回顾了光束扫描技术的发展历程, 重点分析微机电式和纯电控非机械式光束扫描技术的特点, 并综合对比它们各自的技术优势, 最后指出在高速率光通信系统中, 由于纯电控非机械式光束扫描技术得到广泛应用, 因此必须考虑该技术的色散特性对高速光通信系统误码率的影响。

物体全外貌的测量和复现是目前颜色视觉领域的重要研究方向之一。主要讨论了对于反射性物体表面的外貌复现研究及其相关发展, 介绍了基于 BRDF测量和建模的全外貌描述手段, 总结综述了近年来该领域取得的研究成果, 并在最后对该领域的发展方向进行了展望。

主要研究了平面系统成像引入像差的问题。由于平面系统的工作面为平面, 平行光束入射、出射光也是平行光束, 不会引起像差。一般认为, 对于平面系统成像不引入像差, 对于平面反射镜, 同心光束经平面反射镜后仍然是同心光束, 不存在像差, 但对于棱镜系统和平行平板, 只有在近轴条件下才能理想成像, 在离轴角较大时, 会引起像差, 即同心光束经棱镜系统和平行平板后不再是同心光束。

在同步移相干涉测量系统中, 利用三部性能参数一致的 CCD同步协同分别提取空间移相产生的干涉图, 来提高干涉图的空间分辨率。选择多 CCD系统中的一个 CCD作为主机, 产生同步信号来控制所有 CCD同时工作, 设计了以视频同步信号发生器 CXD1217Q为核心的同步信号发生和外协同电路, 提出了一种基于 OPA692视频放大器的同步信号驱动和分发电路。

为尽可能反映荧光粉在实际工作条件下的发光性质, 准确测量荧光粉的发光性能, 提出了一种基于积分球的荧光粉发光性能测试系统。该系统采用蓝光 LED作为激发光源, 配置有 TEC控温系统对光源有效实施控温, 可提供持续稳定的激发荧光粉发光。采用出光筒控制光源方向和积分球收集光线, 能有效防止能量损失, 提高测试的精确性。通过实验得到了不同强度蓝光激发下的荧光粉光谱功率分布以及发光效能、量子效率、光转换效率等参数的变化规律。随着驱动电流的增大, 由于蓝光芯片内量子限制斯塔克效应, 从而导致蓝光峰值波长出现小幅度的蓝移。三种效率在小电流下基本呈线性下降趋势, 且在大电流下趋于平缓。实验结果表明, 该系统及方法可以有效地评价实际 LED芯片工作状态下的荧光粉发光性能。

表面等离子体激元(surface plasmon polaritons, SPPs)能将光场束缚在亚波长量级, 可以突破衍射极限, 被认为是有希望实现纳米集成光学器件的载体之一。设计了一种 T型腔结构的表面等离子体波导滤波器, 并且利用时域有限差分(FDTD)法对其滤波特性进行了分析。结果表明, 改变 T型腔的长度和宽度可以改变透射谱的中心波长, 而改变腔与耦合波导之间的间距, 则可以调节腔的 Q值。

研究了不同切割方式下 CLBO晶体四倍频光反射损失情况, 同时给出了激光倍频晶体实现减反射的优化布氏切割方法。对于非线性晶体来说, 适用于激光晶体的布氏切割方法已经不能达到减反射的目的, 这是由于光通过激光晶体后没有新频率产生, 不改变光的偏振状态, 而经过非线性晶体后却有新频率的激光产生, 而这种新产生频率的振动状态与入射光的振动状态总不相同, 这是由相位匹配条件和偏振匹配条件共同决定的, 因而以布儒斯特角将两通光面平行切割的方法不再适合于此类晶体中。通过分析还得出, 采取两通光面以互相垂直的布氏角切割晶体, 可以达到对紫外光减反射的目的。

利用太赫兹时域光谱技术, 研究了金属亚波长狭缝阵列结构的太赫兹透射特性。结果表明, 太赫兹波会激发金属狭缝阵列结构的表面等离体波共振, 表面等离子体共振产生太赫兹波段超强透射现象。由于表面等离子体共振效应, 这种狭缝结构对于透射的太赫兹产生很高偏振度, 这些实验结果为制作太赫兹波段偏振器件提供了有益的参考。

空间观测的星空图像中, 由于恒星距离较远在图像中仅占几个像素, 且存在大量噪声, 因此很多信噪比较低的弱小目标被淹没。在预处理环节应将其有效地检测出来, 降低后续目标识别和跟踪的虚警率。首先对星空图像的噪声模型进行了分析, 通过最小二乘拟合法得到图像背景参数。利用两次检验的方法, 首先对目标进行第一次粗验, 利用管道滤波的方法进行第二次确认, 滤除噪声得到目标。最后通过能量累积的方法对原图像中弱小目标进行增强。仿真实验结果表明了算法的有效性。

麻醉深度监测对提高麻醉质量, 保障患者的手术期安全与康复具有极为重要的意义。系统地回顾了脑电信号分析算法, 主要包括脑电双频指数、麻醉趋势指数、脑状态指数等多种不同参数的算法在麻醉深度监测中的应用研究及进展情况。首先比较了这些参数的脑电分析算法在临床应用中的优缺点, 接着提出了具有优秀去噪能力的排序熵指数算法, 并引入反向映射神经网络对脑电双频指数、麻醉趋势和排序熵指数进行校正优化, 以便更精确地实现麻醉深度监护。最后展望了今后其应用于麻醉深度监测领域的发展前景。

