采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+掺杂的ZnO-3SiO2发光材料, 通过DTA-TG、IR、XRD、SEM、激发和发射光谱图对其结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明, 20~400 ℃出现明显失重现象, 说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇等物质发生了脱附释放; XRD测试证明, 材料属于非晶态; SEM显示形成了表面光滑的四面体和多面体颗粒; IR光谱显示, 样品制备过程中Si—O—Si桥氧键和非桥氧键的转变对材料的发光有较大影响。激发和发射光谱图显示, 材料制备的最佳退火温度为600 ℃, Tb3+在ZnO-3SiO2基质中的掺杂量为2.75%(摩尔分数)时发光最好。在544 nm监测波长下, 测得的最佳激发波长为紫外光377 nm, 即在377 nm光激发下, 材料发射的绿光单色性好。

为改善聚二氧乙基噻吩∶聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS) 薄膜的光电性能, 采用共混-旋涂法在玻璃基片上分别制备出经丙三醇、山梨醇、二甲基亚砜(DMSO)掺杂的PEDOT∶PSS透明导电膜。利用X射线衍射仪(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 原子力显微镜(AFM), 紫外可见分光光度计及四点探针法对薄膜的微结构与性能进行了研究。实验结果表明: 不同掺杂剂的加入均未改变PEDOT∶PSS薄膜的聚集态结构, 而薄膜的表面形貌出现了明显的不同; 掺杂后薄膜电导率和透光率均有明显提高, 并且经退火后电导率随着退火温度的升高而增加; 在相同的掺杂浓度下, 掺杂山梨醇的PEDOT∶PSS薄膜表现出最好的电导率和透光率。

以紫外光聚合的聚氨酯丙烯酸酯(PUA)为基体, 通过紫外光聚合诱导相分离法制备了不同液晶含量、不同引发剂含量的聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。使用改装的紫外分光光度计和超景深显微镜研究了不同液晶含量、不同引发剂含量对PDLC薄膜的电光性能和微观形貌的影响。研究表明, 随着液晶含量的增加, PUA基的PDLC的液晶微滴尺寸变大, 电光性能变好; 随着引发剂含量的增加, PUA基的PDLC液晶微滴变小, Ton增加。

研究了带偏置电压的向列相液晶盒结构中在激光脉冲作用下的分子转动动力学模型。结果表明, 入射光脉冲的宽度远大于1 ps时, 光脉冲诱导液晶分子重取向过程可用德拜弛豫过程描述。弛豫时间常数与液晶盒厚度的平方成正比, 和液晶的弹性常数成反正。弛豫时间常数依赖于液晶横向位置, 预偏角的范围在0~0.4 rad之间变化时, 不同位置的时间常数相差较大, 可在一个量级之间变化; 预偏角在0.4~π/2 rad时, 时间常数基本不变。弛豫时间常数还受偏置电压控制, 1.2～10 V偏置电压时液晶盒中心处的弛豫时间常数在10 ms~10 s变化, 变化范围可达3个数量级。

介绍了目前实现STN模式显示屏黑白化的主要方法。近年来ASTN迅速发展, ASTN体系的色散作为一个重要参数被提出, 作为能否与TEP补偿膜相互匹配的依据。文章的主要工作是在一个母体液晶材料中, 加入不同结构的化合物单体, 灌注入液晶实验盒后, 对其延迟量进行测试, 并拟合出每种化合物单体在不同波长下的折射率各向异性, 计算其色散。对不同结构单体与母体混合物在不同温度下的延迟量进行测试, 并对比了各种化合物单体的色散随温度的变化趋势。对ASTN体系选择单体提供了化合物单体的色散依据, 具有较重要的现实意义。

