为减少肺组织分割算法的运算时间，提出了一种基于粒子群优化的Otsu肺组织改进自动分割算法。针对传统粒子群优化的二维Otsu算法中二维直方图计算量大、粒子搜索容易陷入局部最优解的缺陷，使用灰度级-梯度二维直方图减少二维直方图的计算量，并减小粒子搜索范围，采用基于粒子空间对称分布的改进粒子群获取最佳阈值。算法实现过程中利用孔洞填充算法去除背景，基于形态学操作去除噪声、修补病变区域产生的孔洞。仿真实验结果显示，本文算法对图像尺寸为512像素×512像素CT图像的阈值分割时间约为0.2 s，比基于灰度级-邻域均值二维直方图的粒子群优化的Otsu算法的阈值分割速度提高了约16%。较好地实现了胸腔CT图像的肺组织自动分割，与传统算法相比较，本算法在保证分割精度的基础上分割速度明显提升。

提出一种引入直接数字频率合成算法（DDS：Direct Digital Frequency Synthesis）的旋转LED高精度空间成像方法。巧妙地将三维物体的旋转LED空间成像问题转化为阵列信号的生成问题，并通过引入DDS算法输出高精度阵列信号，实现了旋转LED长时间稳定的高精度空间成像。经仿真实验和线阵列旋转LED成像平台实验的结果表明，与现有方法相比，本文方法简单、可靠，空间成像稳定。

针对表情和光照变化等对人脸识别影响的问题，提出一种基于子模式双向二维线性判别分析(Sub-pattern two-directional two-dimensional linear discriminant analysis, Sp-(2D)2LDA)的人脸识别方法。该方法首先对原图像进行分块处理，并保持子块间的空间关系，然后对各个子训练样本集从行方向和列方向同时利用2DLDA进行特征抽取，最后把各个子特征矩阵拼接成一对应原始图像的特征矩阵，并采用最近邻分类器进行分类识别。在ORL及Yale人脸库上的试验结果表明，Sp-(2D)2LDA有效降低了鉴别特征的维数，减少了表情和光照变化的影响，获得了较好的识别性能。

针对非下采样剪切波变换(NSST)分解后图像的高频系数数据量较大且具有较大稀疏性的问题，本文提出一种基于NSST和压缩感知(CS)的图像融合算法。算法首先采用NSST对源图像进行分解；其次利用CS算法将NSST分解后的图像的高频系数进行压缩、融合及重构；然后利用“局部区域能量和局部区域方差”联合指导待融合图像的低频系数的融合；最后利用NSST逆变换重构融合图像。由于只需要对高频系数的压缩值进行融合，因此算法可以在不影响图像融合效果的同时加快代码的运行速度。仿真实验表明，该算法不需要原图像的先验知识就可以完成图像的融合，当图像的尺寸较大时，该算法牺牲了微小的融合图像质量，但却可以显著提高算法的运行速度，减小代码的时间代价，降低对硬件系统的要求。该算法对于融合系统的实时性要求提供了一种思路，具有较大的应用价值。

针对CT系统在实际应用中出现的金属伪影问题，提出一种基于先验插值的金属伪影校正算法。文中通过预滤波、骨骼分割和软组织恢复步骤计算先验图像，并利用先验图像的正向投影对原始投影中的金属投影区进行插值校正。应用该算法对数值仿真图像和临床CT图像分别进行了校正重建实验。数值仿真实验表明，用提出算法校正的结果比线性插值金属伪影校正算法、归一化金属伪影校正算法校正的结果更接近理想体模。临床数据实验表明：该算法的重建结果有效抑制了金属伪影，清晰重建出金属边缘细节，极大地提高了重建图像的质量。

为了更直接地评价和比较立体显示中的串扰现象，结合图像内容对灰阶串扰进行了单一数值量化。提出的平均灰阶转换概念，选取了多幅具有代表性的立体图像，并对立体显示图像中每一灰阶转换组合出现的概率进行了统计，得到的平均灰阶转换也是以矩阵的形式出现。灰阶串扰单一数值量化就是利用平均灰阶转换矩阵对灰阶串扰矩阵进行加权平均，加权平均后的串扰矩阵中所有值相加得到单一的串扰评价值。提出的灰阶串扰单一数值量化方法充分考虑了图像内容的影响，得到的灰阶串扰单一数值评价结果更加客观、准确。同时，研究结果对串扰现象的优化以及视觉舒适度的提高具有指导和推动作用。

