斑病害在全球玉米产区均有爆发, 严重影响玉米产量与品质, 是一种常见的叶类疾病。 荧光光谱技术能够快速、 无损、 准确地反映作物生理信息, 动态检测其逆境响应规律。 以玉米为研究对象, 基于荧光光谱和生理参数（SPAD和Fv/Fm）融合分析, 探究玉米生理参数对不同程度斑病害的响应规律, 构建荧光光谱反演模型。 首先, 利用相关分析与峰值分析筛选荧光光谱的敏感波段, 采用多元散射校正（MSC）、 标准正态变量变换（SNV）、 多项式平滑（S-G）、 FD光谱一阶导数、 SD光谱二阶导数等5种预处理及MSC-SG-FD, MSC-FD-SG, SNV-SG-FD, SNV-SG-SD等4种建模组合方法, 以相关系数R2和均方根误差RMSE为模型效果评价指标, 确定荧光光谱反演生理参数模型的最优方法。 结果表明: 不同斑病害程度下荧光光谱特性的整体变化趋势一致, 但强度差异显著, 在波段600.000～800.000 nm内, 光谱反射率会出现明显的峰中心, 达到极值。 在波段900.000 nm之后, 反射率趋于平稳, 特征明显减少。 对于潜伏期叶片, SPAD与Fv/Fm的建模最优方法均为SNV-SG-FD, Rc为0.985 2和0.976 8, RMSEC为1.59和2.85。 对于早期发病叶片, SPAD的建模最优方法为SNV-SG-FD, Rc为0.949 7, RMSEC为3.79, Fv/Fm的建模最优方法为SNV-SG-SD, Rc为0.943 8, RMSEC为0.011 7。 模型预测性精度较高, 能够实现对早期斑病害玉米叶片SPAD和Fv/Fm的精准预测, 为玉米斑病害潜伏期与病害早期的生理信息监测提供参考依据。 研究结果可应用于大田作业, 提升田间精细化、 智能化管理水平, 为玉米高产、 优质、 优生提供理论依据与技术支撑。

成像式光电容积描记技术是在传统光电容积描记技术基础上发展而来的一种非接触式生理信号检测技术。成像式光电容积描记技术由于非接触、可远程监测、适用场景广泛、易操作以及低成本等优点可实现人体多项生理参数的测量，成为仪器及生物医学工程领域的新兴研究热点之一。本综述首先介绍了成像式光电容积描记技术的基本原理，对光学起源机理进行了分析，并对成像视频处理方法进行了总结，最后介绍了成像式光电容积描记技术在生理参数方面的应用，并对其在生理参数检测领域中的发展进行展望。

利用生理参数变化及情绪变化研究了声光融合效应问题，系统探讨了西方大调、小调音乐、3种单色光源（波长分别为623，537，445 nm）与2种不同色温（色温分别为3000，6000 K）白光对人体的影响。实验结果表明，人们对音乐的生理响应强于灯光的刺激作用，双因素刺激下的生理感知度比单因素更强烈，且音乐在声光融合环境中起主导作用。音乐和灯光双环境因素同时刺激情绪时，会产生交互作用，且两情绪正相关的环境刺激叠加可以增强情绪的感知，为音乐灯光表演秀或沉浸式互动照明的设计提供了理论支撑和意见。

皮肤的漫反射光谱中包含丰富的组织信息,已被广泛应用于生理参数的检测,但由于人体生理参数变化复杂、多种情况下光学数据采集困难等因素,其在无创外周血液生理参数检测技术的发展及应用中受到了限制。鉴于此,使用蒙特卡罗模拟方法仿真了不同总血红蛋白、含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白、高铁血红蛋白等多种外周血液成分浓度对皮肤的漫反射光谱及肤色的影响,提出了基于色谱融合的发绀成因分析方法。结果表明,皮肤的颜色特征可区分健康、黄疸病以及发绀,而分析方法解决了仅使用肤色很难对发绀现象的成因进行准确区分的难题。