设计并合成了4个双环己基含氟二苯乙炔类负性液晶化合物。4个化合物的相变研究是通过偏光显微镜和差示扫描量热仪检测的。合成的液晶化合物都具有高双折射率, 低黏度及高达270 ℃的清亮点, 只有向列相的液晶化合物可以用来制备性能良好的高双折射率混合物液晶, 也可用于自适应光学系统空间光调制器。4个目标化合物是通过sonogashira交叉偶联反应得到的。

对低速沉积的栅极绝缘层和低速沉积的有源层的薄膜沉积条件进行了优化, 设定4个实验条件, 考察了不同条件下膜层的均匀性, TFT产品的开路电流(Ion)的整体分布规律以及均匀性, Ion的提升比例以及产品的阈值电压, 确定条件二为最优条件。对比优化前后产品的栅极偏应力下TFT的转移曲线和高频信号下电容-电压曲线, 进一步分析了产品的电学稳定性。研究发现Ion提升了42%, 开关比(Ion/Ioff)提升了约70%, 优化后的TFT的稳定性优于优化之前, 达到了改善TFT特性的目的。

集成成像3D显示是一种利用微透镜阵列进行三维信息记录和重现的技术, 针对集成成像3D显示过程中, 微透镜之间间隙导致的杂散光引起干扰以及微透镜所成像之间的串扰导致的重构图像质量下降原因, 采用针孔阵列的不透光部分来屏蔽杂散光, 构建了针孔/微透镜组合阵列结构。根据集成成像原理, 分析针孔/微透镜组合阵列的参数, 并利用Tracepro光学软件对集成成像3D显示过程进行仿真, 结果显示: 在记录和重构阶段, 针孔/微透镜组合阵列都能有效减少通过微透镜之间间隙的杂散光引起的与成像无关的亮斑, 提高图像显示质量; 当记录阶段和重构阶段均采用针孔/微透镜组合阵列时, 得到的重构图像质量最好。

为解决116.8 cm(46 in)广视角边缘场切换技术4mask面板生产中的阵列工艺中, 发生的一种网点色斑缺陷, 应用扫描电子显微镜、聚焦离子束、能谱仪、宏观微观观测仪和线宽测量仪等检测设备进行Mura及其结晶物成份分析, 比较了TFT膜厚; 进行了GI和PVX膜玻璃正反面1%HF酸腐蚀试验、下部电极温度升高10 ℃试验、工艺ash、n+ 刻蚀的后处理步骤和有源层BT试验。研究了沟道n+掺杂a-Si层的厚度对于Mura的影响。确定了Mura的发生源和影响因素, 结果发现Mura形成机理, 一为基板背部划伤, 二为接触和不接触电极区域的温差异, 三是刻蚀反应的生成物在有源层工艺黏附在基板背部, 之后经过多层膜沉积、湿刻和干刻、剥离工艺后促使缺陷进一步放大。最后采用平板粗糙面下部电极、控制剩余a-Si厚度和升高温度的方法, 消除了网点Mura, 并使得整体Mura发生率降为0.08%。

中性灰平衡是评价成像设备成像质量的重要指标。文章提出视觉灰平衡的概念和模型, 使用查找表的方法获取显示器的各阶调视觉灰平衡数据, 并将该数据拟合成视觉灰平衡阶调复制曲线加载到显示图像中, 主观实验结果表明, 校正图像Z分数在95%的置信区间大于原始图像, 图像质量得到明显改善。设计了包含视觉中性灰色的显示器特性化色表, 重新制作显示器特性化文件ICC, 实验结果表明使用新色表生成ICC的再现色域完全包含默认色表生成ICC的再现色域。显示器加载新ICC后, 色彩再现能力将大幅提高。

偏光片作为液晶显示器的重要组成部分之一, 其特性会直接影响到显示器的画面显示效果。文章首先对偏光片的基本组成进行了介绍, 依据水分与偏光片透过率的关系, 对偏光片相关的一种不良形成机理进行了分析, 表明该不良的形成与湿度及偏光片的材质存在较大的相关性, 通过使用不同材质偏光片的模组进行温湿度变化实验, 验证了该不良的发生机理, 同时针对该不良提出了改善方法, 即在液晶显示器显示区域内避免偏光片局部与其他部品发生接触, 或者在偏光片选取方面需选用位相差变化小的产品。