随着医院数字化医疗进程的加快，医学影像的数据量日益增大，医学影像资料的存储空间和获取速度受到很大的限制。文章在研究主流字典学习算法基础上，提出使用不同尺度的MOD、K-SVD、ILS-DLA、RLS-DLA字典算法对DICOM图像进行压缩存储，以及恢复再现的方法。与经典的JPEG和JPEG2000压缩算法相比，字典学习算法压缩和恢复效果较好，特别是采用较小尺度的字典时，压缩效果更为突出：当压缩比为20时，采用4×4尺度的RLS-DLA字典，论文算法的峰值信噪比（PSNR）较JPEG算法高出7.8 dB，比JPEG2000算法高出1 dB。

提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度守时方法，以统计学为基准，结合高精度恒温晶振和北斗/GPS双模接收器产生同步标准秒脉冲信号。当授时系统导航卫星失连，系统根据存储晶振脉冲数计算出均值和方差，动态设置系统晶振脉冲计数器阈值从而模拟产生高精度秒脉冲信号，消除晶振累积误差。实验结果表明，1 h内授时系统守时误差小于250 ns，可满足授时系统在电力、靶场等系统中的守时要求。

对机载多功能显示器红外触摸屏响应时间进行分析和计算，寻找缩短响应时间以便满足用户要求的方法。通过VC++对响应时间进行了计算，根据触摸过程和计算结果，通过提高RS-232的波特率、中断实时接收处理触点数据和合并任务的方法对响应时间进行优化。优化后触摸响应的最大延时时间可缩短约37.5 ms，优化后的延时约为89.5 ms。保证了飞行员可以及时得到需要的画面，满足用户需求。

根据LCD显示器亮度的均匀性和显示光栅对比度的稳定性实验分析，提出了一种采用LCD显示器显示光栅测量人眼对比度敏感视觉特性的实验方法，并测量了48位青年对象对3种平均亮度光栅的对比度视觉特性，且与目前有代表性的测量方法和结果进行了对比分析。结果表明该测量方法是一种有效、实用和简便易行的人眼对比度敏感视觉特性测量方法。

本文对TFT在栅极绝缘层和非晶硅膜层沉积过程中，透明电极ITO成分对膜层的污染和TFT电学性质的影响进行分析研究。通过二次离子质谱分析和电学测试设备对样品进行分析。ITO成分会对PECVD设备、栅极绝缘层和非晶硅膜层产生污染，并会影响TFT的电学特性。建议采用独立的PECVD设备完成ITO膜层上面的栅极绝缘层和非晶硅膜层的沉积，并且对设备进行周期性清洗，可降低ITO成分的污染和提高产品的电学性能。

本文合成了4个异硫氰基联苯乙炔类液晶化合物。通过1HNMR、13CNMR、19FNMR、IR和MS谱图鉴定结构正确。用差示扫描热议(DSC)和偏光显微镜(POM)对化合物的相变温度进行了测试，发现所合成目标化合物均呈现向列相，其相变态温度范围在105~137 ℃，其双折射率高于0.47，可作为液晶光栅高双折射率液晶材料的有效组分。

为了对TFT-LCD中的闪烁不良进行改善，本文通过研究TFT-LCD中干法刻蚀（Nplus Etch）对TFT特性的影响，以此对刻蚀条件（Power、Gas）进行优化，达到降低Photo-Ioff的目的。实验结果表明，当干法刻蚀主工艺条件为：Source/Bias=4 k/5 k、Press=90 mT、SF6/O2=1.1 k/3 kml/min，AT Step条件为：Source/Bias=2 k/2 k、Press=100 mT、SF6/O2=3 k/3 kmL/min时，Photo-Ioff由量产最初的58.15降至20.52，闪烁由15%~30%降至10%以下。干法刻蚀工艺条件的优化对TFT特性以及闪烁有明显改善效果。

为了制得既能够提供黑色同时又具备高透过率的光阀，本文制备了一种能在反射态和透明态之间切换的主动电场可控性液晶光阀。该光阀主要选用3种偶氮类二向色性染料掺杂螺距位于红外区的胆甾相液晶，并详细地研究了螺距对液晶光阀电光性能的影响。实验结果表明：随着螺距的增大，Vth、Vsat和ton均逐渐减小，其中，最大的Vth和Vsat分别仅为6 V和20 V左右，ton也仅为0.878 ms，并且该薄膜的透过率在电场的作用下可达80%以上。因此，所制备的DDCLC薄膜既满足了透明显示面板高透过率的要求，又提高了其能见度。

