为优化兴隆1 m光学望远镜的杂散光效应，研制了附加在该望远镜F/8焦面后的“一倍放大率消杂散光镜头”，对消杂散光镜头的效果进行了仿真计算和观测验证。在Tracepro软件中对“圆顶-1 m望远镜”和”圆顶-1 m望远镜-消杂散光镜头”组合系统的“点源辐照度透过率(PSNIT)”进行了计算分析并在大月夜进行了天文观测。计算结果表明,在视场外无限远点源方位与望远镜指向间夹角5°≤|θ|≤30°使用消杂散光镜头后，该望远镜PSNIT全部降低到10-10以下。2008年5月26日对偏月22°和25°天区观测结果表明,使用消杂散光镜头后，该望远镜所观测的星像信噪比约为原来的1.4倍。仿真计算和观测结果表明：该方法对Ritchey-Chrétien (R-C)望远镜的杂散光抑制是有效的，可以提高望远镜的测光精度和观测极限星等。

为了实现傅里叶望远镜快速成像，提出了一种稀疏采样图像重构方法，并对利用稀疏傅里叶样本精确重构目标图像的问题进行了研究。首先，基于压缩感知理论，并考虑目标图像在变换域的稀疏性或可压缩性，建立稀疏采样图像重构问题的优化模型。然后，构造适当的随机稀疏采样模板，对目标图像的傅里叶分量进行采样测量。最后，利用随机稀疏测量样本，通过非线性优化精确重构目标图像。实验结果显示，对实际的卫星图像，利用20%~30%随机测量样本非线性重构图像与利用全部测量样本直接重构图像的均方误差仅为4%~6%，表明利用随机稀疏傅里叶样本能够实现精确的图像重构，而且大大减少了测量样本的数量，从而有效降低了实现快速成像对傅里叶望远镜系统的成本和复杂性要求。

针对目前波前编码成像系统中相位板的设计工作量大且未能考虑除相位板外其它光学元件像差的问题,提出了两种基于常用光学设计软件ZEMAX的优化设计方法：使用ZPL 宏指令编写用户自定义操作数，优化点扩散函数的能量集中度和一致性，实现了旋转对称型相位板的设计，以斯托列尔比不小于0.8为衡量标准，设计结果使景深扩展到传统光学系统的5.5倍；使用在外部定义和编译的C程序编写用户自定义操作数，优化调制传递函数的离焦不变性，实现了奇对称型相位板的设计；以MTF离焦不变性为衡量标准，设计结果使景深扩展到传统光学系统的12.5倍，而同等条件下的三次方相位板只能使景深扩展到传统光学系统的10.1倍。得到的实验结果说明本文所述设计方法是方便而有效的。

为了扩大光学系统的焦深，建立了采用波前编码技术的光学/数字一体化系统，通过在普通光学系统孔径光阑处加入一个位相掩模板和后期数字处理的优化结合，实现了光学系统焦深的大幅扩展。介绍了波前编码技术的提出、发展及理论基础，设计了一个三片式的三次位相板系统，利用光学设计软件CODEV对传统系统和波前编码系统的成像特性进行了对比分析，给出了±40倍离焦范围内的点扩散函数三维轮廓图和调制传递函数曲线。最后，对研制的系统进行成像实验，并对波前编码系统解码前后的成像效果与传统系统进行了比较。实验结果表明，与传统系统相比，所设计的波前编码系统可以在保持光通量和像面分辨率的情况下将焦深扩展40倍。

研制了一台一维位置灵敏电离室。该电离室的收集电极由两块完全一样的相互独立并彼此绝缘的单元构成，每个单元有两路劈裂式极板,根据输出的电流信号可获得X光束的强度和位置。该电离室在上海光源(SSRF)生物大分子晶体学光束线上进行了实验测试,测试中采用了一个标准电离室作为强度测量对照。一维位置灵敏电离室被固定在一维电控滑台上，在水平方向上移动电控滑台逐步扫描测试光束的位置。测量时,光子能量为8 keV，扫描范围为10 mm，重复扫描12次；测试内容包括电离室的坪区、线性度、位置测量精度及光强。结果表明，该电离室的线性度较好，位置测量精度好于20 μm，线性测量范围为6 mm。它将安装在生物大分子晶体学光束线站上用于光束稳定性的监测。

