为了更好地保留原彩色图像的局部对比度, 获得感知准确的灰度图像, 提出了一种轮廓波域内局部对比度增强的灰度化算法。首先在CIE Lab色彩空间中利用共轭梯度算法优化目标函数, 求取全局映射函数参数, 得到初步灰度化图像; 然后采用轮廓波变换对彩色图像和初步灰度化图像进行多尺度多方向分解, 利用局部色彩对比度比值对方向细节图像进行对比度增强, 应用轮廓波逆变换得到增强后的细节图像; 最后将初步灰度化图像与增强后的细节图像进行叠加, 得到灰度化图像。对COLOR250和adik图像集的实验结果表明, 本文提出的算法优于已有文献的一些典型灰度化算法, 能够有效保留原始图像的对比度与结构信息, 灰度化图像视觉感知自然, 主客观评价结果均为最优。

提出了一种基于视觉的新型直线位移测量方法。建立了图像各像素点灰度值与直线运动位移间的映射函数模型,通过数值方法解算了直线运动平台的位移。通过蒙特卡罗仿真对所提方法进行分析,证明了其可行性与合理性。分析了检测点拓扑结构对测量精度的影响。实验结果表明,在10 mm的位移测量范围内,所提方法的测量误差标准差为4 μm。

对流层折射误差是影响雷达测量定位系统精度的主要因素之一。针对VMF1(Vienna Mapping Function 1)用于对流层折射误差修正时存在的实时性差、分辨率低的问题, 引入GPT2w模型并提供分辨率为1°×1°的相关参数, 结合Saastamoinen模型构建形成SG-VMF1模型。基于新模型和映射函数法的计算原理, 对4个IGS（International GNSS Service）测站在不同高度角时的对流层折射误差进行估算, 并与射线描迹法的计算结果进行对比分析。结果显示：以结合IGS实测气象数据的射线描迹法的计算结果为基准时, 利用SG-VMF1模型及相关理论计算的结果在高度角大于6°时RMS值可达到0.4 m, 在高度角大于30°时RMS值可达到0.1 m, 计算方法可行有效, 且具有实时性和较高的分辨率。

利用图像之间的亮度映射函数而不是图像本身各像素点信息进行相机响应函数的标定，避免了成像系统的晃动或者拍摄场景的动态问题带来的图像配准之间的误差给后续标定算法带来的影响。采用直方图规则化的方法分析不同曝光量图像之间的各颜色通道不同亮度级的统计特征，获得了不同图像对之间的亮度映射函数。然后，利用图像对之间的亮度映射函数结合各帧图像的直方图建立求解相机响应函数的超定方程模型。最后，利用最小二乘法解算模型获得相机响应函数。验证实验表明，本文相机响应函数标定算法具有克服相机的动态问题的能力; 不同输入帧数图像的分组实验显示，最小输入4帧图像能够获得较为理想的响应函数标定结果。

针对存在复杂背景干扰和噪声的红外图像弱小目标检测问题，提出了一种非下采样Contourlet变换(NSCT)的改进的红外弱小目标检测方法。首先对含弱小目标的红外图像进行预处理，然后利用NSCT进行变换，并利用改进的非线性映射函数和能量交叉融合相结合的方法实现了背景杂波的抑制，最后引入Otsu算法进行阈值分割分离出红外弱小目标。通过与同类弱小目标检测算法的对比实验，验证了该方法的有效性。

在基于灰度相关的图像匹配算法中, 归一化互相关 (NCC)匹配算法是常用的匹配算法, 但算法复杂、匹配时间长是制约其应用的主要原因。本文提出一种基于自适应步长选择的 NCC匹配算法, 根据归一化互相关系数自适应地选择搜索步长, 加快了匹配速度; 改进归一化互相关系数算子, 增加了步长选择阈值的区分度, 提高了自适应选取步长的精确度, 实现了匹配时间和匹配精度的合理分配。实验表明, 该算法在保证匹配精度的同时, 匹配时间缩短为传统 NCC算法的 10%~50%。

星载激光测高仪通过测量从卫星平台发射的激光脉冲在卫星与地面激光脚点之间的渡越时间计算两者之间的距离。由于光束经过大气层时发生的折射,导致卫星激光测高系统典型的与大气延迟相关的测距误差在数米量级。讨论了大气折射延迟修正的理论与方法,分析比较了各种大气折射率模型,以全球首个对地观测星载激光测高仪系统GLAS系统为例,给出了各种折射率模型的计算偏差,发现在常见温度和湿度范围内Owens375模型是一种精度较高的简化折射率模型;计算了GLAS系统高度角偏离天顶方向不超过10°的情况下,使用简单映射函数与CfA2.2映射函数模型的值,发现其差异不超过0.5 mm。

Utilizing the intersecting cortical model (ICM) to enhance degraded images under poor illumination is presented. As the key point, the general mapping function (MF) for image enhancement is deduced firstly on the basis of the nature-firing ICM (NF-ICM), which restrains the traditional autowave effect of blurring details and contrast. Then, the sigmoid MF is especially proposed to map the input gray-level to a more proper range for visual looking, and it solves over-enhancement and artifact by the classical logarithm one. For image enhancement application, the optimized parameters, initial threshold, and stopping condition in NF-ICM are all analyzed in detail. Simulation results prove that the proposed method has more contrasted, colorful, and good-visual performance.

为了对大气传播延迟误差进行修正，达到精确测量的目的，推导了天顶延迟的理论计算公式；在大仰角情况下提出了一种简化的映射函数，并把它与连分式映射函数进行了比较。以地球科学激光测高系统在南极的观测数据为依据，分析得到该系统的平均大气延迟量为2．35m，修正误差控制在12mm以内。结果表明，在大仰角情况下，两者对总延迟的影响差异不超过0．1mm。总的延迟量可以通过天顶延迟和映射函数计算得出。