提出一种基于双向多尺度特征融合的生成对抗网络（GAN），利用该网络对各种地基望远镜拍摄的受大气湍流影响的目标天体图像直接进行盲复原处理。首先通过长曝光大气湍流退化模型与清晰图片进行卷积来构建数据集，并进行网络训练，在模拟湍流图像数据集中测试网络性能。同时，实际获取了Munin地基望远镜（卡塞格林型望远镜）拍摄的受湍流影响的国际空间站图片，并用所提神经网络模型进行测试。各项图像复原评价指标表明：所设计的网络实时性较强，在0.5 s内可以输出复原结果，相比传统非神经网络复原方法要快10倍以上；所提网络的峰值信噪比（PSNR）提高2 dB~3 dB，结构相似性（SSIM）提高9.3%左右，对受真实湍流影响的退化图像也有较好的复原效果。

针对新研发光电产品存在先验信息不足、缺乏历史数据等问题,提出一种基于期望最大化(EM)算法的剩余寿命(RUL)自适应预测方法。然而,现有大多数RUL预测方法中普遍存在两个方面问题:在退化建模中存在一个潜在的假设,即当前时刻估计的随机参数与上一时刻随机参数的后验估计完全相等;在参数估计中假定存在多组同类型光电产品的历史退化数据,用于离线确定模型初始参数,致使RUL预测的精度受限于数据量。鉴于此,在状态空间模型的框架下构造一个新的退化模型,进一步推导出RUL分布的解析解;提出一种基于EM算法的自适应参数估计方法,以克服先验信息不足、缺乏历史数据等问题;通过GaAs激光器和光纤陀螺的实际退化数据进行实验研究。结果表明本文方法不仅可以提高RUL预测的精度,而且可以有效地应用于新研发的光电产品。

飞行器和空间成像制导装备在大气中高速飞行时会受到湍流干扰, 导致光学系统接收到的图像发生模糊降质、像素偏移、信噪比降低等问题, 开展退化图像复原技术及方法研究就成为空间光学成像系统获得较高性能图像的重要途径。通过对退化图像复原技术研究进展的系统梳理和分析研究, 本文首先介绍了图像退化模型, 接着给出了退化图像复原方法的分类, 然后比较系统地介绍了确定正则化图像复原方法、随机正则化图像复原方法、基于局部相似性的图像复原方法、基于示例学习的图像复原方法等几种新型的单幅退化图像复原方法, 其后分析了视频复原的特征、介绍了新近的几种典型的视频图像复原方法, 最后分析总结出了图像复原的难点所在。对于促进我国退化图像复原技术的研究和发展具有一定的参考价值。

提出一种对光参量呈非单调下降规律的LED灯珠可靠性进行评价的方法.采用加速寿命实验获得光通量退化数据, 利用指数叠加形式的退化模型对光通维持率退化数据进行拟合, 与指数模型拟合效果相比, 该模型具有更好的效果.用MATLAB软件计算样品的伪失效寿命, 通过Kolmogorov-Smirnov检验法得到两个公司样本伪失效寿命分布分别服从对数正态分布和威布尔分布, 以相应分布参量评估产品可靠性得到两个公司样本的伪失效寿命分别为5 328.37 h和4 758.35 h.该方法对参量呈非单调下降规律的LED器件可靠性的评估具有参考价值.

基于回波光子数方程估计空间碎片激光测距系统作用距离时, 最小可接受回波光子数很难确定。本文提出了通过改变空间碎片实测数据回波稀疏性获得精度变化曲线的退化模型, 以"精度不变"作为衡量条件, 确定保精度情况下系统最小可识别有效回波概率, 从而估算系统作用距离的方法。首先, 根据单光子雪崩探测器"关门"特性, 得到了有效回波概率与测量距离关系。然后, 建立实测数据的稀疏性退化模型得到测量精度与有效回波概率的跃变曲线, 根据精度曲线中"保精度平台"的"跳变点"获得最小可识别有效回波概率。最后, 根据最小可识别回波概率获得系统对不同大小典型空间碎片的作用距离。分别处理了有效截面积为3.884 0, 6.391 2和9.855 5 m2的3种典型空间碎片的实验数据, 结果表明: 系统在满足m级测距精度的前提下, 可识别的最小有效回波概率为0.02~0.044, 对上述不同特性典型空间碎片相应的最大作用距离分别为820, 1 520和2 250 km。提出的模型在精度不变情况下解决了系统最小可识别有效回波概率难以确定的问题, 大大减少了实验成本。

针对传统的PC平台去雾处理时间长、系统不便移植、平台不宜便携等问题,提出了一种基于FPGA平台的图像去雾系统。系统的开发包含了算法移植部分和硬件平台实现部分, 其中去雾算法是基于雾天成像物理模型提出的。针对FPGA平台的特点和限制对原算法进行了修改, 使其适合FPGA平台的结构。将修改后的算法使用Verilog HDL语言实现于FPGA平台。实验结果表明, 算法在保证云雾图像去除质量的前提下, 具有运行速度快, 可移植性好, 便携等优点, 能够满足工程项目的实用要求。

超分辨率图像复原技术在不改变硬件的条件下可提高成像系统获取图像的分辨率.研究了图像退化机理,建立了精确的图像退化过程模型,提出一种改进的混合MAP-POCS复原算法,将POCS的凸集约束条件加入到MAP估计过程中.运用峰值信噪比(PSNR)等评价手段对复原图像进行质量评价.仿真结果表明,改进的混合复原算法能够有效地保证复原求解的收敛性并保持复原图像的边缘细节,提升了超分辨率的复原效果.

空域重叠的模糊和噪声引起图像退化，修复通常比较复杂。为简化图像修复，提高修复质量，提出利用二阶逼近算子将传统图像修复中既含噪声又含模糊的双退化模型转化为只含“动态噪声”的单退化模型。在传统全变差模型的基础上，提出了一种利用低维差分投影的思想，建立元素可分离的全变差模型，利用一阶梯度下降算法解决“动态噪声”问题。仿真结果表明，该方法适用于多种退化模型，即使在强退化环境下，依然可以有效地去除噪声和模糊，保留图像边缘和细节信息，使退化图像恢复到较理想的状态。

针对始终处于加电状态工作模式的半导体激光器，通过分析单个粒子对器件的辐射过程，将空间辐射效应离散的描述为所有单粒子造成辐射效应的累积。考虑到粒子到达服从泊松过程的特点，建立了半导体激光器空间辐射效应性能退化模型。推导了器件可靠度函数以及平均故障前时间的表达式。对InGaAs多量子阱激光二极管在高轨空间辐射环境中的性能退化过程进行了仿真，得到了器件的光功率退化曲线。结果表明光功率退化量与辐射时间近似成正比例关系。由此提出了同时考虑辐射与退火效应条件下，器件的光功率退化速率，通过拟合得出该速率与空间辐射平均剂量率成正比。获得了半导体激光器的可靠度曲线，进而计算了器件的平均故障前时间。