为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应，提高半导体激光器列阵光束质量，利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法，准确测量了半导体激光器列阵的smile效应，测量误差为±0.1 μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法，本文根据分析测量结果，提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法，使smile效应值控制在±0.5 μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值，提高了激光器列阵光束质量，为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。

为了使掺铒光纤超荧光光源C波段与L波段光谱匹配良好，实现高平坦度的C+L波段宽带光源，提出了一种三级双泵浦光源结构。首先，使用三段不同型号、不同长度的掺铒光纤，两个980 nm激光二极管，波分复用器，隔离器以及3 dB耦合器构成的光纤环形镜搭建宽带光源实验装置；然后，通过不断优化三段掺铒光纤的长度，调节两级抽运源功率获得高平坦度C+L波段光源输出;最后对其产生机理进行分析。实验结果表明，当三段掺铒光纤的长度分别为11.5 m、53 m和6.5 m，两级抽运源功率分别为65 mW和115 mW时，输出光谱的3 dB带宽为75.68 nm，在1 543~1 603 nm波段光谱的平坦度<±1.3 dB(不加任何滤波器的条件下)。获得的高平坦度C+L波段宽带光源可以更好地满足光纤传感、光纤通信系统等领域的应用要求。

为了实现对拼接镜的共焦调整，建立了拼接镜主动光学共焦实验系统。实验中，拼接镜由3块对边长300 mm的正六边形子镜组成，子镜为球面，曲率半径为2 000 mm。采用Shack-Hartmann传感器进行共焦测量，用6个微位移平移台对两块子镜的离焦和倾斜进行调整。每个子镜对应Shack-Hartmann传感器的36个子孔径，用子孔径产生的像点位置偏移计算子镜之间的共焦误差。通过微位移平台调整，可控制子镜的轴向离焦误差优于1 μm rms，倾斜误差在两维方向上均优于0.02″ rms。实验表明，该方法适用于大型拼接镜面望远镜的共焦标定和实时调整。

为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力，以一个直径0.5 m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系，引入了一些需校正的面形误差，如初级球差、慧差、像散及重力变形等，确定了致动器作用力的优化目标，用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力，得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明，对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加，用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ/24以内，且对初级像散的校正能力最强，慧差和球差次之；竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ/24。在得到主动支撑的0.5 m实验镜的初始面形结果后，重新计算了优化力和面形误差，结果表明,计算结果和实际装调结果基本一致，RMS约为λ/7。计算分析了超薄镜面形未能达到预期目标的原因，提出了适当增加致动器和提高超薄镜初始面形精度的改进方案，并最终使超薄镜面形达到RMSλ/20的要求。

为了充分利用中波红外和长波红外的光谱信息，建立了谐衍射中、长波红外超光谱成像系统。利用谐衍射元件独特的色散特性，将谐衍射透镜应用于中、长波红外超光谱成像系统中，使系统在中波红外3.7~4.8 μm和长波红外8.5~12 μm的2个谐振波段内获取二百多个不同波长的图像信息。设计结果显示，在中波红外波段18 lp/mm处 ，光学调制传递函数＞0.52；长波红外波段13 lp/mm处 ，光学调制传递函数＞0.51；光学系统的点斑均方根直径在中波红外波段小于27 μm，在长波红外波段小于34 μm。得到的结果表明，光学调制传递函数在各个波长处均接近衍射极限，点斑的均方根直径完全可以与国内现有探测器的像元尺寸匹配。