针对TFT-LCD驱动中常用SDRAM控制器的不足, 在FPGA器件上设计了SDRAM控制器的仲裁器; 仲裁器根据TFT-LCD驱动的特点分配SDRAM控制器使用权, 实现了在TFT-LCD正常显示的同时外部设备可在任意时刻连续地向SDRAM写入数据, 而不出现数据丢失或者错误的现象。文章从FIFO深度、SDRAM突发长度和不同模块时钟频率等方面考虑, 介绍了仲裁器的设计方法, 给出了仲裁器各项参数值的设计公式。实验结果表明设计的有效性。

基于B/S架构设计了全方位运动图像检测报警系统。将Linux系统移植于ARM11平台上作为操作系统, 通过USB摄像头采集前端图像, 将采集到的图像传送到运动目标检测模块, 采用图像序列帧差法来检测是否有移动物体存在, 动态更新背景参考帧图像以防止虚警的出现; 将图像数据送到H.264压缩模块进行压缩, 然后将压缩后的图像数据传输到客户端进行解码显示; 客户端利用CGI动态网页技术来有效控制监控端行为。实验结果表明: 本监控系统对运动目标能够准确检测, 并且图像清晰, 云台控制流畅, 能够完全满足用户日常要求, 可广泛应用于如交通、学校、银行、超市、楼宇以及一些重要赛事中。

设计了一个基于单片机的液晶显示综合应用控制系统, 能够显示当前温度值并绘出实时温度曲线。系统硬件由AT89C51单片机、并行A/D转换器AD1674、8255 I/O扩展接口 、字符液晶显示器LM016L和图形液晶显示器AMPIRE128×64构成。分别在Proteus和Keil环境下设计了系统电路原理图和系统程序, 并在Proteus中进行了软、硬件交互仿真。通过实际电路焊接调试, 完成了系统功能, 实现了各项技术指标。

航空遥感相机每秒传输的图像数据流很大, 在将图像数据存储到硬盘过程中,产生丢帧现象。为解决此问题, 文章以灵巧型双波段航空遥感相机为例,介绍了一种硬盘高速存储图像数据技术及具体实现方法。从多角度对图像数据丢帧现象进行了详细的理论分析; 在理论分析的基础上, 通过实验所得数据证明了分析的正确性, 明确指出图像数据在传输、存储过程中速率瓶颈所在; 在理论分析和实验数据基础上, 针对图像数据存储丢帧问题在硬件和软件两个方面提出了具体解决方法, 最终成功解决了图像数据丢帧问题, 图像数据无丢帧存储由8 帧/s提高到24 帧/s, 硬盘工作效率由51.6%提高到78.3%。

在旋转LED显示系统中, 为了使显示的信息画面能实时、快速地更新, 文章以STM32为主控CPU, 利用霍尔传感器和编码器, 实现 LED显示信息的准确定位; 通过旋转LED软件控制平台, 录入要更新的画面信息, 应用无线射频技术, 准确可靠地将更新的显示信息传输到旋转LED显示系统中。设计方法经实际制作测试, 取得了良好的效果。

随着技术的进步, 图像传感器可以轻松地获得高动态范围图像, 而传统显示设备的显示范围只有100∶1。目前采用投影仪、发光二极管阵列等双屏结构的高动态范围显示系统存在体积庞大、局部对比度低等缺点。据此提出采用场致发射背光源, 利用图像分割算法, 完成高动态范围图像的显示。文章提出的系统具有提高高动态范围液晶显示器的局部对比度与减淡光晕的优点, 实验结果表明, 文中的场致发射背光结构的局部对比度提高到近65 025∶1, 具有较高的实用价值。

