利用计算机断层扫描技术获取了泡沫镍的重建结构，将蒙特卡罗法与八叉树算法结合进行泡沫镍孔尺度辐射传递建模，分析了八叉树算法对辐射传递计算的加速作用。结果表明，采用八叉树算法的辐射特性计算值与未采用时相比，最大相对误差小于1‰。在最优空间深度范围内，空间深度越大和模型面元越多，计算的加速效果越明显。

针对当前TFT-LCD玻璃基板在线检测过程中存在的显微图像对焦模糊问题，对基于图像处理的自动调焦方法在TFT-LCD玻璃基板检测中的应用进行了研究。基于对TFT-LCD液晶面板的光学检测，重点介绍了目前较为常用的、具有代表性的几种基于图像处理的清晰度评价算法,并从算法的单峰性、无偏性、灵敏性以及计算量等方面进行了比较与分析，提出了一种粗细调相结合的复合自动对焦方法，分别选取斜边缘检测算子和梯度滤波器算子作为调焦粗搜索和精搜索阶段的对焦评价算子。实验结果表明：使用调焦行程为15步的全局搜索算法，传统单一算法耗时2.18 s，得到图像的清晰度评价函数值为46.78；粗细调相结合的复合自动对焦方法时间仅为1.41 s,得到图像的清晰度评价函数值为52.49。该方法不仅对焦精度高，有较大的对焦范围，还能保证高的计算效率。

结合曝光光源对称和矩阵计算的特点, 本文提出了一种快速的部分相干成像算法。根据部分相干光源对称的特点, 将光源离散为以光源中心为原点的不同半径的圆, 沿一条直线在每一个圆上采样, 从而将传统正交离散二维采样简化为一维沿半径采样, 减少了部分相干光源的采样数; 同时, 利用矩阵的点乘来加快计算速度。仿真计算结果表明, 在曝光光源采样数相同时, 采用沿半径采样方法的算法精度更高, 在要求计算精度相同时, 圆半径采样方法的采样数为传统正交采样方法 (N×N)的 1/N, 大大提高了算法的计算效率。

将电缆束等效方法与传统的传输线方法相结合，提出了多芯电缆束的精简SPICE分析模型。首先采用有限元法求解等效电缆束的模型参数，然后在SPICE环境中进行时域分析。以14芯电缆束的串扰问题和4芯电缆束的辐射干扰问题为例，对精简分析模型的有效性进行了验证。全模型与精简模型分析结果表明，精简模型线缆芯线数减少了一半以上，仿真幅度误差在5%以内，分析效率提高50%以上。该方法适用于大线束传导耦合分析、串扰分析和辐射分析。

为了提高相关函数拟合极值法在二维位相板衍射光斑亚像素定位中的计算效率，对相关函数拟合极值法中的模板大小、拟合窗口大小及相关函数3种影响因素进行了分析。分析过程以仿真图像检验法为理论基础，即用数学仿真图像验证算法和程序的可靠性和精度。分析结果表明，3种影响因素均对计算效率产生较大影响，整像素搜索时模板和拟合窗口大小的选取对定位精度影响最大。同理，对二维位相板衍射光斑亚像素定位实验中的搜索模板和拟合窗口大小进行了优化设计，最佳模板大小为51 pixel×51 pixel，最佳拟合窗口大小为3 pixel×3 pixel，与选用恰好包含整个衍射光斑时的模板(131 pixel×131 pixel)相比，整个定位过程的计算时间缩短了40%，在不损失定位精度的同时有效提高了计算效率。

将分布式并行计算引入光谱学信号处理领域。 用傅里叶红外光谱仪FTIR-4100获得白砂糖、 木糖醇、 麦芽糖和葡萄糖4类糖各39个样本的光谱曲线作为测试数据。 在两台软硬件配置相同的计算机平台上运行分布式并行算法。 先运用分布式并行方法读取FTIR-4100生成的文本文件中的原始数据, 然后进行分布式并行数据预处理, 包括最大峰值标准化校正, Savitzky-Golay平滑降噪算法等, 再运用分布式并行遗传算法抽取糖特征波数共24个, 最后将提取到的24个特征波数作为用BP神经网络输入, 建立3层人工神经网络。 实验结果表明, 分布式并行计算运行结果与单机顺序计算结果比对一致, 在两台计算机并行工作模式下的计算效率比传统的单机顺序计算处理效率高33.6%, 为光谱学信号处理研究领域进行复杂科学计算和提高计算效率提供了新的方法。

研究了利用多重网格法计算静电像管的三维静电场分布.通过计算同心球系统与倾斜的双圆筒阴极透镜两个例子,表明计算精度可以达到10^-3～10^-4.通过比较多重网格法与有限差分法计算三维静电场的计算精度和计算效率,发现多重网格法的收敛率为常数.在相同计算精度的情况下,其计算效率比有限差分法快8～31倍,有效地提高了求解三维静电场的计算效率,从而为非旋转对称静电像管的设计打下了坚实的基础.

基于将矩形函数近似展开为有限数目复高斯函数叠加,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束通过有限尺寸透 镜的聚焦场光强分布的计算解析公式,给出了数值计算例,并与数值积分计算结果进行了比较。研究结果表明, 本方法能有效地提髙计算效率。