采用近红外漫反射光谱和偏最小二乘法(PLS)建立了土壤锌快速分析的定量模型，并进行了波段优选。首先，基于单波长模型预测效果将全体样品划分为定标集和预测集；然后，采用多元散射校正(MSC)和Savitzky-Golay(SG)平滑方法对光谱进行预处理。选取全谱400~2 500 nm，400~1 100 nm，1 100~1 900 nm，1 900~2 500 nm，580~900 nm等5个波段，每个波段分别采用原谱、一阶导数谱、二阶导数谱，共建立了15个定标模型。同时调整SG平滑点数和PLS因子数，每个模型分别进行PLS数值实验，按照预测效果进行优选。结果显示，采用1 900~2 500 nm波段一阶导数谱的模型效果最好，预测相关系数(RP)、RMSEP、RRMSEP分别为0.806，31.0 mg/kg和19.96%。这些结果表明，1 900~2500 nm波段可以代替全谱波段得到更好的预测效果，可为设计专用土壤近红外光谱仪提供依据。

为了提高机载红外光学系统的环境适应性，分析了温度对光学系统的影响，比较了各种无热化补偿措施的优缺点。对提出的红外光学系统的结构形式、无热化补偿量进行了研究。首先，根据该系统无热化补偿的特点确定了主动无热化补偿的技术路线。接着，指出常规的凸轮-电位计检调焦机构无法满足要求，确定了以高精度步进电机为执行元件的方案。然后，针对该方法存在丢步的问题，引入线性霍尔元件作为位置反馈元件，采用局部拟合的方法实现了高精度无热化补偿。最后，介绍了该镜头的变倍及无热化补偿机构的实现方法。实验数据表明，此方案的补偿精度可以达到0.02 mm，实现了红外光学系统在全温度范围内MTF下降到0.05以内。该方法基本满足两档变倍红外光学系统在全温度范围内的性能要求。

在远场大气环境下的激光瞄准过程中，大气湍流效应会造成光束的漂移和扩展，从而影响激光器的瞄准精度。本文基于修正的Von Karman湍流谱和部分相干光在湍流大气中的传输理论，设计了高斯光波经过大气湍流后的光场模拟软件，并在一定气象条件下，通过一种激光光轴瞄准偏差测试系统进行外场实验。该测试系统光束直径≤9 mm，接收部分为120 mm大口径光学镜头。研究了3 km范围内强湍流条件下光束的传输特性；结合实验数据，分析了在湍流大气中远场光传播时波束扩展对激光瞄准精度的影响。基于文中研究结果设计的瞄准偏差补偿方案可提高系统在大气能见度10 km范围内的瞄准精度。在激光传输距离＜3 km，斜程仰角为0~45°时，激光光斑偏移计算误差≤0.1 mrad。

为了实现活体人眼视网膜的高分辨率成像，设计了一套视网膜成像液晶自适应光学系统来校正人眼的动态变化像差。基于开环双波段模式，分别采用夏克-哈特曼波前传感器(SHWS)和基于硅基板上的液晶空间光调制器(LCOS-SLM)来探测和校正人眼以及系统的波前像差；且分别采用近红外波段(790 nm)的超发光二极管和可见光波段(570 nm)的激光器作为波前探测和校正成像光源。系统采用离轴反射式结构来提高光能利用率，减小色差。用ZEMAX对系统性能进行了分析，证明设计的系统能够达到衍射极限，MTF@30 lp/mm为0.4(对应视网膜上4 μm)，MTF@50 lp/mm为0.16(对应视网膜上2.5 μm)。和闭环折射式系统相比，能量利用率提高1倍以上，且杂光和色差干扰小，成像对比度好。

建立了高精度卫星姿态模拟系统用于光通信地面仿真试验,针对卫星轨迹特点，设计了一种改进的自抗扰控制算法。介绍了自抗扰控制技术的特点和控制原理，提出改进的伺服算法，为自抗扰算法引入了选择性积分项。针对系统±10″动态误差要求，设计了多阈值非线性函数，并添加状态判断模块实时更改非线性函数参数。同时，给出了算法主要参数的整定原则。然后，基于控制器开放伺服功能，给出了自抗扰控制的实现方法和计算流程。实验结果表明：系统具有良好的连续加减速能力，跟踪斜坡信号的动态误差为±6″；经对比，在跟踪卫星姿态轨迹时，自抗扰控制的抗干扰能力优于PID控制，跟随误差达到±7″，满足高精度姿态仿真要求。