在DM6467T平台上, 设计了视频编码存储和网络传输系统。介绍了达芬奇平台的特征、系统的硬件框架和达芬奇开发平台的搭建。调用达芬奇平台的编解码引擎中h.264编码算法, 进行了App端多线程应用程序设计, 详细介绍了主线程、视频线程、捕获显示线程、传输线程和写线程的流程以及相互关系。完成了软硬件的集成并进行了相关应用程序测试。测试结果表明: 视频回放清晰流畅, 实时性很高; 网络传输的视频播放性能可以满足实时视频监控系统要求; 存储后的视频数据得到大于100倍的压缩比。

为了实现对采样数据的显示, 建立了一个基于STM32F103VET6和11 cm(4.3 in)TFT液晶模块组成的显示平台。针对动态波形和坐标系网格相交的点会被背景色填充掉的问题, 提出了一种交点判别法, 即对交点用网格颜色填充, 非交点用背景色填充。通过在电缆参数集采控制系统中的实际应用, 表明该方法能够解决网格被填充的问题, 又避免了波形闪烁的现象, 具有较好的实用性, 满足动态波形显示的实时性要求。

为了能够有效地对MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectral Radiometer)红外辐射多光谱图像进行压缩, 提出了一种基于预测和JPEG2000的无损压缩算法。首先计算MODIS数据的谱间Pearson相关系数, 根据得到的相关系数构造出相关系数图。根据谱间相关系数的大小设定阈值以确定图像是直接压缩还是预测后再压缩。根据得到的阈值及对预测起始波段的要求修改相关系数图。然后使用Prim算法计算修改后相关系数图的最小生成树, 据此对各波段进行一阶线性预测。最后使用JPEG2000算法对残差图像和不预测图像进行压缩。对MODIS红外辐射多光谱图像进行了实验, 并与线性序列的算法进行比较。结果显示, 提出的算法压缩比相对线性预测序列有了显著提高, 说明该算法对MODIS红外辐射多光谱图像是有效的。

为了改善高分辨率TDICCD成像系统图像数据的高速传输特性, 设计了FPGA内部实现5/3提升小波的动态RAM结构。该结构通过循环利用同一RAM资源进行图像数据的同时读写, 解决了5/3提升小波在FPGA实现过程中的RAM不足问题, 提高了RAM资源利用的有效性。试验表明, 5/3提升小波在FPGA内部的动态RAM实现过程, 具有实时性高、可靠性好、占用资源较小等优点。该方法在图像预压缩、图像去噪、图像实时传输等方面有重要的意义。5/3提升小波在FPGA中的动态实现, 完成了5行数据存储的提升小波处理过程, 增强了星上实时数据的处理能力, 为后续程序的开发奠定了基础。

为了得到永恒、连续、更高真实感的流体视频, 分析已有视频合成技术, 提出了一种基于粒子系统的流体视频合成方法。该方法针对具有持续流动模式的流体, 在保持其自然外观和复杂性的同时, 将具有固定长度的视频样本编辑成为具有新的形态的更加真实、有生气的任意长度的无缝视频。首先, 分析视频样本中粒子的运动规律, 将输入序列用粒子纹理矩阵表示; 其次, 改变粒子纹理矩阵内容, 生成新的播放序列; 再次, 应用已得到的新的粒子状态信息, 在新的区域编辑合成新的播放序列, 得到更加真实生动的流体视频; 最后, 利用这一算法开发了流体视频合成编辑器软件, 并应用到视频样本上。实验结果表明, 这种基于粒子系统的流体视频合成方法不仅合成速度快, 合成的视频纹理效果更好, 并且易于实现。

针对Harris角点检测算法中, 对于图像角点存在错检和漏检的问题, 提出了一种基于图像边缘的Harris角点检测方法。该方法首先采用二阶微分算子提取图像边缘, 然后在得到的图像边缘的基础上进行Harris角点检测, 最后记录检测出的角点的位置并在原图上进行标记。实验结果表明, 相对于传统的采用梯度进行角点检测的方法, 采用二阶微分算子提取边缘后的角点检测方法能够更多更准确地检测到图像的角点。