主要分析了黑矩阵残留程度与SiNx、SiON、SiOx等基底表面亲水特性的关系，研究了等离子体处理对基底表面亲水特性以及黑矩阵残留的影响。首先，通过原子力显微镜和扫描电子显微镜对黑矩阵在不同基底表面的残留颗粒大小、表面粗糙度进行了测试。然后，使用接触角测试仪对不同基底表面的亲水特性进行了表征，分析了表面亲水特性和黑矩阵残留程度的关系。最后，研究了等离子体处理条件对基底表面亲水特性的影响，提出了采用O2/He等离子体对基底表面进行改性来解决黑矩阵的残留问题。实验结果表明：基底表面的水接触角越小、亲水性越强，黑矩阵在基底表面的残留越少；O2/He等离子体表面处理使基底表面的水接触角从17°降低到3°，增强了基底表面的亲水特性，并且黑矩阵工艺之后基底表面的粗糙度从3.06 nm降低到0.69 nm，消除了黑矩阵的残留。

在工业生产中，STN液晶取向剂在以薄膜形式涂覆在玻璃基板表面并进行热固化后，需要用溶剂对其进行洗涤。在洗涤中，薄膜从玻璃基板上脱落的现象时有发生。针对这种现象，需要一种添加剂，在不影响STN液晶取向剂的粘度、外观、预倾角、硬度等性质的同时，提高其粘接性能。在液晶取向剂中引入了N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Y9669)添加剂，将硅烷添加剂以不同添加比例与取向剂搅拌混合后，得到5份添加剂含量不同的溶液。表征并对比了含有不同含量添加剂的STN液晶取向剂的粘度、外观、预倾角、硬度、粘接性等性质。实验结果表明：对于STN液晶取向剂体系，硅烷添加剂Y9669的最佳添加比例为取向剂固含量的0.5%，此时得到的取向剂综合性能更加优异。硅烷添加剂Y9669基本能够达到在不影响取向剂其他性能的同时，提高其对基板粘接性能的要求。

利用磁控溅射技术，以Mg0.06Zn0.94O为陶瓷靶材，制备了N掺杂p型Mg0.13Zn0.87O薄膜，薄膜的电阻率为42.45 Ω·cm，载流子浓度为3.70×1017 /cm3，迁移率为0.40 cm2·V-1·s-1。研究了该薄膜p型导电性质在室温空气下随时间的变化情况。实验结果表明，薄膜的电阻率逐渐升高，载流子浓度降低，五个月以后，薄膜转变为n型导电，电阻率为85.58 Ω·cm，载流子浓度为4.53×1016 /cm3，迁移率为1.61 cm2·V-1·s-1。真空热退火后重新转变为p型。结果显示，其p型导电类型的转变与在空气中吸附H2O或H2等形成浅施主有关。

制备出应变调光玻璃样品，利用剪切装置对样品施加剪切应力后，样品呈散射偏光态。实验观察到样品所特有的在剪切力施加方向上透光率偏高的视角特性，通过建立理论模型并测试透光率随入射角变化曲线，得到了散射偏光玻璃透光率综合表达式，以及样品中液晶微滴倾斜角度与透光率关系。模拟计算表明，本文所建立的理论表达式能基本描述剪切液晶散射偏光玻璃特性。

为改善OLED器件的载子注入平衡，本文在其结构ITO/MoO3/NPB/Alq3/Cs2CO3/Al中，分别引入高电子迁移率材料Bphen及Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层。通过改变Bphen的厚度以及Bphen中Cs2CO3的体积掺杂浓度，研究其对器件发光亮度、电流密度和效率等性能的影响。实验结果表明，采用Bphen或者Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层，均能提高器件的电子注入能力，改善器件的性能。相比于未引入Bphen的器件，采用25 nm的Bphen作为电子传输层，改善了器件的电子注入，使器件的最大电流效率提高112%；采用体积掺杂浓度为15%，厚度为5 nm的Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层，减小了电子注入势垒，使器件的最大电流效率提高27%，并且掺杂层厚度的改变对器件的电子注入影响很小。该方法可用于OLED器件的阴极修饰，对器件性能的提升将起到一定的促进作用。

为了阐述具有体缺陷结构的向列相液晶盒在暗态出现漏光的原因，以及边界锚定条件对漏光的影响，首先，建立了3个向列相液晶盒模型，它们具有不同的初始指向矢排布。接着，基于Landau-de Gennes理论，通过对指向矢场的缺陷动力学计算，得到液晶盒截面内平衡态的指向矢分布。最后，使用琼斯矩阵法将该截面内的指向矢分布以透过率的形式表示出来。模拟结果显示，在无外场条件下，当向列相液晶的弹性常数满足L2/L1≥ 1 (K22/K11≤ 2/3)时，具有体缺陷结构的液晶盒展现出了自发的扭曲结构，导致了漏光的出现。且漏光强度随着缺陷结构和边界条件的不同而不同。本文模型很好地解释了体缺陷造成液晶盒在暗态出现漏光的原因，且模拟结果与工业生产过程中观察到的现象是一致的。