设计了一种空间TDICCD(时间延迟积分电荷耦合器件)相机动态成像地面检测系统,用于模拟相对空间飞行器的地面像移，验证TDICCD相机的像速匹配能力和动态成像质量。系统采用精密转台和偏流转台模拟卫星绕地球运动和卫星受地球自转影响而在不同纬度产生不同的偏流运动。精密转台用永磁力矩电机驱动，用锁相锁频伺服控制策略控制稳速精度达到0.029 7%。偏流转台用步进电机控制，偏流角的平均转角速率约为0.02°/s，偏流角位置的数据引导跟踪精度优于±5′。设计的检测系统的精度满足TDICCD相机动态成像检测的指标要求,已在某型号空间可见光相机的研制中获得了应用。

为了研制高精度标准齿轮，以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响。建立了磨削的几何模型，推导出了影响量的数学表达式。理论分析结果显示，砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大，而随着被磨齿轮齿宽的加大，对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大；砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形，且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过一实例进行了误差测量、磨齿实验与偏差分析。研究结果表明，控制大平面砂轮磨削面的锥形误差在2.7′以内可满足加工1级螺旋线精度齿轮的加工要求。

为了减小管线钢管JCO成形工艺中成形管坯的椭圆度，基于塑性弯曲工程理论和机器视觉测量技术提出了管线钢管JCO精确弯曲成形工艺。在管坯首道次成形过程中，采用两次预弯法，识别出板材的弹复规律，结合管坯目标成形角，预测出精确的压制行程；在后续成形道次中,利用误差补偿技术循环补偿上一道次的成形误差，实现管坯每道次精确弯曲成形。确定了适合管坯端面的图像处理算法、图像处理流程和直线检测算法，提出了采用正三角形作为标定模板求解摄像机外部参数的标定方法，由单幅图片快速、高精度地标定出摄像机的外部参数，建立了将图像角转换为管坯真实成形角的数学模型。实验结果表明，管坯成形角监测误差在0.2°以内，可控制成形管坯的椭圆度在1.5%以内，减小了成形管坯的椭圆度，改变了成形管坯的椭圆度控制依赖于操作者经验的现状。

为了保证光学精密仪器工作基础的高稳定性，设计了一种新型的减振平台。该减振平台采用精度为10 nm的位移传感器作为测量装置，通过位移传感器测量隔振平台支撑弹簧的长度变化，计算出支撑力的变化；然后，调整电磁驱动器的电磁力，使光学精密仪器受力平衡，达到减振的目的。理论及仿真分析表明，采用这种减振方式有很好的减振效果。同时，由于每级减振装置之间是彼此独立的，这种减振方式更有利于多级减振。实验结果显示,基座振幅为0.22 mm时，减振台支撑面振幅为1.6 μm；基座振幅为0.20 mm时，减振台支撑面振幅为1.4 μm；基座振幅0.18 mm时，减振台支撑面振幅为1.2 μm；基座振幅为0.15 mm时，减振台支撑面振幅为1.0 μm，表明该平台有效地起到了减振作用。

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果，对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理并进行了理论分析，建立了ULT的检测系统。采用方波调制的超声波激励试件，用红外热像仪记录试件表面热图，并用瞬态处理方法对热图进行锁相处理得到相位图和幅值图实现对缺陷的检测。用该方法检测了钢板表面及近表面的微裂纹(微米级)和铝合金板内不同深度缺陷等接触界面类型缺陷。结果表明，检测A3钢板材料表面(近表面)裂纹时，调制频率可选择0.5 Hz，接触压力约0.25 kN，激励头与微裂纹的距离对检测结果几乎无影响，激励位置可根据试件结构而确定；由于降低调制频率可提高缺陷的检测深度，检测铝合金材料时，调制频率≤0.3 Hz能够探测到4 mm深度的缺陷；另外，该方法能够准确检测蜂窝夹层结构的脱粘缺陷。研究表明，研制的检测系统数秒内即可完成对接触界面类型缺陷的准确检测。