针对某型号空间相机设计了一种调焦机构精度检测系统。从该型号相机调焦系统出发, 引出了调焦机构精度检测系统的设计, 分别从硬件结构和软件设计方面阐述了检测系统的设计思想, 重点介绍了步进电机转动步数设置用按键状态判断的方法, 详细描述了电机驱动信号的产生过程。并从可靠性着手, 给出了系统工作状态监测电路。实验证明, 调焦机构精度检测系统工作状态稳定, 可用于该型号相机调焦机构的精度检测。此外, 该系统经过修改后, 可用于其他型号相机调焦系统的检测, 具有可扩展性。

针对航空摄像机在特殊场景(如背景较亮或较暗或存在较强干扰点时)下, 传统的调光算法无法实现正确曝光现象, 文章提出了基于场景区分的调光方法,即根据采集的图像确定其相应的场景, 提取其目标区域控制摄像机的调光。通过场景区分的方法, 使得目标区域更加清晰, 如在一暗背景下, 目标区域的灰度平均值由传统的调光方法拍摄的254.65调到124.39, 信息熵提高了6.839; 在一亮背景下, 目标区域的灰度平均值由传统的调光方法拍摄的92.098调到106.99, 信息熵提高了0.188。

利用MT9M413C36STM、TMS320VC33PGE研制了一种高帧频CMOS图像传感器成像、显示及数据处理系统。根据所用器件的特点, 文章对图像传感器成像、显示及数据处理原理和时序进行了分析。给出了系统相关的硬件电路, 介绍了设计重点。在QuartusⅡ8.0及CC4.1开发环境下, 使用VHDL、AHDL、C语言进行了驱动程序编写和调试。结果表明, 该系统在1 280×1 024@60 Hz逐行扫描模式下可以稳定地工作, 已在重点课题中得到了批量应用。

在靶场测量中, 为了得到大视场高分辨率的图像, 设计了一套基于DSP的经纬仪实时图像拼接系统, 该系统实时采集两个视场传感器的数字图像, 在DSP内部实现图像的自动拼接, 将拼接后的图像以标准数字格式输出, 供后续系统使用。文章给出了图像拼接系统的硬件组成原理, 该系统的两个图像传感器的帧频为100 Hz, 传统图像拼接算法无法满足实时性的要求, 为此提出了一种基于相位相关法确定相似区域的图像拼接算法, 并进行了实时图像拼接实验, 结果表明, 优化方法的图像拼接速度平均为7 ms, 满足实时性的要求, 实现了图像的无缝拼接, 同时系统稳定可靠, 满足靶场测量的实际要求。

图像作为人类感知世界最直观信息, 为我们日常生活带来极大便利。然而, 受雾霾、光照差等环境影响, 实际成像存在朦胧不清晰等问题。当前对图像去雾增强处理以事后分析居多, 难以满足跟踪等实施性要求较高的应用需求。针对此问题, 文章设计一款基于DSP+FPGA的实时去雾增强系统。该系统集合了DSP大型数据处理能力和FPGA高实时性的优点, 很好地将改进型“暗通道”原理算法移植其中。有效满足了实时去雾增强功能要求, 并已应用于实际工程项目。实验证明, 该系统工作稳定有效, 能有效解决实际工程中雾霾、光照不足给成像造成的影响。

介绍了可印刷电子纸的相关技术及发展现状, 并基于专利对可印刷电子纸技术展开了深入研究, 从技术的总体趋势、技术重点、机构情况及新技术与研究人员4个方面探讨了该技术的发展趋势, 为该领域内相关企业制定战略决策提供参考依据。研究发现可印刷电子纸正处于快速发展阶段, 日本处于领跑地位, 各国积极布局以期抢占竞争高位。