速度的数字化控制.