为解决微细电火花加工过程中由于频繁出现的放电信号严重畸变、放电状态不稳定甚至突变等造成的放电状态难于准确检测的技术难点，在分析和研究传统的微细电火花加工放电状态检测方法的基础上，结合系统辨识和模糊逻辑理论，提出了微细电火花加工放电状态逐级映射检测原理和方法。对实时采集到的极间电压和电流信号，通过模糊运算判别采样点的放电状态，再将采样点放电状态值映射为放电状态矢量，并对该矢量进行统计得到“短路率”和“火花/电弧率”，经过模糊推理辨识出各分析周期的放电状态。实验表明，该检测方法准确性高、运算量低且运算速度快，与平均电压法相比，效率提高22.2%。检测结果可为微细电火花放电加工过程的实时控制提供系统放电状态的反馈输入，保证了加工控制系统的稳定性和准确性。

采用UV-LIGA技术制作了超高金属微细阵列电极，并利用电解置桩的方法辅助去除SU-8胶。通过单次涂胶和提高前烘温度、降低后烘温度的方法制作了厚度达1 mm的SU-8胶结构；采取反接电极法在金属基底上电解得到微坑，增强电铸金属电极与金属基底的结合力，保证去胶后电铸金属的完整性。选取优化的工艺参数：单次注射式涂胶，前烘110 ℃/12 h，适量曝光剂量，分步后烘50 ℃/5 min、70 ℃/10 min、90 ℃/30 min，反接电极电解10 V/15 min等，获得了高900 μm、线宽300 μm的金属微细阵列电极结构。试验表明，UV-LIGA技术是一种高效、经济的制造超高微细阵列电极的有效手段。

针对目前光电经纬仪跟踪性能室内检测方法的缺陷，提出了评价光电经纬仪跟踪性能的新方法。基于系统辨识理论建立了光电经纬仪跟踪误差等效模型，将等效正弦信号输入等效模型，通过对模型输出进行数据处理来评价光电经纬仪的跟踪性能。介绍了建立等效模型的原理和等效模型阶次，给出了根据光电经纬仪检测指标进行等效正弦信号设计的方法。为得到精确的模型参数，采用动态靶标目标角频率连续调制模式实现了对光电经纬仪动态性能的持续激励。仿真和实验结果显示，得到的跟踪误差等效模型估计误差均值为(2.587 2×10-6)°≈0°，最大值为1.8″，标准差为1.1″，表明建立的等效模型能够满足跟踪性能评价要求，实现了对光电经纬仪跟踪性能的合理、准确评价。

为了消除视觉测量中单个圆姿态识别中存在二义性的问题，提出了一种基于空间角度约束消除二义性的方法，并且对姿态求解算法进行了误差分析,为准确进行姿态估算给出了指导性的实验结果。在摄像机已标定的前提下，根据圆特征在图像上的投影椭圆曲线确定了圆心位置和圆平面姿态参数，计算结果存在二义性；利用欧式空间中的角度不变量，识别出圆平面的真实姿态参数，同时确定圆心的真实位置；最后，根据误差传播理论对基于单圆特征的位姿估计算法进行了精度分析。实验结果表明，圆平面姿态角的测量绝对误差在0.2°以内，圆心的定位误差为0.5%，根据圆平面的位姿参数计算的共面直线的距离误差为0.8%。该方法能够准确地识别圆平面的位置和姿态，计算过程简单，结果稳定可靠且具有较高的精度。

对合成孔径雷达(SAR)景象匹配辅助组合导航的关键技术之一——SAR景象区域适配性进行了分析。结合SAR成像过程、组合导航过程及SAR图像的特点对SAR景象区域适配性问题进行了综合描述；围绕减小几何畸变和提高匹配概率两个目标剖析SAR景象区域适配性的影响要素，包括基本约束条件、适配性特征指标和预测函数构建等。在此基础上，以限制几何畸变，优化图像特征为原则构建了基于多目标遗传优化的SAR景象适配区选择模型。基于真实SAR图像进行的实验表明，根据模型选出的最佳适配区匹配概率达到94%，验证了分析和建模的合理性。该结论可为选择高性能的SAR景象适配区提供参考。