基于皮肤荧光光谱技术的糖基化终产物(AGE)检测方法被广泛用于糖尿病及其并发症的检测评估,然而生物组织体内特异性的吸收、散射特性以及多种荧光成分对于检测会产生干扰。本研究通过分析人体皮肤组织常见荧光成分的三维荧光光谱,确定皮肤组织荧光光谱测量的最佳激发波长组合,搭建集成组织漫反射光谱测量模块的离散三维荧光光谱测量系统,研究基于扩散理论的组织生理参数提取方法以及基于高斯多峰拟合的离散三维荧光光谱分离方法。在此基础上,开展临床社区队列研究,结果表明糖尿病组的黑色素、脱氧血红蛋白相对浓度均值低于正常对照组,而500 nm处约化散射系数高于正常对照组,差异有统计学意义,氧合血红蛋白相对浓度无明显差异。基于高斯多峰拟合,每位受试者共计得到78个荧光特征,剔除差异不明显的特征(p>0.1),最终得到50个荧光特征。汇总有差异的组织生理参数和荧光特征,采用Logistic回归分析建立糖尿病筛查模型,受试者工作特征(ROC)曲线分析结果显示,该方法用于糖尿病识别时,预测训练集ROC曲线下面积为0.793,预测测试集的面积为0.799,而单波长皮肤荧光(Sf₃₆₅)的面积为0.731,结果表明相比单波长荧光,模型具有更好的诊断价值。

分别采用模拟调光和PWM调光方式实现LED光调节。采用生理参数法, 以在校大学生为研究对象, 选择3种色温(3 000, 5 600, 6 500 K)LED光源, 在3种照度(300, 500, 800 lx)水平下, 对8名(5男, 3女)受测者在实验前后的脉搏和瞳孔进行测量。选择同样3种色温LED光源, 分别采用两种调光方式添加蓝光(464 nm, 20 lx)实现300 lx的照明环境, 对12名(8男, 4女)受测者在实验前后的脉搏和瞳孔进行测量。结果表明: 两种调光方式实现的LED光环境对人体脉搏变化率和瞳孔收缩率的影响均没有显著性差异; 在测试照明环境中添加蓝光, 可引起人体脉搏变化率和瞳孔收缩率增大, 峰值处分别增加约6%和9%。

通过测量绿萝、 银杏、 苹果三种叶片的多角度偏振光谱, 采用斯托克斯矢量法计算了叶片的多角度光谱偏振度, 并通过PROSPECT模型反演得到叶片的叶绿素、 水分含量, 进而分析了叶绿素、 水分含量对叶片多角度光谱偏振度的影响, 探索了观测几何条件与不同波段叶片偏振度间的关系。 结果表明, 相对于近红外波段, 红光波段的偏振度受叶绿素含量变化的影响较小, 而水分含量对这两个波段的偏振度基本均无明显影响。 在反映叶片偏振度随观测几何变化方面, 近红外波段较另外两个波段有着更好的敏感性和稳定性, 但其偏振度值较另外两个波段偏小。

以30名视力正常的学生为研究对象, 采用剂量作业法、生理参数法和疲劳评价法研究了人体在峰值波长分别为468, 457, 453 nm的蓝光LED照明下的光生物节律效应。结果表明:在剂量作业法中, 蓝光LED对错误率、工作速度和脑力工作指数的影响均为453 nm＜457 nm＜468 nm; 在生理参数法中, 468 nm蓝光LED对脉搏的变化影响最大, 对收缩/舒张压的影响不明显; 在疲劳评价法中, 蓝光LED对人体舒适度的影响为453 nm＜457 nm＜468 nm。综上所述, 在3种峰值波长蓝光中, 468 nm的蓝光对人体光生物节律影响最大。

设计了一种连续监测胃肠道生理参数的低功耗参数遥测胶囊, 它主要包括传感器模块、低功耗专用集成芯片和无线射频模块。首先, 采用三态时钟管理单元为集成芯片内部的各个模块选择合适的时钟频率, 并在模块闲置时关闭相应模块的时钟来降低集成芯片的功耗。其次, 采用单工通讯、数据暂存和减小发射功率等方法降低射频模块的功耗。最后, 通过软件设计使胶囊间歇工作以降低系统整体功耗。测试结果表明：专用集成芯片工作时电流约为300 μA@2 MHz, 休眠时约为4 μA@28 kHz; 射频模块发射时电流约为12 mA, 单片机采集数据时电流约为300 μA。与第二代参数胶囊相比, 射频模块和单片机的功耗分别降低了约47%和24%, 可连续工作时间达到136 h, 基本满足参数胶囊长时连续监测胃肠道生理参数的要求。