传统的形态学检测采用扁平结构元素, 将红外目标作为孤立点处理, 未考虑真实红外弱小目标的成像特征, 针对这一问题, 设计了基于环带结构的形态学红外目标检测方法, 对传统的 Top-Hat算法进行了改进, 并利用真实的红外目标图像, 对改进算法进行了仿真处理。处理结果表明, 该算法与传统形态学方法相比, 具有更好的复杂背景抑制作用。

基于Hu不变矩的尺度不变性, 以图像的不变矩特征作为输入, 建立基于批训练的改进型误差反向传播 (BP)神经网络。运摘用基于 Bayesian正则化的 Levenberg-Marquardt算法优化误差函数计算精度, 改进网络, 实现参数最优化组合。通过 MAT. LAB环境, 建立了基于不变矩的改进 BP神经网络目标识别模型。实验表明, 该方法实现了对目标的准确识别和对干扰图像的正确判断。

为了提高磁共振成像的图像质量, 提出了一种基于自适应对偶字典的超分辨率去噪重建方法, 在超分辨率重建过程中引入去噪功能, 使得改善图像分辨率的同时能够有效地滤除图像中的噪声, 实现了超分辨率重建和去噪技术的有机结合。该方法利用聚类— PCA算法提取图像的主要特征来构造主特征字典, 采用训练方法设计出表达图像细节信息的自学习字典, 两者结合构成的自适应对偶字典具有良好的稀疏度和自适应性。实验表明, 与其他超分辨率算法相比, 该方法超分辨率重建效果显著, 峰值信噪比和平均结构相似度均有所提高。

序贯相似性检测算法(SSDA)是针对传统模板匹配算法提出的一种高效的图像匹配算法, 对 SSDA算法进行改进, 利用序列来代替固定阈值, 采用隔点采样以及粗匹配和精匹配相结合, 进一步提高了计算效率。并在此基础上, 采用 Visual C++ 6.0对该算法进行了编程实现。实验证明, 该算法比传统的 SSDA算法计算速度更快、匹配误差更小。

针对现有AOI设备在 PCB图像预处理功能较弱的缺点, 提出了基于形态滤波的 PCB图像增强方法。文中首先应用平均值法将 AOI设备采集到的彩色图像灰度化, 然后在灰度图基础上利用形态滤波方法进行图像增强, 最后在 VS2008开发平台下采用 C#编程语言实现了该方法。实验结果表明, 该方法能够很好地去除噪点, 并保留原始图像的细节特征, 取得了良好的效果。

基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和单片机技术, 设计了一种高精度快速灵活的摆镜控制器, 详细介绍了硬件电路各部分的设计及器件选型, 以及有关软件设计中的理论计算。该摆镜控制器的设计, 实现了摆镜控制精度高、平滑、稳定等设计要求, 并具有很好的灵活性和扩展性。

设计了一种基于 DSP的实时语音处理系统, 并结合 TMS320DM642与音频 CODEC芯片 TLV320AIC23B的接口特点, 详细摘阐述了多通道音频串行端口 (McASP)和 4片 TLV320AIC23B连接方法。同时给出了详细的软件实现方法, 从而实现 4路音频信号的同时采集。对采集到音频信号进行滤波算法处理, 并通过 CCS3.3在计算机上实时显示处理后的波形, 实现了一个完整的音频信号处理系统, 可以对模拟音频信号采集、滤波和回放。

研究了一种基于 MSP430的多通道温度测试系统。该测试系统能够测量、存储被测物体上 36个被测点的温度变化情况, 并通过无线实时发送数据, 最后实时显示存储温度变化曲线。设计多通道温度测试系统主要解决的问题有 :对数据进行编码, 保证了数据的可靠性; 采用分时传输数据, 保证了数据传输的准确性; 采用两片 FLASH交替存储, 保证了数据存储的连续性及准确性; 实现数据的解码与错误数据检测; 实现 USB接口的数据实时传输及回读温度测试系统的数据。

设计了一种基于STM32和uC/OS-II的二维数控X-Y工作台控制系统。为使该数控系统具有良好的实时性和稳定性, 以嵌入式STM32F103VET6为控制核心, 采用实时操作系统 uC/OS-II, 设计任务间的通信方式, 集中管理软硬件资源, 提高系统的整体性能。本设计支持简单G代码输入并对 G代码编程, 实现数控 X-Y工作台步进电机直线插补和圆弧插补, 完成平面轮廓加工, 使数控工作台加工实时性和稳定性进一步提高。

在传统的采用发散照明的相位测量轮廓术中, 为了准确得到被测物体的高度分布, 测量前必须将参考平面坐标与相位分布之间的映射关系计算出来并以数据表的形式存储在计算机中备用。文中研究改进了投影条纹的分布, 使投影到参考面上的条纹满足周期性分布, 参考面上的相位分布是坐标的线性函数, 无须提前将参考面坐标与相位分布的映射关系计算好并储存于计算机中, 提高了测量精度, 简化了实验装置。实验表明所提出方法的可行性与有效性。

在综合考虑导引头波门、制导激光时间稳定度、干扰激光时间稳定度、干扰激光光程差的时间修正量等因素的基础上, 根据制导激光概率密度函数和干扰激光概率密度函数, 推导出制导激光与干扰激光的联合概率密度函数, 建立了干扰激光超前于制导激光进入导引头波门的概率模型, 并通过仿真实验分析得出最优超前时间量的范围。