针对电容层析成像技术(ECT)中的“软场”效应和病态问题，提出了一种基于加权奇异值分解(SVD)截断共轭梯度的电容层析(ECT)图像重建算法。阐述了电容层析成像工作原理，提出了12电极ECT系统的测量方法。在分析灵敏度矩阵的奇异值分解理论的基础上，推导出了加权SVD截断共轭梯度的数学模型，并利用Tikhonov方法进行正则化加权处理。最后，分析了算法的收敛性，并将其应用于电容层析成像系统的图像重建中。实验结果表明，对于层流，截断共轭梯度算法的平均误差能达到27.54%，全部流型平均迭代步数达到13步，与LBP、Landweber和CG算法比较，该算法具有成像效果好，成像速度快，易于实现等特点。

设计并实现了一种适用于红外与可见光图像融合的基于小波变换的自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)融合技术。首先，对融合的两幅图像进行小波分解得到两组多尺度图像。然后，在小波域充分利用PCNN的同步激发特性，进行PCNN的融合策略设计；使用不同频率下小波系数的局域熵作为PCNN对应神经元的链接强度，经过PCNN点火获得参与融合图像在小波域中的点火映射图；根据点火时间计算点火映射梯度图，再通过判决选择算子，选择点火时间梯度最大的小波系数作为融合系数。最后，对融合后的小波系数进行重构生成融合图像。进行了两组图像融合实验，结果显示，在迭代次数为50次时，与经典小波方法相比,两组实验结果的熵分别提高1.1%，0.7%；平均梯度分别提高8.3%，3.7%；空间频率分别提高2.5%，1.5%；标准差分别提高1.9%，0.6%；交叉熵分别缩小5.6%，4.9%，结果表明本文方法用于红外与可见光图像的融合十分有效。

核函数粒子滤波(KPF) 是小噪声动态系统目标跟踪的一种有效方法，核窗宽选择是该方法中核密度估计的核心问题。本文提出了一种基于协方差的变窗宽核粒子滤波算法。该方法首先通过粒子集的协方差矩阵估计粒子的粗略核窗宽和其粗略的后验概率密度，然后调节全局核窗宽获得适用于每一个粒子的精确核窗宽，提高核密度的估计精度;然后,通过迭代寻找后验概率模型，使得粒子集能够在核密度估计后向后验概率密度的真实分布移动，从而提高跟踪精度。通过这种方法生成的新粒子是对后验概率密度的一个更加近似的表达。实验结果表明，在小噪声动态系统中，本文提出的变窗宽核函数粒子滤波在光电目标跟踪的性能和效率(PF的20%粒子数目)上都优于传统的粒子滤波(PF)、UPF(Unscented Particle Filter)以及KPF方法。

为了在复杂的地面场景中实现准确的自动目标检测，分析了地面场景图像经二维加窗的伪Wigner-Ville分布(PWVD)后，归一化的Rényi熵与其出现概率间存在的基于e指数的统计特性，以及人造目标的出现引起的地面场景中Rényi熵的统计特性变化，提出了一种新的基于Rényi熵的显著图生成和目标探测方法。对Renyi熵图像进行了均值滤波，然后滤波前后的图像相减得到熵残余图像，并经过高斯滤波获得显著图，最终通过简便的阈值分割，完成目标探测。实验结果表明，该方法对8幅不同场景图像中共计14个目标的探测概率为100%，虚警概率不大于7.1%。与传统方法相比，本文提出的方法能够更为有效地检测复杂地面背景中的**目标。

为了优化1553B总线传输性能，降低总线上消息传输的延迟时间，讨论了周期消息和非周期消息混合传输情况下总线上的消息调度策略。首先，借鉴周期任务的调度模型对周期消息进行建模，提出了改进的速率单调消息调度算法。然后，利用排队论建立非周期消息的M/M/1排队模型，定量分析了1553B总线的平均响应时间和总线利用率等时间性能参数，并对非周期消息的延迟时间进行优化，推导出总线最优服务率和最小平均延迟时间的计算公式，给出了非周期消息的调度算法。最后，对上述算法在消息混合传输下的可调度性进行了验证。实验结果表明，在总线利用率达96%时，混合消息的平均响应时间为0.713 ms。在消息混合传输的情况下，非周期消息的平均响应时间和M/M/1排队模型下理想的非周期响应时间偏差不超过10%。上述算法时间响应特性良好，能够保证周期消息和非周期消息的实时调度。