以半透明超薄金属银作为阴极，紫外臭氧处理的厚金属银作为阳极，制备了高效率高亮度的黄光硅基顶发射有机发光器件。当电压为9 V时，器件的最大电流效率为4.9 cd/A，当电压为17 V时，器件的亮度达到14 040 cd/m2。通过增加掺杂浓度及阳极厚度对器件结构进一步优化后，器件性能显著提高，其电流效率在外加电压为10 V时达到11 cd/A，相应亮度为21 748 cd/m2. 顶发射器件中存在的微腔效应能有效提高器件的发光效率以及亮度，但是也会使器件的共振波长随着观察视角的增大而蓝移。由于采用合适的发光材料，本实验制备的器件的发光峰值在0°~75°视角范围内几乎没有变化。

以OV9712作为图像传感器，进行高清行车记录仪摄像模组设计。为了提高摄像模组中的高清数字信号传输速率，进而提升输出图像的清晰度，本文还采用了美国TI公司生产的集成芯片组DS90UB913Q及DS90UB914Q作为串行器和解串器，对高清数字信号进行LVDS差分信号编码及解码，最终实现了通过LVDS对差分信号数据进行全双工高速通信的功能。实验表明，该芯片组的应用，大幅提高了远距离高清图像数据传输的质量，使车载行车记录仪图像更为清晰。

为了实现对极紫外相机控制及管理功能，设计并实现了一种基于FPGA的电控单元。该系统以FPGA为核心，经过RS-422接口与信号处理子系统进行通讯，通过LVDS接口接收信号处理子系统发送的科学数据，与CPU之间通过数据总线进行通讯。为了提高电控单元的可靠性，在设计过程中采用了抗辐照设计和交叉备份的冗余设计。通过极紫外相机电控单元的测试和试验验证表明：极紫外相机电控单元的功能和性能满足指标要求，为极紫外相机在轨取得圆满成功的结果起到了重要作用。

为促进航空测绘信息获取的数字化、一体化、实时化，本文利用FPGA(Field-Programmable Gate Array, 即现场可编程门阵列)并行处理的优势结合ARM处理器低功耗高性能的特点，基于ARM+FPGA的双核硬件架构实现了影像的交互与显示。该系统以Linux操作系统为软件开发平台，以ARM11嵌入式处理器为硬件核心、FPGA作为协处理器，采用FPGA片内FIFO(First Input First Output, 即先进先出存储器)作为ARM处理器与FPGA之间的高速通信桥梁，针对Linux 2.6.36内核完成了对FPGA设备的驱动设计，并基于Qt图形用户界面实现了影像的实时显示。测试结果表明，ARM处理器与FPGA之间能够实现VGA（640×480）图像的高速交互，帧率可达26帧/s，最大传输带宽为182 Mbps。该系统不仅体积小、功耗低、成本低，而且稳定性好、功能强，能够满足航空遥感摄影系统的实时性要求。

为实现将时间值、方位值等串口通讯信息叠加进数字视频图像信号的某一固定行中，设计了基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统。采用FPGA程序设计实现串行数据接收与内置FIFO处理，并提取视频数据的某一固定行，进行数据融合，使得通讯数据和视频数据在场信号有效下组合输出。基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统实现了通讯数据与视频数据的融合，试验中通讯数据波特率为230.4 kbit/s，视频信号帧频50 Hz，视频数据与通讯数据帧频相同，图像像素为1 024×1 024，通讯数据正确的融合入一场图像的最后一行中，系统工作稳定，工作状态良好。基于FPGA的通讯数据与数字视频数据的融合系统以最简硬件系统实现了通讯数据与数字视频数据的组合输出，满足图像处理及显示系统的要求，具有广泛的工程意义。

不同的图像处理过程，会对图像引入各种各样的失真，如何对图像的质量进行评价成为一个热点问题。针对传统的基于像素差值统计的峰值信噪比方法及结构相似度方法与人眼主观评价不够符合的情况，本文提出了一种基于Riesz变换的结构相似度图像质量评价方法。该方法先将参考图像和失真图像进行一阶Riesz变换和二阶Riesz变换，并利用得到的5组对应特征图计算出5幅相似度图和5幅权重图，利用平均法进行融合得到最终的相似度图和权重图，然后加入原参考图像和失真图像的亮度比较项，得到最终的图像质量评价指标。在LIVE图像数据库上的实验表明，本文方法对于5种失真的质量预测准确性和一致性都很高，在交叉失真实验中，本文方法也优于结构相似度方法，PLCC和SROCC值达到了0.9482和0.9532。与几种公认较好的方法相比，本文方法能够更好地预测图像质量，更加符合人眼的主观感知。