复杂的海空背景环境中云层、波浪反射、复杂气象条件等会给海天线检测带来困难。针对复杂背景下海天线检测的环境适应性问题,提出了一种基于图像边缘相位编码的海天线检测方法。该算法通过双边滤波原理对图像进行保边滤波处理,以高斯拉普拉斯算子增强边缘响应,配合设计的高斯核方向滤波器完成边缘相位编码的抑噪和增强,然后以相位组分内扫描线的累积响应强度和海天区域内像素强度分布模式差值辨识出最优海天线的位置。实验结果表明,该算法能够有效地检测出不同复杂背景条件下的海天线,具有计算量小和环境适应性强的特点。

空间光调制器（SLM）是一种对光波的光场分布进行调制的元件。它广泛应用于光信息处理、光束变换和输出显示等诸多应用领域。随着高分辨率空间光调制器在光学显微成像系统中的应用，大大提高了显微振幅和相位样品显微成像的分辨率和对比度，不仅能够实现各种传统的相位显微技术，而且能够灵活地以更复杂的相位调制方式实现新的显微成像。在光学显微系统中，SLM不仅用以控制样品照明光束，同时能作为空间傅里叶滤波器用于成像光路，综述了SLM在光学显微系统中的多种灵活应用。

基于矢量衍射理论，计算了径向偏振光束在焦点处光强分布。在径向偏振光束的聚焦过程中，焦斑大小主要取决于视场边缘的光线。根据这一特点，设计了以视场角正切值为自变量的连续型相位滤波函数。利用非线性规化算法，以缩小焦平面上横向宽度为目标，在不同的斯特尔比的约束条件下，优化得到一组相位滤波参数。计算结果表明，径向偏振光束通过此种相位滤波器再聚焦后，在保持相同斯特尔比的条件下，可获得更小的聚焦光斑。

为了使在空间光调制器上易于实现的三元相位振幅滤波器在畸变容限、噪声抑制能力和相关峰尖锐度这3个指标上均能取得较好的性能，在最优折衷最大相关高度滤波器的基础上提出了最优折衷三元相位振幅滤波器，并研究了其设计方法。它只需最大化单个准则就能确定最优的临界线角度和支撑区域，简化了优化设计过程。实验结果表明：与二元纯相位滤波器相比，这种滤波器对于在30°的旋转畸变范围内并存在复杂背景的目标能给出更尖锐的相关峰。这将提高相关峰探测的准确性。

研究了基于螺旋相位频谱滤波器滤波的径向希尔伯特变换对不同边缘分布图像的增强特性.给出了拓扑荷n=1的有限孔径螺旋相位滤波器点扩散函数的解析表达式,并利用圆孔、汉字和人像等三幅不同边缘分布密度的图像进行了边缘增强的模拟计算.结果表明,基于螺旋相位频谱滤波的径向希尔伯特变换会使边缘增强图像具有立体浮雕效果,并且随着输入图像的边缘分布密度变大,立体浮雕效果会越显著.通过理论分析得出,这一现象是由螺旋相位滤波器点扩散函数中的次极大分布与输入图像边缘卷积引起的.这一结论为图像的信息处理提供了一些有利的手段.

作为光镊技术近年来最重要的发展之一，二维阵列光镊在纳米制造和生物芯片制作中具有广泛的应用前景。衍射光学元件是构成阵列光镊的关键器件之一, 而Gerchberg-Saxton(G-S)算法是设计相位型衍射光学元件的一种常用方法。实现了伪随机编码的G-S算法，并将计算得到的相位分布图输入到液晶空间光调制器上，在透镜的后焦面上得到阵列分布的光点，提出并实验验证了通过振幅调制能够有效减少远场衍射的背景噪声，为将来设计阵列光镊衍射元件提供了可能。

提出了一种基于振幅调制纯相位滤波器(AMPOF)的旋转不变识别新算法。该算法充分利用振幅调制纯相位滤波器区分能力强的优点,结合综合鉴别函数方法,拓展了综合鉴别函数(SDF)在畸变不变模式识别领域的应用。利用各幅训练图像傅里叶变换的振幅和相位信息,逐一构建成子滤波器,并将它们加权求和得到合成滤波器;然后采用迭代算法求解出合理的权重系数。仿真实验结果表明:对于实验采用的目标训练图像和非训练图像,改进算法的相关输出峰值大约提高95%~112%;对于只有少量像素的局部训练图像,改进算法的相关输出峰值大约提高74%。这种优化算法使得振幅匹配和相位匹配更加充分,相关输出增益明显增强,能够一定程度地降低训练量。

提出一种基于振幅调制纯相位滤波器(AMPOF)和片状正交非线性广义(SONG)相关的畸变不变光学相关目标识别算法。利用振幅调制纯相位滤波器区分能力强的优点, 结合综合鉴别函数(SDF)方法, 提出基于振幅调制纯相位滤波器的畸变不变识别算法, 达到明显优于传统综合鉴别函数方法相关输出效果的目的。在此基础上引入SONG相关技术, 利用其突出的区分能力和抗噪性能, 结合这两种非线性滤波技术, 得到能够很好地兼顾多项性能指标的畸变不变识别算法。仿真实验结果表明, 算法既提高了相关峰输出质量和多目标区分能力, 又具有很强的抵御噪声能力, 在输入图像被噪声严重破坏的情况下, 识别度仍然能够达到97%以上。和其他结合SONG相关的畸变不变识别算法相比, 该算法目标识别性能更为优良, 且更实用、广义。

针对消费类摄像设备中的马赛克问题,本文提出了一种基于全相位DCT/IDCT内插滤波器的色差空间去马赛克算法。该方法根据三种颜色图像之间的相关性及采样特点,采用全相位IDCT菱形半带滤波器实现了绿色图像重构,并用全相位延拓DCT内插滤波器实现了红绿色差和蓝绿色差的重构。其中全相位IDCT内插滤波器是纯二维滤波器,且能够直接实现五点梅花形采样矩阵与矩形采样矩阵之间的转换。而全相位延拓DCT内插滤波器能够有效地抑制FIR滤波器的吉布斯效应。实验结果表明,本文算法比双线性内插算法重构图像PSNR最多高6dB,能够保留更多的图像边缘细节,且比自适应算法运算效率高。

In solid immersion lens (SIL) microscopy systems with high numerical aperture (NA), there always exists the aberration produced by Fresnel effects at the interface between SIL and the sample. This aberration may cause the degradation of the image of sample. We design a continuous phase filter and optimize the optical field distribution of SIL system. The numerical results show that when the continuous phase filter is used, the field distribution of SIL system can be optimized, and the focal depth and intensity of transmitted light can be increased. At the same time, the intensity of side-lobe and the resolution are kept almost unchanged.