针对在红外图像目标检测中利用传统动态规划进行能量累积存在较大的能量扩散效应，且检测速度慢、检测概率低等问题提出了一种基于动态规划的红外点目标检测能量累积方法。该方法在传统的动态规划递推式中引入了加权信息熵衰减因子和方向性信息权值。加权信息熵可以反映目标的运动信息,当某搜索区域存在目标运动时，能量累积衰减率小；当目标不存在时，能量累积衰减率大，从而保证了目标轨迹区域能量的大幅累积。方向性信息能够反映目标的运动轨迹方向，能使能量以大概率沿着目标运动方向有效累积。用本文方法和传统的DPA能量累积方法对平均信噪比为2.172 5的12帧序列图像进行实验和比较，结果显示，传统DPA能量累积要到第9帧才能到达检测阈值，检测概率为0.956，并且会产生虚假轨迹；而本文方法到第5帧就已经到达检测阈值，检测概率为0.915。结果表明，该方法缩小了能量扩散效应区域，提高了点目标的检测概率和检测速度。

4f系统同时具有噪声和低通特性，为实现对其输出图像降噪的同时保护图像细节，提出一种结合图像纹理连续性的非下采样轮廓波变换域去噪方法。在传统NSCT域硬阈值去噪方法基础上，首先,对高频子带图像用一个衰减的阈值去除小幅值的噪声点，以更多地保护图像细节并凸显剩下的大幅值噪声点的孤立性。然后,利用图像细节纹理连续性分布和剩下的大幅值噪声点孤立分布的区别分离余下的图像细节和噪声点，进一步实现去噪的同时更好地保护图像细节的目的。实验结果表明，与传统方法相比，该方法峰值信噪比(PSNR)提高了0.5~1 dB，结构相似度指数(SSIM)提高了3%~5%，因此能更好地保护图像细节，视觉边缘效果更清晰。

为了改善磁共振(MR)图像的质量，提出一种基于双树轮廓波(DT-Contourlet)变换的MR图像降噪算法。研究了MR图像的噪声分布模型，认为这种噪声服从莱斯分布，从而推导了MR模平方图像的噪声参数估计方法。通过分析DT-Contourlet的塔型双树方向滤波器组结构，明确了DT-Contourlet不仅能保持轮廓波灵活的方向选择性，而且克服了传统轮廓波不具有平移不变性的缺点。在DT-Contourlet变换域，通过计算方差一致性测度，用局部自适应窗口估计阈值萎缩因子，对MR模平方图像的变换系数进行阈值萎缩。最后，经过DT-Contourlet反变换，实现了MR图像的降噪处理。实验结果表明，用本文算法降噪的MR仿真图像的峰值信噪比(PSNR)优于传统算法；与基于小波和轮廓波的方法相比，不同噪声方差下的PSNR平均提高了2.13 dB和0.91 dB。从视觉效果来看，该算法能在有效抑制MR图像噪声的同时，更好地保持图像的细节信息。

提出了一种改进的均值移位红外目标跟踪算法，该算法融合了基于均值移位的梯度匹配搜索策略与基于特征分类的跟踪算法。以目标与局部背景灰度特征的似然比作为目标区域核直方图的权值，建立了改进的目标表征模型。以Bhattacharyya系数作为相似性度量，在均值移位框架下推导了应用该目标模型下移位向量的表达形式。同时，提出了基于跟踪复杂度估计的目标遮挡情况下的模型更新判别准则。实验结果表明，该算法能够提高目标像素灰度的移位权重，抑制背景干扰，对于低对比度红外目标的跟踪具有稳健的性能，在正确跟踪情况下平均Bhattacharyya系数保持在0.97以上。